金精礦的焙燒條件對金、銀提取的影響研究

蔡金娥

（山東黃金礦業股份有限公司新城金礦，山東 煙臺 261438）

針對工業礦產開采，尤其復雜的銀金精礦的處理，在此前有很多研究的成果以及理論基礎，學術領域的研究人員根據各自接觸的內容進行探索。作為金銀提煉的重要工序和流程，筆者從含鉛不高的炭質金精礦開始研究，實現減法熔煉，并且進行對應的試驗與攻關。研究過程中也遇到了一定的困難，因為金精礦的處理復雜，依據金精礦焙燒因素以及要求標準，完成金銀的提取，明確對金銀提取性能的影響。研究銀金礦山的儲備合質飛揚損失，此外，不僅能夠實現金銀質量的提升，更加能夠實現冶煉運作的資金運轉效率，獲得更多的經濟效益和企業利益[1]。

1 研究過程中原料、試劑及試驗方法的運用

1.1 原料性質及試劑

使用的試驗材料復雜礦浮選金精礦，顆粒度細，整體顆粒度＜0.075 mm物料能夠占到94%（質量分數）。其中礦態用顯微鏡觀察顯示（質量分數）：黃鐵礦為49%，閃鋅礦為12%，方鉛礦為4%，銀礦物為8%，脈石為19%及碳質物為6%。這其中前三種礦重要，通過分析和驗證：約49%的銀是以銀黝銅礦等復雜狀態。運用硫脲或氰化物浸出，在處理之前需要針對精礦預處理。銀精礦的化學成分見表1，其中ω(C org )代表碳酸鹽以外的所有碳，而ω(CΤ)和ω(SΤ)表示總碳量和總硫量。研究中使用硫脲規定純試劑，自來水充當浸出液體即可[2]。

1.2 試驗和分析的主要方法

焙燒過程，使用馬弗爐托盤，尺寸為120mm×140mm。焙量為80g精礦。溫度達到標準后，將其置入托盤，并且使混度恢復原始值，開始計算時間。開始攪拌爐中原料，等待乘出冷卻。進行稱重并且焙砂細磨20秒左右。后續浸出使用振動磨型號XZP-100。此次浸出試驗的目的是為了驗證焙燒條件是否可行。

銀精礦的熱分析是在Du Pont 9900熱分析儀上進行的，渣樣中的金、銀含量分別由火試金及原子吸收光譜法測定，硫、碳含量則采用燃燒-碘量法分析，而預浸液中的Cu，Ag，Zn由原子吸收光譜法測定。

2 研究試驗的影響分析

2.1 焙燒時間的影響

通過之前分析，焙燒是影響硫脲浸銀率的重要因素。在故分別在600℃及700℃下研究，焙燒時間影響溫度一致。因此羅列了700℃時的試驗結果，基于不同的溫度環境，硫、碳的脫除率都會隨著焙燒時間的增加而提升，但是在試驗中，脫碳率并不是優化的唯一條件。原因在于，浸金率方面考慮，焙燒時間越長礦物顆粒越趨近于完整，這樣就減小了孔隙率，因此就降低了浸出液與顆粒的接觸，從而實現浸金率的降低。與此同時，焙烤時間延長會產生額外的成本，焙燒會脫離精礦中的活性炭，消除銀金汞膏礦及包裹體存在的那部分金的難浸性，研究過程中，后者會讓浸金率提升，原因在于精礦存金銀量高，活性炭奪取金的效應細微，浸銀率不高，有利于提升硫酸化焙燒，防止二次包裹銀產生[3]。

2.2 添加劑的影響

由于黃鐵礦是該銀精礦的主要載銀礦物，其氧化產物的組成及表面物理狀況與金銀浸出率的高低休戚相關圓獲得高的金銀浸出率，黃鐵礦的焙燒產物最好是疏松多孔的三氧化二鐵，而銀、銅、鋅等則宜以硫酸鹽形式存在，以便在稀硫酸預浸段被回收。下面我們首先回顧一下硫化物（MeS）的氧化過程.硫化物（Mes）的氧化反應屬于在固氣相界面分階段進行的多相反應，其氧化過程包括氧分子的擴散和吸附、氧鍵的斷裂、硫酸鹽晶核的產生以及新相在硫化物顆粒表面的形成等步驟，隨后在兩種固相和新相之間發生如下復分解反應：

此次在高溫環境中實現硫酸鹽分解：

表1 銀金精礦主要成分

繼續進行氧化反應處理，繼續由O2實現固體表面穿入，膜為（MeO）和MeS產生反應，循環進行，在反應過程中產生SO2高溫下O2濃度發生變化。

逸出SO3和外部MeO反應，產生二次硫酸鹽MeSO4。

只有滿足硫酸化焙燒條件。

二次硫酸鹽（MeSO：）才能穩定地存在，而式（3）也只有在較高的溫度so2和o。濃度（分壓）下且有催化劑（如FezOs）存在的條件下，才能有足夠的反應速度，而在黃鐵礦的串聯的4個氧化步驟：

