焙烧-酸浸-氰化法从复杂金精矿中回收金银铜

吴在玖

【摘 要】采用焙烧-酸浸-氰化工艺综合回收复杂金精矿中的金、银、铜.结果表明，焙烧温度、焙烧时间、焙烧添加剂种类和用量对金、银、铜浸出率影响显著.实验确定了较优工艺条件为：焙烧添加剂NaOH用量为6%，温度630℃，焙烧时间3 h，硫酸浓度1 mol/L，酸浸液固体积质量比5∶1，酸浸温度50℃，酸浸4 h，氰化纳浓度3‰，氰化浸出液固体积质量比5∶1，常温氰化72 h.在上述条件下，金、银、铜浸出率分别达到93.53%、75.37%、94.23%.%Gold, silver and copper were extracted from complex gold concentrate by roasting-acidic leaching-cyanidation process. The experimental results show that the roasting temperature, time, additive and its dosage have great influence on the leaching of gold, silver and copper. The optimal conditions were further determined as follows: NaOH dosage of 6 %(ω), roasting

temperature of 630 °C, roasting time of 3 h, sulfuric acid concentration of 1 mol/L, liquid to solid ratio of 5∶1 in acidic leach, leaching temperature of 50 °C, leaching time of 4 h, sodium cyanide concentration of 3 ‰, liquid to solid ratio of 5∶1 in cyanidation, room temperature and cyanidation time of 72 h. Under above-mentioned conditions, the leaching rate of gold, silver and copper achieved at 93.53%, 75.37%and 94.23%respectively. 【期刊名称】《有色金属科学与工程》 【年(卷),期】2013(000)002 【总页数】5页(P25-29)

【关键词】复杂金精矿;添加剂;焙烧;酸浸;氰化浸出 【作 者】吴在玖 【作者单位】 【正文语种】中 文 【中图分类】TF803.2

随着黄金价格的高涨，世界黄金产量不断增长，能够直接氰化利用的金矿资源日益匮乏，复杂金精矿成为黄金冶炼行业的重要原料[1-2]，目前复杂金精矿预处理主要有：热压氧化、生物氧化、焙烧氧化3种基本工艺.生物氧化法[3]，投资小、能耗低、环保优，但适应性差，菌种对矿物成分依赖性高；热压氧化法[4-5]，环境友好、氧化充分、反应周期短、金回收率高，但对设备要求高，安全系数低，生产规模有限；焙烧氧化法[6]，是一种传统的预处理方法，工艺成熟，对矿物性质适应性强，尤其是处理含碳、含硫、含铜复杂金精矿优势明显.

国内外学者对复杂金精矿氧化焙烧预处理工艺进行了广泛研究[7-15]，取得了丰硕的成果，但复杂金精矿中银的氰化浸出率仍然偏低.某黄金冶炼厂采用氧化焙烧-酸浸分铜-氰化工艺处理复杂金精矿，银氰化浸出率偏低（≤45%），本试验在该厂现有工艺基础上，研究了添加剂种类和用量、焙烧温度、焙烧时间等因素对金、银、铜浸出率的影响，取得了良好的结果. 1 试验原料与方法 1.1 试验原料

实验原料为国内某黄金冶炼厂复杂金精矿，平均粒度≤74μm占80.88%，矿物化学成分如表1所示，化学物相分析如表2所示.金主要以黄铁矿包裹形式存在，占

金总量的88.62%，另有少量金以自然金和硅酸盐包裹金；银主要以自然银、硫化银和硅酸盐中银等形式存在，分别占银总量的26.%、22.67%、47.58%；铜主要以氧化铜和硫化铜形式存在，分别占铜总量的4.27%和93.71%.

