CN1006555B

CN1006555B - 从难熔含金含铁硫化物精矿中回收黄金的工艺

Info

Publication number: CN1006555B
Application number: CN85107774A
Authority: CN
Inventors: 多纳尔德·R·维尔; 罗曼·M·吉尼克·萨斯·伯佐斯基
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Current assignee: Viridian Inc Canada
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1985-10-26
Publication date: 1990-01-24
Also published as: CN85107774A

Abstract

从含金含铁矿石回收金的工艺包括，用硫酸水溶液处理精矿浆以分解碳酸盐和其他耗酸杂质：在135～250℃和保持游离硫酸浓度5～40克/升条件下加压氧化处理过的矿浆，以使铁溶解，生成硫酸将硫化物氧化成硫酸盐并且使少于20%的氧化了的硫以元素硫形式出现；向氧化过的泥浆加水，产生含固体重5～15%的浆液，固流分离后得到含铁酸溶液和氧化过固体；部份含铁酸溶液送回酸予处理步骤，从氧化过固体回收黄金。

Description

此项发明关系到从难熔含金硫化物精矿中回收金和其他有价值的金属。

已知，采用传统工艺，如氰化法，从这样的精矿中回收金是不能令人满意的。而且已经提出过多种予处理工艺。然而，由于种种原因，先有技术所推荐的予处理工艺对从这样的精矿中回收金的改进，尚未能达到工业生产中所希望的程度。

因此，本发明的目的是提供一种改进的、包括加压氧化处理的工艺，从这样的精矿中回收金。

此项发明提供了从难熔含金含铁硫化物精矿中回收金的工艺，它包括以水矿浆进料进行酸化处理，在此步骤，用硫酸水溶液处理精矿以分解碳酸盐及既耗酸又可能对尔后加压氧化步骤有妨碍的脉石化合物;在加压氧化步骤中，在温度约为135-250℃范围内，在加压氧化气氛中氧化已经处理的矿浆，同时保持游离硫酸浓度为5克/升-40克/升，以便于铁的溶解、硫酸的形成，并在氧化过程中，将全部可氧化的硫化物充分氧化为硫酸盐，并且使少于20%的被氧化的硫以元素硫形式存在;在第一个再浆化步骤中，将水加到氧化过的浆中制成一个浆密度为约含5-15%固体（以重量计）的氧化过的浆。使再浆化的氧化过的浆经过液-固分离步骤，得到含酸含铁的溶液和被氧化过的固体分离物。循环一部分含酸和铁的溶液到酸处理步骤中，金则从被氧化的固体分离物中回收。此过程可能包括循环一部分含酸和铁的溶液到氧化步骤中。

此过程可能亦包括，在沉淀步骤中，将沉淀剂加到部分含酸和铁的溶液中，将一些金属沉淀为各自相应的氢氧化物或水合氧化物，硫酸根离子则以难溶硫酸盐的形式，砷以难溶砷酸盐的形式沉淀出来，从剩余的水溶液中将沉淀物分离出，至少有一部分分离出的水溶液可用于氧化步骤中，另一部分分离出的水溶液可加到氧化过的固体分离物中，进行第二次浆化处理，制成密度为固体5-15%（以重量计）的二次浆化氧化过的浆。将氧化过的浆进行第二次液-固分离，得到含酸和铁的溶液和二次被分离的被氧化固体，并至少循环部分此含酸和铁的溶液到第一次再浆化步骤中。难溶的含金含铁硫化物矿可能经过浮选步骤产生所谓的精矿和在所谓沉淀步骤中可以用作沉淀剂的浮选尾渣。

此工艺可进而包括在应用于氧化步骤之前将分离出来的水溶液冷却，有利的是，足够量的镁保留在加压氧化过程的浆液中，使得溶液中Mg∶Fe（摩尔比）约为0.5∶1-10∶1，这就使得在加压氧化过程中被沉淀的铁倾向于主要以赤铁矿物质的形式而不是以其它难溶铁化合物形式沉淀。在第一步沉淀程序中，可将沉淀剂加入到部分含酸和铁的溶液中，使pH值升高到约5-8.5范围，即沉淀出所预定的溶解金属，同时使镁离子保留在溶液中，并至少循环一些含镁溶液到氧化步骤中，以提供该步骤所需的镁离子。至少一部分来自第一次再浆化步骤的浆液，经过分选步骤从剩余浆中分出大于预定粒度的固体，研磨被分出的超尺寸的固体成为较小颗粒，研磨后的固体输送到酸予处理步骤或加压氧化步骤之一，并将剩余的浆返回到第一次再浆化后的步骤中。

现以实例和附图中所展示的从难熔含金硫化物精矿中回收金及其他有价值金属的工艺流程图来对此项发明加以具体化的描述。

参照此图，在具体化的描述中，被处理的难熔含金硫化物精矿中约含10-100克/吨Au（金）、30-300克/吨Ag（银），并含有（以重量百分数计）10-40%的铁、5-40%SiO₂（二氧化硅）、10-45%S（硫）、0.1-25%As（砷）、0.01-3%Sb（锑）、0.1-6%Al（铝）、0.5-5%Ca（钙）、0.1-10%CO₂（二氧化碳）、0.1-10%Mg（镁）和0.1-8%C（有机碳）。

