寇建军 吴萍
（中国地质科学院成都矿产综合利用研究所，四川成都610041）
摘要：利用某地难选冶金矿，选用工业废弃物作为固化剂，进行固硫固砷预处理。不仅使硫化物中包裹金基
本上能解离并被氰化物浸出，而且还克服了传统氧化焙烧工艺中S、As被氧化后随烟气进入空气中污染环境的弊端。
关键词：难选冶金矿；预处理
中图分类号：TF831 文献标识码：A 文章编号：1007-7545(2002)05-0032-03
Pretreating Technology Study on Refractory Gold Ore
KOU Jian-jun，WU Ping
（Chengdu Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources,CAGS,Sichuan,Chengdu 610041,China）
Abstract:A fixing agent originated from indurstral waste was selected for fixing sulfur and arsenic in pretreating technology of a refractory gold ore.After using the pretreating technology,the gold covered by sulfide minerals could be dissociated from sulfide and then leached by cyanide,and the malpractice of environmental pollution by smoke contained S and As oxides in traditional oxidizing roasting process of the gold ore could be overcome.
Key words:Refractory gold ore; Pretreating process
某金矿的矿石成分复杂，含有S、As、Sb、C等有害杂质，且98.61%的金被各种矿物所包裹。金精矿不经预处理而直接浸出提金，金的浸出效果极差，浸出率均小于10%。常用的热压氧化、微生物氧化预处理方法因有较严格的技术规范和工艺条件，设备制作和操作要求高，在生产实际应用上也受到了一定的限制。而传统的氧化焙烧工艺，因S、As被氧化后随烟气进入空气中而污染环境，特别是对含S在20%左右，达不到制酸要求的矿来说，若要回收利用硫，工艺难度将增加，生产成本增高，投入将大于产出。因此，我们选择的固硫固砷焙烧预处理工艺，既保留了常见的氧化焙烧法的优点，又将硫、砷固定在焙砂中，避免了环境污染，减轻了吸尘负担。同时，选用了工业废弃物作为固化剂，使之原料来源广，价格低廉。
1 试验原料
试验原料为某地硫化矿经浮选产出的金精矿，其化学成分为（%）：Au 55.59%g/t,Ag 9.20g/t,S 21.32,Fe 27.48,As 1.62,C 2.02,Sb 0.47,Cu 0.061,Zn 0.033,Pb 0.015,SiO2 31.91,Al2O3 7.78,CaO 4.18,MgO 1.85。物相分析表明:单体暴露金占1.39%，硫化物包裹金占86.34%，碳酸盐包裹金占0.94%，硅酸盐包裹金占11.33%。粒级及品位分布见表1。
表1 金精矿粒级及品位分布
Table 1 Particle size and grade contribution of gold concentrate
粒级/μm 重量百分比/% Au品位/（g•t-1） Au分布率/%
+152 15.32 24.30 6.80
-152~+104 11.52 34.19 7.30
-104~+76 27.76 58.40 28.26
-76~+53 15.14 70.43 18.75
-53 30.26 71.45 38.82
由此可知，该金矿除含硫和砷外，还含碳和锑，属含砷高硫难选冶金矿，主要包裹体为占86.34%的硫化物。且金的嵌布粒度细微，矿石中-100μm粒级所含金量占总金量的86%。
