我国拥有丰富的铜金矿石，通常采用浮选法产出金铜精矿再进行冶炼。含铜1%～6%的金精矿，采用常规的焙烧－酸浸－氰化工艺，铜金的回收率都能达到很理想的结果；但对于含铜大于10%高铜金精矿，采用该常规工艺，酸浸率只有93%左右，酸浸渣中仍含有大量铜。将造成2方面的影响：一是铜回收率低，经济效益差；二是铜是影响金氰化浸出的有害元素，它的存在不但使金的浸出率降低，而且还会大大地增加氰化物消耗。因此，该类精矿基本上是外售其他冶炼厂配矿用，既增加了金属损失，又增加运费，还造成资金的积压。针对上述情况，对该常规工艺流程进行改进，提出新的流程以能满足高铜金精矿提取金铜的要求。
一、实验
（一）实验原料
实验原料来自东北某矿山的浮选高铜金精矿，粒度－0.044mm占93.34%。含金25.27g/t、银71.66g/t，其余成分(%)：Fe 37.2、Cu 12.51、S 28.62、Ca 1.07、Al 2.4、Mn 0.026、Si 6.61、Mg 0.13、As 0.02、Pb 0.022、Zn 0.12、其他11.272。矿样中80%以上为黄铜矿，其次为黄铁矿(10%～15%)，再次为铜蓝、磁黄铁矿等。
（二）实验过程
铜金精矿的焙烧实验在8kW马弗炉内进行，铂铑热电偶测温，可控硅电源控温。酸浸实验在置于恒温电加热水浴的玻璃反应釜中进行，用JJ－1型精密电动搅拌器搅拌。氰化浸出在氰化滚瓶上进行。
二、实验结果与讨论
（一）焙烧温度实验
取铜金精矿置于刚玉盘内，于马弗炉中在不同温度下焙烧2h。将得到的焙砂进行酸浸：初始酸浓度3g/L，液固比4∶1，酸浸时间2h，酸浸温度80℃。将酸浸渣洗涤后，置于滚瓶中，在常温下氰化浸出。浸出条件∶液固比L/S＝2，矿浆pH＝10.5，NaCN用量8kg/t，浸出36h。实验结果见表1。
表1 不同温度焙烧实验结果
从表1可知，600℃焙砂浸出铜的浸出率最高，这说明，在此温度下，含铜金精矿硫酸化效果最好，产生的可溶性硫酸盐和易浸氧化物比率最高。随着温度的升高，硫酸化比率降低，温度达到650℃以上时，会有大量铁酸铜生成，造成铜的浸出率急剧下降。
从表1可知，浸铜渣氰化浸出，可得到较高的金回收率，且比较稳定，都在98.5%以上。其中600℃的浸出率达到99.03%，说明此铜金精矿焙烧后，焙砂中的金为易浸金。
在600℃时铜和金的浸出率均比较高，因此，选定焙烧温度为600℃。
（二）焙砂酸浸实验
从表1可知，一段酸浸渣中含铜在1%以上，含铜较高，致使浸出渣浸金时，NaCN消耗过多，同时铜的回收率偏低。在焙烧温度600℃下，对焙砂采取二段高低酸浸出流程考察铜的浸出率。由于一段酸浸的浸出率在93%左右，并且比较稳定，因此，主要考察二段浸出的条件来提高铜的浸出率。固定一段浸出条件，分别考察液固比、温度、时间和浸出酸浓对铜的二段浸出率的影响。通过上述一系列条件实验，得到的优化条件如下：一段浸出条件：3g/LH2SO4，L/S=4，T=80℃，t=90min;二段浸出条件：150g/L H2SO4,L/S=2,T=80℃，t＝90min，进行综合实验，实验结果表明：在优化实验条件下，铜的平均浸出率为98.22%。
