甘肅某難處理金精礦浸前預處理試驗研究

吉 強，李光勝，朱幸福，高騰躍

（山東黃金礦業科技有限公司選冶實驗室分公司，山東 煙臺 261441；山東黃金礦業科技有限公司，山東 濟南 250000）

難處理金礦指在正常磨礦條件下，采用常規的氰化浸出工藝得不到滿意的浸出率的金礦物，根據其難處理的原因分為包裹型、含碳物質型和復雜多金屬共生型3 類，本次研究的金礦物呈微細粒包裹于黃鐵礦中[1]。針對這種難處理金礦物，高效提金的關鍵是通過預處理技術破壞黃鐵礦等的包裹使金解離暴露，破壞包裹的方式可分為氧化法和物理破壞法2 大類。當部分金呈微細粒賦存在黃鐵礦（FeS）等硫化礦物中時，通過超細磨不能完全破壞包裹使金達到解離或暴露，必須對它進行氧化分解[2-4]。

本研究以超細磨為基礎，結合富氧預處理手段，采用實驗室自制的預處理設備，對甘肅某難處理金精礦開展超細磨+常壓預氧化的試驗研究，探索難處理金礦物預處理的部分最佳工藝方法。

1 試驗準備

1.1 試驗材料

試驗采用甘肅某礦山的浮選金精礦，金品位為16.95 g/t，銀品位為27.31 g/t，硫質量分數為30.28%，鐵質量分數為32.37%，其他金屬元素含量較低。該金精礦在磨礦細度小于74 μm 占90%的條件下常規氰化浸出48 h，金的浸出率為49.95%，為典型的難處理金精礦。試驗中主要藥劑有氧化鈣、氫氧化鈉、氰化鈉等。

1.2 試驗流程及設備

試驗中使用的的儀器設備主要有臥式超細磨機、自制預氧化循環槽、溫度計、pH 計、氧氣瓶、流量計、氰化浸出槽等。

1.3 工藝礦物學分析

采用掃描電鏡對該金精樣品進行工藝礦物學分析，金精礦中的金呈微細粒嵌布于黃鐵礦中，平均粒徑為3.58 μm。采用常規的磨礦和浸出工藝，樣品中的金難以被高效回收。樣品中金礦物的典型賦存狀態如圖1 所示。

圖1 金的典型賦存狀態（掃描電鏡背散射圖像）

2 試驗

采用自主研發的實驗室預氧化槽，以金的氰化浸出率為指標，分別考查磨礦細度、預處理質量濃度、預處理pH 值、pH 調整藥劑、預處理時間等條件對浸前預處理效果的影響。具體操作過程為：采用超細磨機將金精礦樣品磨礦至不同細度，取礦漿1 L 用于直接氰化浸出試驗，然后將剩余礦漿轉移到自制的預氧化槽中，開始金精礦的浸前預處理，過程中不斷檢測溫度及pH 值變化，并不斷調整pH 值使它相對穩定。預處理結束后取處理后的礦漿1 L 用于氰化浸出試驗，浸出時間統一為48 h，浸出結束后計算金浸出率，并作為浸前預處理效果的判斷標準。

2.1 磨礦細度

將金精礦分別磨礦至不同細度，在pH=10.5、液固比為3∶1 的條件下開展浸前預處理試驗。不同磨礦 細度條件下的氰化浸出試驗結果如表1 所示。

表1 不同磨礦細度試驗結果

通過表1 中的數據可以看出，樣品只經過超細磨而沒有氧化預處理時，隨磨礦細度增加，金浸出率越來越高，氰化鈉耗量也迅速增加，在磨礦細度小于5 μm占90%時達到32.59 kg/t；經過超細磨后增加氧化預處理工序，隨著磨礦細度的增加金的浸出率提高幅度更大，而氰化鈉的耗量增加幅度較小。磨礦細度越細，金礦物的解離度就越高，金的浸出率就越高，增加氧化預處理后，金的解離度進一步提高，同時將礦漿中影響金浸出的雜質氧化生成不溶物去除，改善了浸出體系環境，提高金浸出率的同時減少了藥劑消耗。但是磨礦細度越細，給后續的濃縮脫水等工序也會帶來困難，磨礦細度小于10 μm 占90%與磨礦細度小于5 μm 占90%的金的浸出率相差2%左右，因此采用磨礦細度小于10 μm 占90%為最佳工藝條件開展后續試驗。

