高砷高锑难浸金矿石的碱性水化学预氧化氰化浸金工艺研究

    众所周知，高砷、高锑金矿石直接氰化时，金很难被浸出，矿石必须经氧化预处理，破坏其结构，使被金属硫化物包裹的金得到暴露，才能获得较好的浸出效果。目前对该类矿石的预氧化处理方法主要有焙烧法、热压氧化法、硫化钠湿法浸出法等，而碱性水化学预氧化法的报道甚少。本工作是针对青海某金矿石开展的这方面的研究。

    一、矿石性质

    矿石由破碎蚀变岩型和石英脉型两类构成，具有强烈的黄铁矿化、绢云母化、硅化等蚀变特征。

    矿石中金属矿物主要有自然金、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿(0.1～4.0%)、毒砂(达15%)；脉石矿物主要是石英，其次是绢云母、白云石、绿泥石等。毒砂、黄铁矿被石英包裹；辉锑矿充填于石英颗粒之间或裂隙中，其内包含有毒砂、黄铁矿；毒砂内包含黄铁矿。矿石中自然金粒径为0.074～2.0mm的占21%，小于0.074 mm的和不可见金占79%。包裹自然金的硫化物中，黄铁矿占79.49%、辉锑矿占15.99%、毒砂占4.52%。矿石化学分析结果见表1。

表1  矿石化学分析结果%

    从表1看出，矿石中的有价金属主要是金，其次锑的含量也达到了综合利用水平。矿石中低价铁的含量是高价铁含量的4.8倍，说明矿石为还原性原生矿石。矿石中SiO₂质量分数(16.88%)较低，K、Na、Al等元素的质量分数较高。矿石含黏土矿物较多，渗透性差；矿石中含砷、锑、硫、碳等有害元素，金又被载金矿物(黄铁矿、毒砂、辉锑矿)包裹，是极难浸出的含金矿石。

    二、探索试验

    矿石质量25g，粒度为－325目占98.6%，碱(NaOH)用量10%，混合氧化剂用量2%A+1%B，在30～35℃下预氧化4d。然后按1t矿石加1.4kg NaCN的比例，在液固体积质量比2：1、pH=10～11、室温下以常规方法浸出24h。浸出之后，水洗浸渣一次，并测定浸渣中金的质量分数，计算金的浸出率。结果表明，金浸出率达82.01%，渣中金质量分数降至2.57×10^-4。

    矿石直接氰化浸出时，金浸出率几乎为零，而用碱(NaOH)水化学预氧化处理后，再氰化浸出，金浸出率提高到82.O1%，可见，该矿石适宜用碱性水化学预氧化－氰化浸金工艺处理。这是因为碱溶液中含有适量混合氧化剂(A+B)，可将矿石氧化，并与矿石中金属硫化物(黄铁矿、毒砂、辉锑矿)发生化学反应，使硫化矿物发生分解，促使金暴露出来，从而使金得以溶解。

    三、条件试验

    （一）碱(NaON)与混合氧化剂(A+B)用量的影响

    改变碱(NaOH)与混合氧化剂的用量，其它条件与探索试验中的相同，试验结果见表2。

表2  碱与混合氧化剂加入量对金浸出率的影响

   
    试验结果表明，在氢氧化钠用量相同条件下，不加入混合氧化剂，金浸出率很低。随着氢氧化钠与混合氧化剂加入量的增加，金浸出率随之提高。在强碱性介质中，暴露的金部分被氧化成AuO₂^-、AuO₃^3-金酸盐而转入溶液。碱与混合氧化剂的用量以10%和2%A+1%B为宜。

    （二）预氧化时间的影响

    改变预氧化时间，其它条件与探索试验条件相同，试验结果见表3。

表3  预氧化时间对金浸出率的影响

   
    试验结果表明，随预氧化时间的延长，金浸出率增加，但预氧化时间太长(6d)以上，金浸出率反而下降。处理时间以4d为宜。

    （三）矿石粒度的影响

    改变矿石粒度，其它条件与探索试验条件相同，试验结果见表4。

表4  矿石粒度对金浸出率的影响

   
    试验结果表明，随矿石粒度的减小，金浸出率逐渐升高。矿石粒度为-325目占98.6%时，浸出结果较好。这与矿石粒度细小、金能充分暴露有关。

    （四）预氧化温度的影响

    改变预氧化时的温度，其它条件与探索试验条件相同，试验结果见表5。

表5  预氧化温度对金浸出率的影响

   
    从表5看出，温度对矿石预氧化的影响较大。随预氧化温度的升高，金浸出率升高。当预氧化温度升高到65～7O℃时，金浸出率达88.53%。为此，矿石预氧化处理的温度以选择65～70℃为佳。

    （五）氰化钠用量对金浸出率的影响

    在最佳条件下对矿石预氧化后，按常规氰化法浸出金。改变氰化钠用量，其它条件同探索试验，试验结果见表6。

表6  氰化钠用量对金浸出率的影响

   
    试验结果表明，矿石经水化学预氧化后再氰化浸金，金浸出率在氰化钠用量为1.4kg/t条件下达88.53%。

    （六）综合试验

    按上述条件试验选定的最佳条件，对矿石先进行水化学预氧化，然后按常规氰化法浸出，结果金的浸出率高达91.56%，效果令人满意。

    （七）矿物成分的变化

    为探讨矿石成分在碱性水化学预氧化处理－氰化浸出后的变化，对浸出渣进行了矿物成分鉴定。结果表明，渣中主要矿物是石英(53.5%)，绿泥石(18%)、绢云母(14%)、白云石及少量碳酸盐矿物(3.5%)，金属矿物主要是褐铁矿(9.0%)，其次是极少量的黄铁矿(＜0.5%)，还有少量粉末状硫或硫酸盐(1%)。由此可见，矿石经碱性条件下氧化后，成分发生了显著变化，其中的大部分硫化物(黄铁矿、毒砂、辉锑矿)被分解，包裹的金被暴露出来，从而使金得以浸出。

    四、结束语

    高砷、高锑，金被硫化物(黄铁矿、毒砂、辉锑矿)包裹的难浸金矿石，适于在碱性条件下用混合氧化剂氧化后再氰化浸出。这种方法简单，对环境污染小，金能被充分浸出。

    矿石在碱性条件下经水化学预氧化、再氰化浸出后，其成分和工艺矿物学性质发生了显著变化。浸出渣的矿物成分以脉石矿物为主，硫化物大部分被分解，仅存少量。