为了能进一步提高铜浸出率，对浸渣进行了工艺矿物学分析。显微镜及扫描电镜观察表明，浸渣中的铜主要以残余硫化铜的形式存在，主要是焙烧前部分包裹于黄铁矿、石英等矿物中的黄铜矿，在焙烧过程中氧化不完全或未氧化所致。在工业生产上，如果沸腾焙烧控制的好，铜的回收率还会再提高。因此，提高铜浸出率的关键还是在于焙烧工序，在焙烧过程保证铜硫酸化彻底，避免局部过热、氧化不完全现象。
（三）铁、钙和镁等杂质离子的浸出
浸出过程中，硫酸不仅与铜的矿物反应将其浸出，而且硫酸也与矿石中的碱性脉石、铁作用，此也为影响铜浸出率的重要因素，同时铁离子的浸出对后续的电积工序也有影响，改变酸浓度考察铁、钙和镁等杂质离子的浸出。
控制液固比L/S=2∶1，浸出温度80℃，浸出时间90min，改变浸出硫酸浓度，考察铁、钙和镁浸出，实验结果见表2。
表2 硫酸浓度对Fe、Ca、Mg浸出的影响
由表2可知，随着硫酸尝试的增大，Fe、Mg的浸出率显著提高；Ca的浸出率略有下降，这是因为随着硫酸浓度的升高，硫酸钙的溶解度减小，导致硫酸钙沉积在浸渣中。在优化条件下，硫酸浓度为150g/L时，溶液中铁离子的浓度为18.75g/L，由于电积过程要求铁的浓度小于3g/L，因此，在二段浸出后增加中和除铁才能进入铜萃取电积工段。
（四）酸浸渣氰化实验
浸渣振磨后，置于氰化滚瓶中。在常温下氰化浸出，浸出L/S=2，矿浆pH=10.5，加入NaCN，浸出36h，浸出完毕后，过滤、洗涤浸出残渣，干燥。氰化结果见表3。
表3 氰化钠用量对Au、Ag浸出率的影响
由表3可知，金的浸出率随氰化物用量的增大，基本稳定，氰化钠用量达到6kg/t时，金的浸出率达到99.14%；与焙烧温度下的氰化实验对比，焙砂酸浸渣中的铜的减少，有利于提高金的回收率。银的浸出率随着氰化物用量的增大逐渐提高，但整体浸出率偏低。工艺矿物学分析结果表明，氰化渣中银的各物相的比例分别为(%)：水溶银0.01、氯化银0.04、氧化银0.37、金属银0.56、硫化银10.38、铁矿物包裹银34.48、其它矿物(SiO2)包裹银54.17。可知，由于大量氧化铁杂质和SiO2的存在，对银起了“包裹”作用，在氰化浸出过程中，阻碍了CN-与Ag的充分接触，从而使这部分银难以浸出。
三、推荐工艺流程
根据上述实验结果，推荐采用图1的原则流程来处理高铜金精矿。
图1 高铜金精矿提取金铜原则工艺流程图
四、结论
（一）600℃焙烧时，含铜金精矿硫酸化效果最好，焙砂浸出所得铜浸出率最高；铜金精矿焙烧后，焙砂中的金为易浸金；
（二）二段酸浸条件下，一段浸出控制条件：3g/LH2SO4，浸出矿浆液固比4∶1，浸出温度80℃，浸出时间90min；二段浸出控制条件：150g/L H2SO4，浸出矿浆液固比2∶1，浸出温度80℃，浸出时间90min，铜的平均浸出率为98.22%；
（三）焙烧工序是进一步提高铜的浸出率的关键，只有在焙烧过程保证铜硫酸化彻底，避免局部过热、氧化不完全现象，才能进一步的提高铜的浸出率；
（四）金的浸出率随氰化物用量的增大而提高，基本稳定，氰化钠用量达到6kg/t时，氰化36h，金的浸出率达99.14%；银的浸出率随着氰化物用量的增大逐渐提高，但整体浸出率偏低；
（五）酸浸渣中铜的减少有利于提高金的回收率，同时减少氰化物的消耗。
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