湖北某低品位含碳質金礦堿性加壓預氧化—氰化浸出試驗研究

康健 姚澤鈺 胡良訓 汪岸 黃鵬 劉爽 朱丹

收稿日期：2024-01-02; 修回日期：2024-02-20

基金項目：湖北省自然科學基金項目（2023AFD208）

作者簡介：康? 健（1988—），男，工程師，研究方向為稀土稀有稀散元素選冶技術；E-mail：516447146@qq.com

*通信作者：劉? 爽（1981—），女，高級工程師，博士，研究方向為選礦工藝；E-mail：20214175@qq.com

摘要：湖北某尾礦金品位0.325 g/t，含碳0.49 %，屬典型低品位含碳質金礦。工藝礦物學表明，礦石中主要礦物組成為石英、高嶺石和伊利石，79.59 %的碳質分布于有機碳中。采用直接氰化浸出、表面鈍化—氰化浸出、競爭吸附—氰化浸出、化學氧化預處理—氰化浸出等浸出工藝，金浸出率均不足20 %。劫金性能試驗表明，該尾礦劫金指數為1.462 g/t，屬于中劫金類金礦，使用堿性加壓預氧化工藝能大大降低碳質的劫金效應，提高氰化浸出金浸出率。在磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比2∶1，氫氧化鈉用量為5 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為200 r/min的條件下進行堿性加壓預氧化—氰化浸出，金浸出率達到64.15 %。

關鍵詞：難處理金礦；含碳質金礦；加壓預氧化；劫金效應；氰化浸出

中圖分類號：TD953? TF803????????? 文章編號：1001-1277（2024）06-0037-04

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20240608

引? 言

含碳質金礦存在碳質的劫金效應，屬典型難處理金礦石之一［1-5］。目前，國內外處理該類礦石最常用的工藝仍為氧化焙燒—氰化浸出，該工藝對大部分含碳質金礦具有較好的效果，但由于焙燒工藝的高能耗導致其在處理低品位含碳質金礦方面存在一定的局限性［6-8］。

湖北某紅土型金礦尾礦金品位0.325 g/t，含碳0.49 %，為典型低品位含碳質金礦，經幾十年生產，尾礦資源量較大，具有一定的回收價值。采用直接氰化浸出工藝處理該尾礦，金浸出率不足10 %，浸出效果較差。采用表面鈍化—氰化浸出、競爭吸附—氰化浸出、化學氧化—氰化浸出、酸性加壓預處理—氰化浸出、堿性加壓預氧化—氰化浸出等工藝流程進行前期探索試驗，結果表明，前4種工藝金浸出率沒有明顯改善，基本不足20 %，而堿性加壓預氧化—氰化浸出工藝可以將金浸出率提升至50 %，改善較為明顯。因此，對堿性加壓預氧化—氰化浸出工藝進行試驗研究［9-11］。

1? 礦石性質

1.1? 礦石化學成分及礦物組成

礦石化學成分分析結果見表1。礦石礦物組成主要為石英（54.41 %）、高嶺石（19.25 %）、伊利石（7.73 %）、綠泥石（2.31 %）、白云母（1.73 %）和方解石（0.75 %）等；金屬礦物主要有褐鐵礦（1.61 %）、赤鐵礦（0.66 %）、菱錳礦（0.98 %）、磁鐵礦（0.1 %）等。貴金屬主要為金，對礦石進行顯微鏡和掃描電鏡測試分析，均未發(fā)現可見金。

1.2? 碳物相分析

礦石碳物相分析結果見表2。

由表2可知：礦石中79.59 %的碳質為有機碳，少量為無機碳。有機碳具有較強的吸附性，容易對金氰絡合物產生劫金效應［12］。

2? 試驗結果與討論

2.1? 劫金性能試驗

劫金指數（Preg-robbing Index，PRI）試驗［12］流程：取20 g礦石樣品，10 g礦石樣品中加入20 mL堿性氰化鈉溶液（0.1 %NaOH，0.3 %NaCN），攪拌速度100 r/min，攪拌時間1 h；另外10 g礦石樣品中加入20 mL劫金氰化溶液（0.1 %NaOH，0.3 %NaCN，1.7 μg/mL Au），攪拌速度100 r/min，攪拌時間1 h。浸出結束后檢測溶液中金含量。

PRI=3.4+2w（直接氰化金）-w（劫金氰化金）。

其中，PRI=0表示不劫金，小于1.0 g/t表示低劫金，大于2.5 g/t表示高劫金，1.0～2.5 g/t表示中劫金。

本次劫金性能試驗針對原礦和前期探索試驗的尾渣，劫金性能試驗結果見圖1。

由圖1可知：礦石的PRI為1.462 g/t，屬中劫金類低品位金礦。焙燒工藝和堿性加壓預氧化工藝能將礦石的PRI明顯降低，氰化浸出金浸出率提升明顯，影響該低品位含碳質金礦浸出率的主要因素為有機碳的劫金效應。

2.2? 堿性加壓預氧化—氰化浸出試驗

由前期探索試驗可知，堿性加壓預氧化工藝對該礦石的劫金性能有很大程度的削弱，后續(xù)氰化浸出效果明顯改善。因此，本次試驗的變量主要為加壓預氧化工藝參數。

2.2.1? 磨礦細度

試驗條件：氧分壓為1 000 kPa，液固比為5∶1，氫氧化鈉用量為10 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為300 r/min。磨礦細度對氰化浸出效果的影響見圖2。

