砷黄铁矿属于难处理金矿之一,金主要呈细粒和极微细粒状自然金嵌布于硫化物中,特别是毒砂中,平江金矿属于此种类型。金精矿含金约100g/t,砷、硫各约20%,金绝大部分(80%以上)存在于硫化物包裹体中,这就给浸出金工艺带来了困难。经过一系列的试验与分析,已基本弄清了浸渣中含金高的原因,主要是原嵌布在毒砂黄铁矿中的极细微粒金,经焙烧后,又部分地被焙烧产物—铁氧化物包裹着。通过电位-pH热力学分析认为,用液氯化法浸出金是可行的。
1)从高含硫焙砂中直接浸出金
硫对液氯化浸出金的影响实验可知,氯能将铁硫化物溶解,这就是说,溶液中保持有较高的氧化电位,即有一定过剩氯存在时,可使铁(Fe2+)充分氧化为Fe3+,而金则可达到最大限度的溶解。下表1为该物料工业回转窑焙砂(含Au 146g/t,S6.07%)的直接液氯化浸出金的结果。
表1 高含硫焙砂直接液氯化浸出金结果 | |||||||||||||
条件 | 结果 | 说明 | |||||||||||
液固比 | 时间/h | 通氯进度 | 浸渣/% | 浸液/(g·l-1) | |||||||||
Au/(g·t-1) | S | 渣率 | 金浸出率 | HCl | Cl | SO42- | Fe3+ | Fe2+ | Au/(mg·L-1) | ||||
| 4 | 慢 | 143 | 4.14 | 87.5 | 14.3 | 39.5 | 61.9 | 31.97 | 26.93 | — | 10.44 | 滤液无氯味 |
2 | 6 | 快 | 21.0 | 0.84 | 65.73 | 90.6 | 53.71 | 143.2 | 73.04 | 74.39 | 0.22 | 66.14 | 微有氯味 |
| 8 | 快 | 20.0 | 0.20 | 67.07 | 90.8 | 18.36 | 171.6 | 82.05 | 93.83 | 1.12 | 66.28 | 微有氯味 |
表中后两种浸渣中含金约14g/t,焙砂经第二次浸出后,便降为10.8g/t,这与低硫焙烧浸出金结果相当,金总浸出率达92.6%。
2)硫酸浸铁一液氯化浸出金
为考察残渣中酸溶物包裹金与铁氧化物之间的关系。将这些浸渣混匀后用硫酸浸铁,再将酸渣氯化浸出金。结果见表2和表3。
表2 一次氯化浸渣酸浸铁-液氯化浸出金结果 | ||||||||||||
酸浸条件 | 酸浸结果 | 二次氯浸总效果(相对于焙砂) | ||||||||||
酸料比 | 液固比 | 温度/℃ | 时间/h | 渣率/% | Au/(g·t-1) | Fe/% | 铁浸出率/% | 总渣率/% | 总浸出率/% | 折合焙砂 | ||
Au | Fe | Au/(g·t-1) | Fe/% | |||||||||
1 | 2 | 90 | 10 | 57.79 | 20.5 | 22.38 | 61.11 | 54.38 | 95.47 | 66.6 | 5.1 | 12.04 |
1.5 | 95 | 42.18 | 30 | 6.35 | 92.57 | 39.31 | 97.32 | 93.2 | 3.54 | 2.45 |
表3 渣中金的嵌布状态 | ||||||||||||
试样名称 | 含量/(g·t-1) | 试金/(g·t-1) | 铁物相/% | m | ||||||||
单体金 | 硫化物包裹体金 | 酸溶物包裹金 | 难溶物包裹金 | 合计 | Fe2O3 | Fe3O4 | 硫化铁 | 硅酸铁 | 合计 | |||
一次氯化渣 | 1.12 | 0.75 | 10 | 0.95 | 12.82 | 13 | 34.72 | 0.13 | 0.11 | 4.13 | 39.09 | 2.86×10-5 |
酸浸渣 | 25.25 | 0.75 | 1 | 3.75 | 30.75 | 30 | 3.77 | 0.1 | 0.045 | 2.48 | 6.4 |
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二次氯化渣 | 3.5 | 0.75 | 1 | 3.6 | 8.85 | 9 | 3.32 | 0.1 | 0.045 | 2.93 | 6.4 | 2.92×10-5 |
注:表中m为酸溶物包裹金、铁氧化物。
酸浸,每次用1 kg一次氯化浸渣;该渣含Au 13 g/t, Fc 36.04%。经酸浸法浸出后,金浸出率显著提高。当酸料比降至接近于理论值(按Fe203耗酸量2.625 g H2SO4/g Fe计,该理论值为0.973 5)时,金浸出率便随着铁溶解率显著降低而明显下降,这就说明残渣中金与铁氧化物是密切相关的。
由表3可知,经酸浸之后,酸溶物包裹金暴露出来,由于1,2次氯化浸渣之m值很相近,便可推断出该酸溶物包裹的金处在铁氧化物之中。
由此可知,即使砷黄铁矿焙砂中含硫化物硫的质量分数达5%以上,金的液氯化浸化率仍能达90%以上。液氯化浸出金对这类顽固金来说,是一种有效的方法,其速度特快,只需浸出1h,约160g/t的焙砂中的金就能最大限度地溶解下来。但此过程也存在不足:①耗氧气量大(理论耗量Cl : S=10);②将导致浸出金速度显著地减慢;③进入溶液中的杂质—铁将大大地增加等问题,从而给下一步沉金带来不利。