某高銅金精礦浸出過程中銀工藝礦物學特征研究及工藝優化措施

摘要：某黃金冶煉公司高銅金精礦在浸出過程中銀存在“反沉淀”問題，為探究其機理，利用掃描電鏡、X射線能譜儀等分析了高銅金精礦及浸出樣品的工藝礦物學特性。研究發現，銀主要存在于硫銀礦（40.37 %）和金銀礦（32.05 %）中，其他礦物含量較低。在浸出過程中，除硫銀礦外，其他含銀礦物逐漸溶解，硫銀礦則以“反沉淀”形式出現。銀礦物共生體多為硫化礦，浸出時還生成了硫砷銅礦和硫酸鹽礦物，新硫化銀多與之共生。針對此問題，進行了堿浸預處理試驗，試驗結果顯示，當石灰用量為7" %時，金、銀浸出速率大幅提升，說明堿浸能有效減少硫離子對銀浸出的干擾，并消除部分礦物雜質對金浸出的不利影響。研究結果為同類型礦石的工藝優化提供了有力支持。

關鍵詞：高銅金精礦；銀反沉淀；硫化銀；硫砷銅礦；硫酸鹽；工藝礦物學

中圖分類號：TD982""""""""" 文章編號：1001-1277（2024）12-0084-05

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20241216

引 言

某黃金冶煉公司為金精礦日處理量1 200 t的大型氰化冶煉企業。該公司設計選礦工藝流程為：金精礦經過磨礦浮選工序，分離得到低硫金精礦、高硫金精礦及高銅金精礦等產品，這些產品分別進行氰化浸出、洗滌及鋅粉置換處理。其中，高銅金精礦的金、銀品位為400～600 g/t，銅品位為3 %～5 %，品位相對較高。因此，針對該高銅金精礦，采用“兩浸兩洗”工藝進行處理，礦漿首先進入5個串聯的浸出槽（編號為一浸1#～5#）進行第一段浸出，隨后經過壓濾洗滌及調漿步驟，再進入另外5個串聯的浸出槽（編號為二浸1#～5#）進行第二段浸出，經過壓濾洗滌后，最終產出氰渣。通過對浸出流程進行深入考查與分析，發現銀在浸出過程中存在“反沉淀”現象，即部分已溶解的銀會重新從氰化物溶液中沉淀析出，導致銀品位呈現先降低后升高的趨勢。

關于銀“反沉淀”機理，徐天允等［1-3］研究發現，金礦石在氰化浸出時，部分硫化礦物同樣參與反應，釋放出硫離子。這些硫離子與銀氰絡合物相互作用，導致Ag2S的二次沉淀，進而顯著降低了銀的浸出效率。此外，徐天允等［1］還觀察到，礦石中銅元素的存在對浸出過程有影響，具體表現為促進Cu2S2·Ag2S及Cu2S·AgS等復合硫化物的生成，這些復合硫化物進一步惡化了銀的浸出效果。鑒于此，本研究以某黃金冶煉公司產出的高銅金精礦及浸出過程部分樣品為研究對象，旨在通過先進的工藝礦物學分析技術，對高銅金精礦中銀的“反沉淀”機理進行深入的探索與分析。研究從理論層面揭示了該現象的本質，為現場生產中的技術指標提升與工藝流程優化提供堅實的科學依據。同時，研究成果將為從事同類礦石銀氰化浸出工藝的科研人員與技術人員提供有價值的參考與啟示，推動該領域研究的進一步發展。

1 高銅金精礦工藝礦物學

高銅金精礦化學成分分析結果見表1，礦物組成分析結果見表2。由表1、表2可知：該高銅金精礦中金、銀、銅品位較高，銅品位過高會影響金、銀浸出效果［4］。礦石礦物組成比較復雜，金礦物主要為自然金、銀金礦，少量金銀礦，偶見碲金銀礦；銅礦物主要為黃銅礦，以及少量的斑銅礦、銅藍、黝銅礦、硫砷銅礦等；另有黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、鐵閃鋅礦、方鉛礦及褐鐵礦、磁鐵礦、硫酸鹽礦物等金屬礦物；脈石礦物主要有石英、長石（鉀長石、鈉長石等）、云母（絹云母、白云母、黑云母等）、整柱石、輝石、白云石、方解石等。

2 銀工藝礦物學

通過前期生產樣品及流程考查，根據銀品位變化，分別取高銅金精礦、一浸3#、一浸5#、二浸1#、二浸5# 5個樣品進行工藝礦物學研究。

2.1 銀物相分析

銀物相分析結果見表3。由表3可知：除硫銀礦外，其他銀礦物均隨著浸出反應進行而不斷溶解，而一浸3#、一浸5#樣品中硫銀礦品位均高于高銅金精礦中硫銀礦品位，說明在一段浸出過程中，溶解的銀以硫銀礦的形式“反沉淀”。銀在二段浸出的浸出率較高，究其原因：一是銀本身浸出速率較慢［4］，且該高銅金精礦中銀礦物主要為硫銀礦，其較難浸出［5-6］，需要較長的浸出時間；二是階段浸出有利于提高銀浸出率［7］。

2.2 銀礦物解離度

銀礦物解離分析結果見表4。由表4可知：高銅金精礦中單體銀礦物占比43.51 %，包裹銀礦物占比僅為0.63 %，連生銀礦物占比55.86 %。從解離度數據來看，高銅金精礦中銀礦物解離度較高。隨著浸出不斷進行，銀礦物逐漸溶解，至最后一個浸出槽（二浸5#）時，單體銀礦物占比15.56 %，包裹銀礦物占比僅為10.91 %，連生銀礦物占比73.53 %。從解離數據來看，浸出渣中仍存在單體和連生體銀礦物，說明銀未到浸出終點，還能被繼續浸出。