试验所用主要试剂浓硫酸、NaCN、NaCO3、NaOH、Na2SO4、Na2SO3、CaO 和 Na2S 均为分析纯，蒸馏水自制. 1.2 试验方法 1.2.1 氧化焙烧

每次称取复杂金精矿100 g，装入不锈钢盆内，根据试验要求加入相应种类和数量的添加剂，加入蒸馏水搅匀，在电炉上蒸干，待马弗炉达到预定实验温度后，置于马弗炉中焙烧，焙烧结束后，将焙砂从马弗炉中取出置于空气中冷却. 表1 试样化学成分分析/%?

表2 试样化学物相分析/%注：“/”表示未统计该数据.? 1.2.2 酸浸分铜

冷却后的焙砂用MZ100型震动磨矿机磨矿30 s，然后装入1000 mL烧杯中，按照液固体积质量比（指溶液每毫升液体中所含固体质量的克数，下同）5∶1加入1 moL/L的稀硫酸溶液，用DF-1型水浴锅控制浸出温度50℃，机械搅拌浸出4 h，酸浸完成后用2YI-30型号真空泵过滤分离，浸出渣用100 mL与浸出剂同浓度的稀硫酸溶液洗涤，洗渣在电热鼓风干燥箱中干燥. 1.2.3 氰化浸出

先用碳酸钠调整矿浆pH值为9.5～10.5，再按照液固体积质量比5∶1，加入至浓度为3‰，用空气泵供氧，磁粒子搅拌，常温浸出时间72 h.氰化浸出结束后，用3‰溶液洗涤抽滤，滤渣干燥称重送样分析，金、银、铜的浸出率以渣中金、银、铜含量计算. 1.3 试验原理

1.3.1 氧化焙烧原理

复杂金精矿预处理采用一段焙烧氧化法.随着焙烧氧化的进行[16]，金精矿中的硫化物被氧化，破坏了对金、银的包裹形态，使金、银暴露充分，然后通过酸浸除去有害杂质金属，氰化提金、银.金精矿在焙烧过程中，黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿比较容易分解，而方铅矿比较难分解.在 300～500℃时，氧化焙烧反应有：

如图1所示，焙烧温度＞600℃时，铜硫化矿开始氧化分解，铜硫化物被氧化为氧化物或硫酸盐，闪锌矿和部分方铅矿也开始分解，反应式如下：

1.3.2 加入添加剂焙烧原理

添加剂的加入，一方面是作为复杂金精矿氧化焙烧的膨松剂，使复杂金精矿在焙烧过程中有良好的透气性，利于焙烧氧化.另一方面与复杂金精矿中的SiO2等成分反应，生成硅酸钠盐2NaO·SiO2等物质，抑制了硅等成分与铜、金、银等有价金属化合物之间的作用，减少了不利于浸出回收物质的产生.本试 验 采 用 的 添 加 剂 有 Na2CO3、NaOH、 Na2SO4、Na2SO3、CaO 和 Na2S,焙烧反应如下：

2 实验结果与分析 2.1 添加剂的遴选

分别选取 Na2CO3、NaOH、Na2SO4、Na2SO3、Na2S、CaO作为添加剂，添加剂用量为复杂金精矿质量的6%，焙烧温度650℃，焙烧时间3 h，然后进行酸浸分铜-氰化浸出，考察添加剂种类对金、银、铜浸出率的影响，结果见表3. 表3 添加剂对浸出率的影响?

由表3可知，未加入添加剂时，金、银的浸出率很低，尤其是银的浸出率仅有16.23%.加入添加剂后，金、银浸出率均有提高，而铜的浸出率表现不一.以NaOH作为添加剂时，金、银、铜的浸出率均为最高，分别达到91.58%、72.26%和95.7%，而所用添加剂中NaOH碱性最强，说明金、银、铜的浸出率与添加剂碱性强弱呈正相关.因此后续试验选用NaOH作为焙烧添加剂. 2.2 焙烧温度对金、银、铜浸出率的影响

在100 g复杂金精矿，NaOH用量6%，焙烧时间3 h条件下，焙烧温度分别控制在550℃、600℃、610℃、620℃、630℃、0℃、650℃、700℃， 考察焙烧温度对金、银、铜浸出率的影响，结果如图2所示.