2 试验原理
固硫固砷焙烧是通过添加钙、钠盐使砷、硫在焙烧过程中生成不挥发的砷酸盐和硫酸盐而固留于焙砂中。加钠盐固化焙烧时，固化剂成本高，焙砂中生成的砷酸盐需二次处理（中和沉淀）。所以常用的固化剂为钙盐。
我们采用工业废弃物合成的复合固化剂中，不仅含有固化金精矿中S、As的Ca2+ ，而且还含有具有氧化性的Cl-和Fe3+ ，它们的存在有利于硫化物包裹体的打开。钙盐的固硫固砷的基本原理是相似的。其主要化学反应式为：
4Ca2++2FeS2+9.5O2=Fe2O3+4CaSO4
5Ca2++2FeAsS+9.5O2=Fe2O3+Ca3(AsO4)2+2CaSO4
3 试验结果与讨论
本试验采用固硫固砷焙烧预处理方法，首先就主要影响因素焙烧温度、焙烧时间、固化剂加入量进行了条件试验和综合条件试验。
3.1 预处理工艺试验
3.1.1焙烧温度条件试验
不同的含硫金精矿有各自适宜的焙烧温度，温度过低，氧化速度慢，达不到使黄铁矿与毒砂氧化的目的，温度过高，易使精矿熔结，降低孔隙度，形成对金的新的包裹体，从而导致金的氰化浸出率降低。因此，焙烧温度是焙烧工序中最主要的技术参数。
焙烧温度试验结果见图1。试验固定条件如下：
焙烧条件：固化剂用量120%（占理论量）、焙烧恒温时间2h；
浸出条件：L:S=5:1，浸出温度：室温，NaCN浓度0.2%，浸出时间24h，pH=11~12。
焙烧温度条件试验结果表明，在所选的焙烧温度范围内，Au的浸出率随温度升高而提高，这是因为随着焙烧温度升高，精矿中黄铁矿与毒砂的氧化程度加大，焙砂的孔隙度增大，氰化液对金颗粒的接触程度就增加。所以选焙烧温度为630℃，此时金的浸出率达91.92%。
3.1.2 焙烧时间条件试验
焙烧温度选630℃，其他试验固定条件同焙烧温度条件，试验结果见图2。
焙烧时间条件试验结果表明，焙烧时间的变化，对Au浸出率影响不大，这是因为在所选的焙烧温度条件下，焙烧时间达1h以上，精矿中黄铁矿与毒砂的氧化程度就相当高，即能打开金的硫化物包裹体，使Au的浸出率达90%以上。因此，选焙烧时间为1h即可。
3.1.3 固化剂用量试验
根据对金的浸出和固硫固砷及尽量减少金贫化的原则，在选定焙烧温度630℃，焙烧时间1h和其他固定条件同焙烧温度条件的前提下，进行焙烧固化剂用量试验。试验结果见图3。
固化剂用量试验结果表明，随固化剂用量的增大，S、As的固化率均提高，当固化剂用量占理论用量的65%时，S、As固化率均达65%以上。说明只要增加固化剂用量，S、As的固化率就能提高。
3.1.4 固化焙烧中气氛的控制
焙砂的孔隙度在很大程度上决定于焙烧时黄铁矿与毒砂的氧化程度，以及随后的硫及砷的扩散速度。在氧化气氛强烈及快速升温的条件下，硫和砷没有足够时间扩散到矿物表面，因而会阻碍孔隙的发展。因此，焙烧过程中，控制较慢的焙烧氧化速度将有利于形成孔隙度较高的焙砂。气氛与所处理的金精矿的化学成分，物相组成及工艺对脱砷、硫的要求有关。氧化气氛过弱，铁的硫化物氧化不完全，包裹体不能充分打开；氧化气氛过强，反应生成的三氧化二砷将被继续氧化生成五氧化二砷，并进而与赤铁矿反应生成砷酸铁。砷酸铁是无孔隙的固体，它将挟持金而降低后续工序的金氰化浸出率。在试验中一般通过控制焙烧炉炉门的开合程度来调节气氛。这不具代表性，需待扩试或生产过程中来调试和检测。
3.1.5 固化焙烧预处理综合条件试验
根据固化焙烧预处理条件试验，我们选择确定了综合条件为：焙烧温度630℃、焙烧时间1h、固化剂加入量120%（占理论量）。综合条件试验见果表2。
综合条件试验结果表明，两次试验的固硫固砷的固化率均达到近95%，金的残存率近93%。试验结果的重视性好。
4 结语
选用工业废弃物组合的复合固化剂不仅固硫固砷效果好，而且能变废为宝，减轻环保压力。同时打开了金的硫化物包裹体，使金得到了解离。其硫、砷的固化率分别达94.97%和94.39%。这对位于国家级保护区腹地的该矿，实现就地产金的目标，提供了有力的保障。
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