研究過程中，因式（9）中的Fe3O4結構緊密，O2的傳輸出現問題，進行氧化的速度減慢，這個環節限制了接觸過程。以至于會影響到黃鐵礦中銀礦物的徹底解離。而加入少量硫酸鈉，后續的硫酸鈉燒結，使Fe3O4達到了結構致密：膜收縮后出現破裂，強化了氧化傳輸速率提升，這樣氧化率提升數十倍，能夠得到疏松多孔的氧化物Fe2O3，銀礦物中解離，影響黃鐵礦中物質解離。隨著SO2：氧化成SO3。速度加快，其余的復雜礦物中的Ag，Cu等有價金屬，其酸溶率顯著提升，所以，能夠說明總體浸銀率顯著提升[4]。

2.2.1 添加劑用量的影響

因為銀精礦中SiO2質量分數達到20%，高硅物料在燒結過程中收到水蒸氣的影響與作用，之后熱分析，饞哼了試驗應用的分段焙燒，保持溫度為400℃，焙燒過程在1小時作用，之后溫度達到650℃~700℃之間，定位670℃，再進行焙燒3小時左右，添加劑按照銀精礦百分比計算。依據精礦質量計算，焙砂過程中進行重磨，依據1.2節完成預浸。浸渣再用硫脲浸金，當硫酸鈉達5%以上時，Cu，Zn，Ag的酸溶率明顯提升，這說明銀黝銅礦形態存在的那部分Ag形成了閃鋅礦中解離，如果硫脲浸出后，銀總浸出率達到93%，浸金率達到95%，總渣率約62%，其渣含Au 1.5 g/t及Ag550g/t。

2.2.2 添加劑存在時焙燒時間的影響

試驗過程中，硫酸鈉添加量為5%，處理環境的溫度為400℃，并且保溫1小時，等待溫度升到670℃后，再進行添加劑的使用，檢測是否影響焙烤時間影響。當有關條件浸出滿足時，試驗結果能夠明顯的表示為：處理溫度為670℃，焙燒時間為4小時左右，Au，Ag的總浸出率均在95%以上，銅酸溶率＞80%，在研究的過程中，銀黝銅礦進行銅硫酸鹽化，銀浸出率提高，同時也發現了2小時焙燒后，大部分硫已經脫除，其中酸溶銀存留70%，這就說明了硫酸化焙燒-稀酸浸出脫銀-提金工藝，需要嚴格的控制焙燒的溫度，保持充足的焙燒時間是提高提金效率的基礎[5]。

2.3 綜合條件試驗過程分析

依據之前多個小結的分析實驗，得出了綜合的條件需求：將5%硫酸鈉的銀精礦400℃環境下焙燒1小時，之后溫度提升到650℃~700℃之間，與此同時保持溫度不變達到1小時。焙砂并進行細磨，依據之前試驗的浸出條件，完成烯酸的預備浸出。依據用10g/L酸性硫脲（pH<1.5）溶液根據從其酸浸渣中浸金。稀酸浸出段，銀以AgSO4形式進入酸浸液（0.4g/LAg+～0.5g/LAg+），但酸浸渣中依然殘留有金。酸浸渣經硫脲浸金后的渣分析顯示：該工藝的金、銀總浸出率均達到了95%，所以沒有對浸出條件優化[6]。

2.4 與氰化浸出工藝的比較

基于氰化法的成熟性，并且其試驗操作的成本偏低，筆者結合試驗需要進行了焙砂對比，采用氰化法，焙燒過程依舊使用稀硫酸預浸的方法。其預浸渣經Ca（OH）2調漿2小時左右，之后加入固態NaCN。這時的氰化浸出條件：質量分數0.25%NaCN，液固比3.3：l，pH10.5~11及24小時。試驗過程的三次重復操作結果表示：稀硫酸浸出銀的浸出率（酸溶率）分別為52.58%，64.75%和62.24%：這樣實現氰化浸出之后，金的浸出率則依次為94.42%，94.6%和94.25%，銀的總浸出率（渣計）依次：89.85%，90.76%和91.36%。因此，氰化法的金浸出率雖與硫脲法一致，但是，銀總浸出降低5%，此外，在經濟性方面還需要進行后續的試驗研究來驗證[7]。

3 結語

通過研究可以看出，金銀提取效率的主要影響因素包含冶煉中的焙燒溫度、添加劑的使用以及停留時間等。研究發現，其中硫酸鈉作為添加劑能夠使銀加速硫酸化，以及針對其他有價元素都有同等作用。與此同時，運用稀硫酸結合焙砂工藝實現前期處理，也能夠減輕浸金試劑損耗。在處理過程中，需要適當的掌控焙燒條件，包含一段400℃1h，二段670℃4h以及硫酸鈉質量分數5%進行添加，結合焙砂烯酸預浸的前期準備，運用硫脲或者氰化物浸金過程中浸金率提升到95%，總體浸銀率為95%和90%。從整體上能夠說明這種工藝具有可行性，并且能夠提升復雜礦金銀提取的質量，從而提升金銀冶煉的經濟效益[8-10]。