由图2可以看出，氧化焙烧温度低于600℃或高于650℃时，复杂金精矿中金、银、铜的浸出率均不理想，温度太低，复杂金精矿中的硫脱除率低，不利于氰化浸出提金、银工序.温度过高，硫脱除率高，但复杂金精矿易出现烧结现象，造成金、银、铜的二次包裹，不利于金、银、铜的浸出.当焙烧温度区间为600～650℃时，金、银、铜的浸出率只有小幅度的波动，当焙烧温度为630℃时，金、银、铜浸出率分别为93.53%、71.37%、94.42%，焙烧效果好.综合比较，氧化焙烧温度控制在630±5℃.

2.3 焙烧时间对金、银、铜浸出率的影响

NaOH用量 6%，焙烧温度630℃，控制不同的焙烧时间，考察焙烧时间对金、银、铜浸出率的影响.结果如图3所示.

图3可知，焙烧时间对于复杂金精矿金、银的浸出率影响非常显著.在焙烧时间较短时（≤2 h），金、银的浸出率均较低，然后随着焙烧时间的延长，金、银的浸出率快速提高，金、银的浸出率在焙烧时间为3 h时达到最高.焙烧时间对铜的浸

出率影响不大，在试验条件下均保持在90%以上，在焙烧时间为4 h时，铜浸出率达到最高为94.80%.焙烧时间超过4 h后，金、银的浸出率急剧下降.采用焙烧预处理的目的在于，使复杂金精矿中的FeS2转变为Fe2O3等铁氧化物，破坏其对金、银等的包裹，同时使铜的硫化物转变为氧化物、硫酸盐等易浸出的物相，从而提高其浸出率，硫化物氧化反应十分容易发生，在本试验条件下可以在3 h之内完成，继续延长焙烧时间，对硫化矿的氧化率没有帮助，反而导致铁酸盐、硅酸盐等物质的生成，对金、银、铜等有价成分形成新的包裹，降低了金、银的浸出率.由此可知焙烧时间并非越长越好，综合考虑，选择氧化焙烧时间为3 h更加适宜. 2.4 添加剂用量对金、银、铜浸出率的影响

在焙烧温度630℃，焙烧时间3 h条件下，考察添加剂用量对金、银、铜浸出率的影响，试验结果如图4所示.

图4表明，随着NaOH用量的增大，复杂金精矿中金、银、铜的浸出率逐渐提高，然后趋于稳定.在NaOH用量达到2%以后，金、铜的浸出率升高的速度趋于平缓.银浸出率对于NaOH加入量相对敏感，在NaOH用量未达到4%以前，浸出率随NaOH用量的增大快速升高，而后基本维持不变.由于金的价格比银和铜高很多，因此选择NaOH加入量为6%为宜. 3 结 论

（1）研究表明，用一段氧化焙烧法预处理复杂金精矿时，焙烧温度，焙烧时间，添加剂的种类和用量，对于焙烧效果的影响非常显著，平衡这4个因素的关系，对于提高金、银、铜的浸出率至关重要.

（2）选用NaOH作为焙烧添加剂可以有效提高金、银、铜的浸出率，在NaOH用量6%、焙烧温度630℃、焙烧时间3 h，50℃酸浸4 h，硫酸浓度1 mol/L，酸浸液固体积质量比5∶1，常温氰化72 h，氰化纳浓度3‰，氰化浸出液固体积

质量比5∶1条件下，金、银、铜浸出率分别为93.53%、75.37%、94.23%.其中银浸出率相对该黄金冶炼厂原工艺提高了近25%，同时铜和金的浸出率也较优. （3）复杂金精矿综合回收过程中银的浸出率始终较低，其原因有待后续进一步探讨. 参考文献:

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