側吹爐銅锍含金品位低原因淺析

呂新寧

（山東方泰循環(huán)金業(yè)股份有限公司，山東 煙臺 264000）

造锍捕金工藝具有生產成本低，物料適應性強的優(yōu)點，與焙燒—氰化工藝相比，造锍捕金工藝各回收率均有很大提高，金提高了5.76%，銅提高了12.67%，硫提高了2.52%[1]。某廠采用側吹爐造锍熔煉處理復雜含金氰化尾礦，所產出的銅锍進行深加工或銷售，從而取得經濟效益。通過生產發(fā)現部分側吹爐銅锍含金品位低，導致金直接回收率低，生產中金屬平衡與理論相差大。因此分析含金品位低的原因，進而采取措施，具有重要的意義。

1 生產情況及捕金原理

（1）側吹爐采用側吹富氧鼓風熔煉。氰化尾礦與含硫銅精礦配料后，通過爐頂皮帶加入到側吹爐，在高溫下熔化與富氧空氣發(fā)生一系列化學反應，主要產出物為爐渣、銅锍、煙灰。當入爐料成分為Au5.16g/t，Ag114g/t，Cu6.62%，S8.48%，Fe23.69%，SiO219.48%，CaO2.29%，Pb2.91%，Zn3.74%，As1.98%時，通過冶金計算可得出理論銅锍含金品位為30g/t左右，然而生產過程中從溜槽中采取多個樣品進行了化驗，表1銅锍實際含金品位與理論相差很大，有的甚至低至1g/t以下。銅冶煉文獻大多提到銅锍是貴金屬的優(yōu)良捕集劑，捕集率可達98%以上，出現此種情況立即引起該廠的重視，查出銅锍含金品位低原因有利于金屬的平衡。

表1 銅锍理論與實際品位

（2）锍捕金原理[2]。锍捕集貴金屬的原理主要在于熔锍具有類金屬的性質。捕集作用的發(fā)生是由于熔融的渣相的賤金屬相兩者的組成結構差異很大。渣相靠共價鍵和離子鍵把硅、氧原子和Ca2+，Mg2+，Fe2+等離子束縛在一起，鍵電子都是定域電子，貴金屬原子在熔渣中不能穩(wěn)定存在。金屬相靠金屬鍵把原子束縛在一起，原子見的電子可以自由流動。貴金屬原子進入金屬相可降低體系自由能。锍在高溫下具有相當高的電導率，切溫度系數呈負值，屬電子導電。熔锍性質類似金屬，在造锍熔煉過程中，貴金屬原子進入熔锍而不進入熔渣。陳景院士對锍捕集貴金屬的研究推斷出金屬比類金屬具有更強的捕集貴金屬能力。

2 原因分析

（1）銅、鐵的影響。銅、鐵是原料中主要的金屬元素，銅以Cu2O、CuO、Cu2S形態(tài)存在，鐵以FeS、Fe2O3形態(tài)存在。Cu2S和Cu2O的反應，化學式為Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2。熔煉溫度下，反應易進行，此反應是冰銅中有金屬銅的原因。由于大量的FeS存在，即使有Cu2O也都完全被硫化成Cu2S，化學式為Cu2O+FeS=Cu2S+FeO。熔煉時可能生成的金屬銅被FeS硫化，生成的金屬鐵被SO2或Fe3O4氧化成FeO造渣。熔體分為兩層，上層主要為Cu2S與FeS的熔合物，其中溶解有少量的Cu和Fe，下層為Cu和Fe的合金，溶解有少量Cu2S和FeS。冰銅如果含足夠硫，其成分不會進入分層區(qū)，而只能是在分層區(qū)以上。因此絕大部分的鐵和銅構成銅锍。理論上當產金屬銅10%時，金的入銅率高達90%，只有大量金屬銅產生時，金才會完全進入金屬銅造成損失。

（2）鉛、鋅的影響。爐料含鉛量高且爐內還原氣氛強時理論可以產生金屬鉛，當反應溫度大于883℃時，其反應方程式為PbO液+CO=Pb液+CO2。長期處理高鉛混合料，鉛液滴逐步富集于沉淀區(qū)底部，極少量金屬鉛會從爐底部縫隙滲出。由于鉛產生量相對銅锍少量，根據鉛/锍的大小影響金銀的入鉛率，比值大金銀入鉛就多。因此，在銅锍捕金時，鉛的產生會引起金的損失。鋅在混合料中主要以ZnS形態(tài)存在。在焙燒氰化尾礦中，還有ZnO和ZnO.Fe2O3形態(tài)的鋅。通常鋅約有40%～50%進入冰銅，部分借以下反應而揮發(fā)：2ZnO+ZnS=3Zn+SO2，再被氧化成粉末狀的ZnO，其余的溶解或混雜在爐渣中鉛、鋅、砷的氧化物或揮發(fā)物形成的微煙塵，可能會夾帶原料造成金損失見表2，由于煙塵量少金的損失總量較小。

表2 處理氰化尾礦微煙塵化學成分

Ag/g.t-1 15 46 32 58 23 Cu% 1.4 1.6 0.87 1.64 0.58 Pb% 15.52 22.26 3.1 11.02 14.49 Zn% 0.51 8.01 4.2 2.39 1.43 As% 38.12 34.26 42.32 12.53 29.04

（3）砷、銻的影響。砷、銻是類金屬元素，一般情況下砷、銻形成氧化物進入煙氣中，在入爐料的砷、銻含量較高和爐內還原氣氛的較強，砷、銻易與銅形成砷化銅和銻化銅，具有金屬的性質。通過試驗處理同一混合料（化學成分Au3.91g/t，Ag112g/t，Cu7.35%，S 8.83%，Pb2.26%，Zn3.0%，As2.46%）時得出一組銅锍成分，見表3。隨著銅锍含砷、銻的提高，對金、銀的捕集能力有增強的趨勢，且對金的捕集能力比對銀的強。這種銅、砷、銻锍的生成是造成金損失的重要原因。

表3 同一混合料產出的不同化學成分的銅锍

3 措施

（1）原料控制。配料時降低雜質元素的含量，用造锍捕金時要保證FeS足量，產出正常成分的銅锍。同時可以降低硫銅比，提高銅锍品位增加溶解金能力。選擇合適渣型配料，減少渣中銅帶金的損失。

（2）生產過程控制。合理控制爐料熔化速度，保障熔體反應時間。通過生產實踐，混合熔體經過銅锍充分的洗滌才可獲得含金量低的爐渣。操作中應穩(wěn)定爐況，減少爐頂上燃情況的發(fā)生。保證爐頂無煙害下可適當減少負壓，增加煙塵沉降效果，減少了原礦被帶到布袋除塵器的損失。適當提高送風量降低爐內還原氣氛，砷化物大部分被氧化揮發(fā)至煙灰，效果比較顯著。用合金捕集貴金屬時，應做相應技術改造，保障合金熔體有過熱溫度便于排出。銅锍捕集貴金屬時，要及時放空沉淀區(qū)積聚的合金锍，減少其對銅锍的洗滌。

4 結語

銅锍是金、銀等貴金屬優(yōu)良捕集劑，目前已被廣泛應用于底吹、側吹等處理金精礦項目。大部分工廠熔煉爐的入爐料雜質少，產出的銅锍成份穩(wěn)定，金的品位變化不大。側吹爐處理復雜原料時會產生比銅锍捕集能力更強的金屬物質，銅锍含金品位波動大，單獨依靠采集銅锍樣品化驗含金品位并不能準確反應銅锍實際含金量，可根據煙灰、爐渣含金指標反向計算出金的回收率情況。