2.3 銀礦物粒度分析

銀礦物粒度分析結果見表5。由表5可知：高銅金精礦中銀礦物粒度較細，細粒占比70.38 %，微細粒占比28.93 %，主要呈細粒-微細粒嵌布；隨著浸出反應不斷進行，微細粒銀礦物含量逐漸增加，至二浸5#時，細粒占比達58.49 %，微細粒占比達41.51 %。

2.4 銀礦物嵌布特征

銀礦物嵌布特征分析結果見表6，樣品能譜分析和背散射樣品圖像見圖1。由表6、圖1可知：高銅金精礦中，銀礦物絕大部分與硫化礦共生。隨著浸出過程的進行，除硫化礦外，銀礦物的共生體礦物增加了硫砷銅礦和硫酸鹽礦物。與硫砷銅礦和硫酸鹽礦物共生的銀礦物為硫銀礦，該部分硫銀礦與高銅金精礦中的硫銀礦有一定的差別，高銅金精礦中硫銀礦結構較為致密，而在浸出過程樣品中與硫砷銅礦和硫酸鹽礦物共生的硫化銀則結構較為蓬松，說明這部分硫銀礦是通過化學反應新生成的，結合前文提到的溶解銀以硫銀礦的形式“反沉淀”，說明“反沉淀”重新析出的硫化銀多與硫砷銅礦和硫酸鹽礦物共生。

3 工藝優化措施

前文已闡述，銀的“反沉淀”現象歸因于銀氰絡合物與硫離子之間的化學反應，導致Ag2S作為二次沉淀物形成，此結論得到了工藝礦物學檢測結果的有力支撐。據此，抑制硫離子的生成可有效減緩銀二次沉淀。一種可行的預處理方法是在氰化提取之前實施堿浸工藝［7-15］，該過程利用堿和氧的聯合作用，將硫離子氧化為硫酸根離子，進而減少硫化銀的生成，從而提升銀的浸出率。

為深入探究堿浸預處理對銀浸出效果的影響，本研究在實驗室環境下設計并實施了一系列小型試驗。試驗中，采用石灰作為堿浸劑，在浸出作業前對礦石進行堿浸預處理。堿浸后，礦漿經過壓濾調漿步驟，再進行后續的浸出作業。試驗條件及試驗結果分別見表7、表8。

由表8可知：堿浸試驗石灰用量低于7" %時，金、銀浸出率無明顯變化；當石灰用量達到7" %時，金、銀浸出率明顯提升，說明堿浸能有效降低硫離子對銀浸出帶來的不利影響，同時在堿浸過程中也消除了某些雜質對金浸出的有害作用［1］，從而減少了氰化鈉和氧的消耗，使金的浸出速率提升，這也為現場下一步工藝優化改造提供了依據。

4 結 論

1）高銅金精礦中銀礦物主要分布在硫銀礦和金銀礦中，分布率分別為40.37 %和32.05 %，銀黝銅礦、碲銀礦、硫鉍鉛銀礦中銀分布率分別為20.51 %、5.78 %、1.29 %。除硫銀礦外，其他銀礦物均隨著浸出反應進行而不斷溶解，而一浸3#、一浸5#樣品中硫銀礦品位均高于高銅金精礦中硫銀礦品位，說明在一段浸出過程中，溶解的銀以硫銀礦的形式“反沉淀”。

2）高銅金精礦中，銀礦物絕大部分與硫化礦共生。隨著浸出過程的進行，除硫化礦外，銀礦物的共生體礦物增加了硫砷銅礦和硫酸鹽礦物。與硫砷銅礦和硫酸鹽礦物共生的銀礦物為硫銀礦，該部分硫銀礦與高銅金精礦中的硫銀礦有一定的差別，高銅金精礦中硫銀礦結構較為致密，而在浸出過程中樣品與硫砷銅礦和硫酸鹽礦物共生的硫化銀則結構較為蓬松，說明“反沉淀”重新析出的硫化銀多與硫砷銅礦和硫酸鹽礦物共生。

3）堿浸預處理試驗結果表明，當堿浸石灰用量達到7" %時，金、銀浸出率明顯提升，說明堿浸有效降低了硫離子對銀浸出帶來的不利影響，同時在堿浸過程中也消除了某些雜質對金浸出的有害影響。

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Study on process mineralogical characteristics and optimization measures

for silver during leaching of a high-copper gold concentrate

Abstract：During the leaching process of silver from a high-copper gold concentrate at a gold smelting company，the issue of \"reprecipitation\" of silver arises.To investigate the mechanism，process mineralogical characteristics such as silver distribution and dissociation in the high-copper gold concentrate and leach samples were analyzed using scanning electron microscopy and X-ray energy-dispersive spectroscopy.Results indicate that silver primarily exists in acanthite （40.37 %） and gold-silver minerals （32.05 %），with lower contents in other minerals.During leaching，all silver-bearing minerals except acanthite gradually dissolve，while acanthite appears in the form of \"reprecipitation\".Silver minerals are mostly associated with sulfide minerals，and" sulfoarsenite copper minerals and sulfates form during leaching，with newly formed silver sulfides often associated with them.To address this issue，alkaline pre-leaching tests were conducted.Results show that when lime dosage is 7 %，the leaching rates of gold and silver significantly increase，indicating that alkaline leaching effectively reduces interference from sulfur ions on silver leaching and mitigates adverse effects from some mineral impurities on gold leaching.These findings provide robust support for process optimization of similar ores.

Keywords：high-copper gold concentrate;silver reprecipitation;silver sulfide;sulfoarsenite copper mineral;sulfate;process mineralogy