由圖2可知：當磨礦細度-0.074 mm占比由70 %提升至98 %時，金浸出率呈先逐漸上升后略有下降的趨勢;當磨礦細度達到-0.074 mm占比80 %時，繼續(xù)提升磨礦細度對金浸出率的影響較小。適當磨礦能夠使金充分暴露，從而增加金的浸出效率。綜合考慮，磨礦細度以-0.074 mm占比80 %為宜。

2.2.2? 氧分壓

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，液固比為5∶1，氫氧化鈉用量為10 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為300 r/min。氧分壓對氰化浸出效果的影響見圖3。

由圖3可知：當氧分壓逐漸提升至1 000 kPa時，金浸出率由20.58 %提升至60 %左右，呈明顯上升趨勢，且提升幅度較大；后續(xù)再增加氧分壓，金浸出率提升不明顯。提升氧分壓有助于有機碳質在堿液中分解，能大幅降低有機碳質的劫金效應。綜合考慮，氧分壓以1 000 kPa為宜。

2.2.3? 加壓預氧化時間

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比為5∶1，氫氧化鈉用量為10 %，攪拌速度為300 r/min。加壓預氧化時間對氰化浸出效果的影響見圖4。

由圖4可知：加壓預氧化時間從2 h逐漸提升至12 h過程中，金浸出率先從44.36 %迅速提升至62.55 %后緩慢增長至64.03 %，呈先迅速升高后逐漸平緩的趨勢。有機碳在堿液中的分解速率較慢，增加加壓預氧化時間能夠使有機碳充分分解。綜合考慮氰化浸出效果，加壓預氧化時間以6 h為宜。

2.2.4? 氫氧化鈉用量

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比為5∶1，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為300 r/min。氫氧化鈉用量對氰化浸出效果的影響見圖5。

由圖5可知：隨著氫氧化鈉用量增加至5 %，金浸出率大幅提高；繼續(xù)增加氫氧化鈉用量，金浸出率不再大幅提高。適當添加氫氧化鈉，能夠促進有機碳質的分解，從而減少其對金氰絡合物的劫金效應。綜合考慮，氫氧化鈉用量以5 %為宜。

2.2.5? 液固比

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，氫氧化鈉質量分數為5 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為300 r/min。液固比對氰化浸出效果的影響見圖6。

由圖6可知：當液固比從1∶1提升至5∶1時，金浸出率先升高后降低。增大液固比并未明顯提升金的浸出效果。綜合考慮，液固比以2∶1為宜。

2.2.6? 攪拌速度

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比為2∶1，氫氧化鈉用量為5 %，加壓預氧化時間為6 h。攪拌速度對氰化浸出效果的影響見圖7。

由圖7可知：攪拌速度由150 r/min提升至350 r/min過程中，金浸出率先迅速上升然后逐漸趨于穩(wěn)定。充分攪拌能夠提高有機碳與堿液的反應效率，從而提升金的浸出效果。綜合考慮，攪拌速度以200 r/min為宜。此時，金浸出率為64.15 %。

3? 結? 論

1）湖北某低品位含碳質金礦金品位為0.325 g/t，含碳0.49 %。其中，有機碳占比79.59 %，無機碳占比20.41 %。礦石劫金指數為1.462 g/t，屬于中劫金類低品位金礦。

2）在磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比為2∶1，氫氧化鈉用量為5 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為200 r/min的條件下對礦石進行堿性加壓預氧化—氰化浸出，金浸出率達到64.15 %。

［參 考 文 獻］

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Experimental study on alkaline pressure pre-oxidation-cyanide leaching

of low-grade carbonaceous gold ore in Hubei Province

Kang Jian1，2，Yao Zeyu3，Hu Liangxun3，Wang An1，2，Huang Peng1，2，Liu Shuang1，2，Zhu Dan1，2

（1.Key Laboratory of Rare Mineral，MNR;

2.Hubei Province Geological Test Center; 3.SWEM Construction Engineering Co.，Ltd.）

Abstract：The gold grade of a tailings sample in Hubei is 0.325 g/t，with a carbon content of 0.49 %，belonging to typical low-grade carbonaceous gold ore.The mineralogy indicates that the main minerals in the ore are quartz，kaolinite，and illite，with 79.59 % of carbon distributed in organic carbon.Various leaching processes such as direct cyanide leaching，surface passivation-cyanide leaching，competitive adsorption-cyanide leaching，and chemical oxidation pre-treatment-cyanide leaching were employed，but the gold leaching rates were all less than 20 %.The preg-robbing performance test shows that the tailings have a preg-robbing index of 1.462 g/t，belonging to the medium preg-robbing category.The alkaline pressure? pre-oxidation process significantly reduced the carbonaceous preg-robbing effect and increased gold leaching efficiency.Under specific conditions of grinding fineness at -0.074 mm with 80 % distribution，oxygen pressure of 1 000 kPa，liquid-solid ratio of 2∶1，sodium hydroxide dosage of 5 %，and pressure pre-oxidation time of 6 h at an agitation rate of 200 r/min，the gold leaching rate reached 64.15 % by alkaline pressure? pre-oxidation-cyanide leaching.

Keywords：refractory gold ore;carbonaceous gold ore;pressure? pre-oxidation;preg-robbing effect;cyanide leaching