金矿石通常可分为硫化矿和氧化矿。由于矿床的成矿条件、矿物组成、金粒结构等的不同,矿石中金浸出的难易程度也不同。要判断一个矿山矿石中金浸出的难易程度并选择适宜的提金方法,不但要对该矿石进行理化检测和分析,还要进行多方案的选冶对比试验研究,费工费时。
中科院化工冶金研究所经多次研究后认定:可以根据该矿石浸出过程中消耗氧化剂和酸的多少,并采用饱和氧化钾甘汞电极测定矿浆在不同浸出时间的电位的方法,在24h内快速、经济、简易地判别该矿床矿石中金浸出的难易程度,并确定适于采用酸性介质或者碱性介质浸出提金。
该方法是取矿山有代表性的细磨矿石样品10g,加水200mL混匀,在室温下浸泡1h后测矿浆的电位一次。再加适量1∶1 HCl调矿浆pH=1~2,经0.5h测第二次电位。然后加入NaOCl 2mL,并加1∶1 HCl使矿浆pH=1~2,再隔0.5h测第三次电位。如此进行,直到电位达到1.2V或以上并保持12h终止试验。将各次测得的电位值作图,并统计电位稳定在1.2V或以上所消耗的氧化剂和酸量。
图1是紫木凼金矿氧化矿石试验的时间-电位图。10g矿样只用了NaOCl 2mL、HCl 1.7mL,经2h电位就达到1.2V,并在按时间加氧化剂和酸过程中测得的电位一直稳定在1.2V达12h以上,说明该矿石为易浸矿石。而图2是丫它金矿的低硫硫化矿石,在相同试验条件下,经7.5h共用NaOCl 18mL、HCl 7.7mL,电位无一次达到1.2V,且曲线也极不稳定,当属难浸矿石。且从曲线上出现的2个阶梯看出,丫它矿石的浸出必须采用更强的氧化剂,该氧化剂的标准电位(S.H.E)必须大于0.6+0.24=0.84V。为此,试验者将丫它金矿的矿样于680℃进行预先氧化焙烧后再用相同的条件浸出,结果在2h、消耗NaOCl 2mL、HCl 1.7mL电位就达到1.2V,经继续加氧化剂和酸电位也一直稳定在1.2V以上,所绘制的曲线图也与图1紫木凼氧化矿的时间-电位图相似。
图1 紫木凼金矿石氧化时间-电位图
图2 丫它金矿石氧化时间-电位图
由此可以证实,当遇到难浸矿石电位很难达到和保持在1.2V以上时,NaOCl消耗量最高也不必超过20mL就应终止试验。因为10g矿样消耗如此多的氧化剂在工业生产上已不经济。而需采取适宜的方法对矿石进行预先处理,以改变矿石的“难浸”性质。
试验者还将难浸的丫它矿石及其他矿山的含碳、含砷硫化矿矿样,分别加入含KMnO4 0.2mol∕L的溶液中,溶液很快就褪色,说明使溶液褪色的这类矿石具有强的还原性质。故试验者建议把这些具有还原性质的难浸矿石(卡琳型矿石)称为“还原型”矿石,以区别氧化型矿石和易浸的硫化型矿石。