國內某卡林型金礦加壓預氧化- 炭浸工藝金浸出率影響因素分析

盧 松

(紫金礦業集團股份有限公司， 福建 上杭 364200)

國內某金礦為高砷、高炭、高硫、微細粒浸染型金礦，主要金屬礦物為黃鐵礦、毒砂，主要非金屬礦物為碳酸鹽類、石英、泥質、炭質和有機質，屬于復雜極難處理礦石。2016年該金礦建成我國首套難處理金礦加壓預氧化系統，加壓預氧化系統投產以來，氰化渣金品位長期偏高，氰化尾渣平均Au品位2.22 g/t，平均金浸出率87.59%。尾渣Au品位偏高，嚴重制約企業的經濟效益。因此，本文就如何降低氰化尾渣Au品位，提高金浸出率進行了研究和探討，并對現場工藝參數進行了調整和改進。

1 加壓預氧化工藝現狀

1.1 工藝流程

該金礦加壓預氧化系統主要工藝流程包括：配礦、預酸化、加壓預氧化、礦漿BFS轉型、CCD逆流洗滌、氧化礦漿中和等環節，設備連接圖見圖1。氧化礦漿中和冷卻后，送炭浸系統氰化，氰化渣排入尾礦庫。

1.2 氰化渣物相分析

加壓預氧化廠投產以來氰化尾渣Au品位長期偏高，為查明金在氰化渣中的賦存狀態，取Au品位偏高的氰化尾渣進行物相分析，氰化尾渣金分布情況見表1。

由表1物相分析結果可知，氰化尾渣中金主要為鐵礬包裹金、炭質包裹金、硫化物包裹金和表面吸附金。根據前期研究結果，表面吸附金主要是由于加壓預氧化過程中，氯離子的存在與礦石內部炭質共同作用，導致金的損失。

因此，氰渣Au品位偏高主要原因有：①工藝過程中產生鐵礬、硫酸鈣等形成新的包裹；②混合礦有機炭含量太高，炭質競爭吸附；③硫化物氧化不徹底，工藝參數如溫度、時間、氧氣、轉型等未能控制好；④入釜礦漿氯離子濃度偏高。因此，降低尾渣Au品位應該從降低鐵礬包裹、炭質包裹、控制加壓預氧化工藝參數、降低入釜物料氯離子濃度等方面進行研究。

圖1 國內某金礦加壓預氧化系統設備連接圖

樣品編號項目單位表面吸附金硫酸鈣包裹金鐵礬包裹金硫化物包裹金炭質包裹金硅酸鹽及其它包裹金合量1含量g/t0.300.101.080.450.580.152.66比例%11.293.7640.6716.9621.825.51100.012含量g/t0.590.171.000.520.550.142.97比例%19.855.7233.7217.4918.554.68100.01

2 試驗結果與討論

2.1 鐵礬包裹對金浸出效果的影響

鐵礬在堿性條件下不穩定，升高溫度，活性分子增多，鐵礬在堿性溶液中的分解能力增強，促進分解反應進行[1]。實驗室對CCD洗滌后的加壓預氧化渣進行加熱堿性預處理，控制預處理溫度90 ℃，礦漿pH值大于11，預處理時間3 h。加熱堿性預處理前后礦漿氰化浸出率對比見圖2。加熱堿性預處理后金浸出率平均可提高4%～5%。生產現場可通過增加加熱堿性預處理裝置來降低氧化礦漿鐵礬包裹，提高金浸出率。

圖2 堿性預處理前后金浸出率對比圖

2.2 有機炭含量對金浸出效果的影響

在實驗室加壓預氧化過程中，清水調漿，控制反應溫度200 ℃，氧分壓0.7～0.8 MPa，總壓2.4 MPa，有機炭含量對金浸出率的影響見圖3。

由圖3可知，該金礦中含有的有機炭對氰化過程中金浸出率有較大影響，隨著礦石中有機炭含量的增加，金平均浸出率逐漸降低。

實體顯微鏡下觀察天然有機炭呈黑色不透明狀，顆粒斷面有金屬光澤并具縱條紋，與椰殼炭非常相近。二者實體顯微鏡下特征對比見圖4。

礦樣天然有機炭與椰殼炭掃描電鏡形貌照片見圖5。礦樣天然有機炭具多孔隙結構，孔隙切面呈圓形、橢圓形、管狀等形態，常見孔洞大小相近、排列規則，這一特性與椰殼炭相同。有的礦樣天然有機炭某切片方向不顯孔隙，椰殼炭也具這一特征。因遭受地質應力，礦樣天然有機炭孔洞會不同程度變形或破碎，部分孔洞被黃鐵礦、石英、碳酸鹽等礦物充填。椰殼炭則具完好孔隙結構且孔隙中不存在充填物。

圖4 外觀顯微鏡照片

圖5 掃描電鏡照片

由于該金礦所產的金精礦中有機炭含量高，且性質與椰殼炭性質相近，導致CIL氰化過程中與椰殼活性炭存在競爭吸附，導致金浸出率降低，尾渣Au品位偏高。因此，現場可通過配入外購低炭金精礦或配入原礦來降低入釜礦樣有機炭含量，提高金浸出率。

2.3 氯離子濃度對金浸出效果的影響

在實驗室加壓預氧化過程中，控制反應溫度200 ℃，氧分壓0.7～0.8 MPa，總壓2.4 MPa，氯離子濃度對金浸出率的影響見圖6。

圖6 金浸出率與氯離子濃度關系圖

根據實驗室小試數據，當配制入釜礦樣有機炭含量為4.0%，加壓預氧化過程溶液中氯離子含量<20 mg/L時，對金浸出率影響不大；溶液中氯離子含量>40 mg/L時，“劫金”嚴重，氧化渣氰化金浸出率急劇下降。因此，在工業生產加壓預氧化過程中應盡量避免引入氯離子。

3 工藝改進措施及效果

針對氰化尾渣Au品位偏高，生產上采取了如下改進措施。

(1)優化配礦工藝。通過配入外購低炭金精礦和原礦，控制入釜礦漿有機炭含量小于4%。

(2)引入硐坑水(氯離子含量低于20 mg/L)作為加壓預氧化生產用水，降低入釜溶液氯離子含量。

(3)CCD底流增加堿性預處理裝置，控制預處理溫度90 ℃，礦漿pH值大于11，預處理時間3 h。

根據生產數據，工藝改進調整之前，入釜礦漿平均有機碳含量為4.7%，入釜氯離子濃度在50～80 mg/L波動，最高達107.4 mg/L，平均濃度為64.98 mg/L，氰化渣Au品位和Au浸出率平均值為2.22 g/t和87.59%。工藝改進調整后，入釜礦漿平均有機碳含量為3.8%，入釜氯離子濃度平均降低至42.60 mg/L，氰化渣Au品位和Au浸出率平均分別1.46 g/t和91.53%，氰化渣Au品位降低0.76 g/t，金浸出率提高約4～5%。氰化渣中鐵礬包裹金含量從30%～40%降低至10%以下。改進后浸出效果好，經濟效益顯著，按年生產天數330天，金礦日處理量450 t，平均Au品位15 g/t，金價265元/g計算，則年可創造產值2 361～2 951萬元。