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2)碳泥质氧化矿的焙烧和铁装法浸出研究
张家口金矿自然金主要赋存于褐铁矿、黄铁矿、白铅矿、方铅矿、黄铜矿和石英中,经浮选产出含碳、泥质和碱性矿物较高的难处理金精矿。对与此类似的矿石,国内外在氰化前都采取各种工艺措施来消除碳和有害杂质的影响,但氰化浸出率仍不高于85%-90%,而直接或在脱碳后进行硫脲浸置,金的浸出率也只80%左右,且每吨精矿耗硫酸135-180kg,硫脲大于5kg。为了提高此精矿的金浸出率,经试验后,预先对精矿进行氧化焙烧,实现了除碳、分解碳酸盐和驱除褐铁矿中结晶水的作用,再用硫脲铁浆法浸置,获得了比氰化法CCD工艺还好一些的经济技术指标。
图6是将含金100g/t左右的浮选精矿,在680℃左右的温度下焙烧20min左右,再经细磨至94%-0.043mm(-325目),经加硫酸调浆至pH=1.5-2后再添加硫脲,于六台浸出槽中进行连续硫脲铁浆法浸置。经3个批次44个班的试验表明,金的浸出率为95.07%~96.40%,平均95.79%。铁板上金泥的金沉积回收率98.45%-99.69%,平均为98.99%。总回收率平均94.82%。每吨精矿耗硫酸70kg,硫脲1.5-2.2kg,主要材料消耗42.42-52.48元/t,比国内氰化CCD工艺处理同类矿石的成本98.66元降低57%-47%。
本工艺矿浆不需过滤,设备和基建投资低,占地面积小,操作简便,节省劳力,流程也短。它是我国硫脲法从难处理矿石中提金,从研究走向工业应用的首次突破,早已成功应用于张家口金矿的工业生产。为硫脲铁浆法在我国的研究和推广应用奠定了基础。
3)铁浆法的工业试验和推广应用
硫脲铁浆法的工业试验用的原料为硫金精矿,其中含有少量氧化矿物。其主要矿物为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、褐铁矿、孔雀石、自然金及脲石矿物石英、绢云母、绿泥石、高岭土和碳酸盐类等。精矿组分(金、银为g/t,其他为%)为Au 80.77,Ag 50,Cu 0.71,Pb 0.6,Zn 0.18,Fe 25.09,S 26.55,As 0.046,Bi 0.0063,Ni 0.038,SiO2 22.44,CaO 4.08, MgO 11.80, Al2O3 3.60。自然金粒度-0.038mm(400目)占80%以上,其中0.0067-0.0033mm的约占50%。[next]
试验采用连续浸置作业,规模为1.5t/d。给料方式一为机械连续给料,二为入工定量给料。浮选精矿经浓密机脱水后进行调浆,再入旋流器和分级机组成的闭路循环中磨矿,溢流送浸出。浸出金的回收是在槽中挂入铁板,在浸出的同时沉积金。
试验在七只槽中连续进行,磨矿粒度80%-85%-0.043mm(325目),固液比1:2硫脲初始质量分数为0.3%,pH 1-1.5,液温25℃,插入铁板3m2·m3·槽-1,浸置时间35-40h,并按每2h由天车定时吊出铁板自动刮洗金泥一次。
经过12d分别对两个方案进行对比试验表明:金的浸出率分别为94.50%和95.21%,沉积回收率99.35%和99.64%,总回收率93.89%和94.86%。金泥(一例)组分(%)为:Au 3.05,Ag 1.73,Cu 13.57,Fe 15.66,S 20.36,SiO2 19.42,CaO 0.33,MgO 0.35,A12O3 2.95。其中(Au+Ag)4.78%。为了提高金泥中的Au、Ag品位,曾在刮洗前先用高压水冲洗除去铁板表面附着的黄铁矿和细粒矿泥,金泥含金可提高至5%。
以上工业试验表明:
①硫脲铁浆法与氰化逆流倾析洗涤工艺相比,各项经济技术指标相当或略好(如表3),主要是硫脲法所用精矿含金品位比氰化法低造成的。若硫脲铁浆法与氰化炭浆法相比,则硫脲法成本要高些。
表3 硫脲法与氰化法经济技术指标比较 | ||||||||
方法 | 原料含金/(g·t-1) | 渣含金/(g·t-1) | 浸出率/% | 贫液含金/(g·m-3) | 置换率/% | 总回收率/% | 精矿生费/(元·t) | |
氰化CCD工艺 | 101.15 | 4.06 | 95.1 | 0.07 | 99.56 | 93.53 | 165.13 | |
硫脲法 | 机械给料 | 80.77 | 4.44 | 94.5 | 0.25 | 99.35 | 93.89 | 147.7 |
人工给料 | 75.5 | 3.62 | 95.21 | 0.13 | 99.64 | 94.86 |
②硫脲浸金的初始浸出速度很快,当矿浆在向硫脲槽加硫脲调浆后,金的溶解率已达50%以上,以后进入各浸出槽溶解速度逐渐下降。表4是精矿在各槽中的浸出、置换作业指标。由于矿浆中金的浸出和铁的置换沉积是同步进行的,矿浆中金属离子浓度和Au溶解的电位都较稳定,因此,金的浸出率和置换率均呈稳步上升趋势。[next]
表4 硫脲铁浆法的浸出和回收指标 | |||||||||
项目 | 加酸槽 | 加硫 | 浸置槽 | ||||||
脲槽 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | ||
精矿含金/(g·t-1) | 75.5 | 34.5 | 16.5 | 12.5 | 8.85 | 6.75 | 6.4 | 4.5 | 4.05 |
累计浸出率/% |
| 54.31 | 78.15 | 83.45 | 88.28 | 91.06 | 91.53 | 94.04 | 94.64 |
浸液含金/(g·m-3) |
| 20.95 | 11.25 | 4.5 | 1.56 | 0.63 | 0.33 | 0.27 | 0.15 |
累计置换率/% |
|
| 46.3 | 78.55 | 92.55 | 96.99 | 98.42 | 98.71 | 99.28 |
③本试验是在高酸(pH 1-1.5)和高浓度硫脲(质量分数0.3%)条件下进行的,精矿中各杂质组分的总溶解率平均达25%。表5是精矿和最终浸渣(取自7#槽)的主要组分及它们的溶解率(一例)。从表中看出,这些杂质大量溶解进入溶液中,不单加大了药剂消耗,还使大量杂质离子或化合物硫化沉淀或混入金泥中,致使金泥的含金品位降低。在这些杂质离子和化合物浓度如此高的矿浆中,若不在浸出的同时采用铁浆法置换,金粒的表面就易发生钝化而降低浸出率,且会使已溶金的大量硫化物沉淀于渣中而降低回收率。