2.2 礦漿濃度

將金精礦采用超細磨設備磨礦至磨礦細度小于10 μm 占90%，調整不同的礦漿液固比，開展浸前預處理試驗，預處理時間為7 h，不同預處理礦漿液固比的試驗結果如表2 所示。

表2 不同預處理礦漿液固比的試驗結果

從表2 中的數據可以看出，不同的礦漿液固比對浸前預處理效果的影響較大，在液固比為3∶1 條件下預處理時，溫度上升較快，最高溫度可達到98 ℃，氧化結束后硫的氧化率最高為54.92%，金的浸出率可達到75.46%。液固比較低時，單位體積內可參與反應的物料表面積較少，單位體積內產生的熱量就比較少，影響了溫度的上升；液固比較高時，雖然單位體積內可參與反應的物料表面積比較充裕，但是顆粒間間隙變小，阻礙了氧氣在礦漿中的擴散，使溶解氧不能及時到達顆粒表面，影響了氧化反應的進行。因此，在氧化預處理中，合適的礦漿液固比也非常重要，這里采用液固比為3∶1 開展后續試驗。

2.3 礦漿pH 值

將金精礦樣品磨礦至磨礦細度小于10 μm占90%，調整礦漿液固比為3∶1，開展浸前預處理試驗，分別在pH 值為3.5、10.5 的條件下進行，預處理時間為7 h，氰化浸出的試驗結果如表3 所示。

表3 不同pH 值預處理的浸出試驗結果

通過不同pH 值的預處理試驗可以看出，在酸性條件下，預氧化速率較慢，預處理時間同為7 h，酸性條件下的硫的氧化率只有24.06%，堿性條件下硫的氧化率為54.92%，并且在酸性條件下預處理后金的浸出率提升較小，堿性條件下預處理后金的浸出率提升較大。說明黃鐵礦更容易在堿性富氧條件下被氧化，實現金礦物的解離暴露。

2.4 預處理時間

將金精礦樣品磨礦至磨礦細度小于5 μm 占90%，調整礦漿液固比為3∶1，開展不同時間的浸前預處理試驗，不同預處理時間的試驗結果如表4 所示。

表4 不同預處理時間對應的試驗結果

從表4 中的數據可以看出，氧化時間越長，硫的氧化率越高，金的浸出率越高；氧化時間大于10 h 后，硫的氧化率持續變大，但是金的浸出率開始降低，因此預氧化的最佳時間取10 h，此時金的浸出率為78.76%，達到較高水平。

3 結論

經工藝礦物學分析，該金精礦中的金礦物平均粒徑為3.58 μm，呈微細粒嵌布于黃鐵礦中，常規氰化浸出難度較高，浸出率只有49.95%。

該難選冶金精礦的浸前預處理最佳工藝條件為：磨礦細度小于10 μm 占90%、氧化礦漿液固比為1∶4、氧化pH=10.5、氧化時間為10 h，金浸出率由常規氰化浸出時的49.95%提高至78.76%，金浸出率提升較大，同時該工藝簡單可靠、容易控制，可作為難處理金精礦的處理工藝進行深入研究。

經過超細磨礦直接氰化浸出時，氰化鈉消耗急劇升高。在氰化浸出前增加氧化預處理工藝后，氰化浸出的氰化鈉消耗增加幅度較小。在節約藥劑成本和改善浸出水系環境方面具有積極意義。