这样的精矿中硫化物可能包含有一种或多种下列物质，即二硫化铁（黄铁矿）、砷黄铁矿、磁黄铁矿、辉锑矿以及磺酸盐类，并且此精矿中也可能含各种量的Pb（铅）、Zn（锌）和Cu（铜）的硫化物，这些精矿中也可能含有可氧化的含碳类物质。

粉碎到至少是70%负100泰勒筛（小于149微米）的矿被输送到浮选步骤12，得到先前提到的与浮选尾渣共存的精矿。精矿和水（水来自后面液-固分离步骤16）在可选择的再研磨步骤14中被粉碎到约其96%为负325泰勒筛（小于44微米）。

从分离步骤16分离出的矿浆，其浆密度约为含固体40%（以重量计），经过酸予处理步骤18，在该步骤，矿浆借由加压氧化步骤洗涤固体后所获得的酸洗涤液再浆化，加压氧化步骤将在后面描述。这样的酸洗涤液通常含有在加压氧化时被溶解的铁、铝、镁、砷和其它有色金属以及硫酸。酸予处理可分解碳酸盐及对氧化步骤有妨碍的耗酸的矿渣化合物。因而酸予处理步骤18可以减少在随后的加压氧化步骤中酸的消耗及后面将描述的中和步骤中石灰的消耗。也将指出，予处理步骤利用了在随后的加压氧化步骤中产生的酸。

由于予处理步骤18得到的已处理的浆直接经过加压氧化步骤20，在该步，浆在一或多个多室的温度约为160-200℃的高压釜中被处理，氧气被压缩喷射到高压釜中以保持总压为700-5，000KPa，H₂SO₄的酸度为5克/升-40克/升，从而将硫，砷和锑等的矿物质氧化，因此，游离硫的存在对回收黄金不利。所以将硫化物氧化到比游离硫更高的氧化态是至关重要的。在这种氧化作用中，铁是氧的有效传输剂。因此，在溶液中须存在足够的铁，尤其是高压釜的第一室中，这可借助于一个充分高而稳定的酸度来达到。

另外，由于控制高压釜的酸度和温度以至于硫化物、砷化物以及含锑化合物氧化到较高的氧化态而析出所期望的金，同时，所产生的固体的物理特性是要便于随后的稠化和洗涤。如后面将更详细描述的那样，酸度和温度能借于循环酸洗涤液及冷却池水到适应的高压釜室而受到控制。黄铁矿的加压氧化产生了硫酸铁和硫酸。部分硫酸铁被水解并可能沉淀为三氧化二铁、砷酸铁、水合氢黄钾铁矾、碱式硫酸铁或这些化合物的混合物。被沉淀的铁的各种形式的性质依赖于这样一些参数，如温度、硫酸盐的总含量、酸度、浆密度、矿石精制的程度和耗酸矿渣化合物的性质和数量。高等级的黄铁矿和/或砷黄铁矿以高固体含量的矿浆提供给加压氧化步骤时，通常有利于将铁沉淀为碱式硫酸铁、水合氢黄钾铁矾或砷酸铁。

根据此项发明的又一个特点，得知最理想的是（为了减少氰化法前一步的中和步骤的石灰需求量）在加压氧化步骤20使被水解和沉淀的铁成为三氧化二铁，而不是碱式硫酸铁或水合氢黄钾铁矾;另外，可借助在加压氧化步骤保持足够高镁的浓度来促使三氧化二铁的沉淀。

关于此项发明的工艺，已发现，在加压氧化步骤20，三氧化二铁是铁沉淀物的较佳形式，这样在此步骤能更好放出酸，这些酸可在第一阶段的沉淀步骤中用石灰石很容易被除去，因而可减少在氰化流程中对石灰的需求量。此外，以碱式硫酸铁和/或水合氢黄钾铁矾沉淀由于下述两种原因而不适用。首先，一部分不稳定的硫酸盐（可能是石灰消耗物）进入以后的中和步骤引起了较高的石灰消耗量。第二，石灰与碱式硫酸铁和水合氢黄钾铁矾的反应，由于铁的沉淀转化为难溶的氢氧化铁及石膏而产生了粘性沉淀，增加了固体的含量并由于粘性沉淀的吸附，从而增加了金和银的损失。

因此，在加压氧化步骤20应存在足够量的镁，以得到溶液中Mg∶Fe摩尔比至少为0.5∶1.0，最好1∶1。许多含金的黄铁矿含有相当量的酸溶性镁，至少可以满足部分对镁的需求。然而，在很多的情况下，由于经过浮选步骤12，矿中金和硫化物的含量提高了，因此，降低了精矿在氧化步骤20时的镁含量。加压氧化步骤20中对镁的需求量可能至少部分是由先前提及的酸洗涤液和冷却池水来供给（镁离子可以按后面将描述的方式加入此步骤）。

在加压氧化高压釜中，在适当滞留时间后，例如约1.5小时，氧化后的浆借助以后液-固分离步骤28的溶液再浆化，而使浆稀释至含固体小于10%（按重量百分比计），以使得被加到再浆化步骤22中的絮凝剂有效利用。从分离步骤24得到的固体，经过第二次再浆化步骤26，在这步加入冷却池水而形成另一个含固体小于15%（以重量计）的浆液。再浆化浆经过分离步骤28，如先前已提及的那样，溶液从这一步骤循环到再浆化步骤22。对分离步骤22得到的固体将在后面予以描述。

从步骤24分离出的溶液含有酸、溶解的铁以及有色金属硫酸盐。部分该溶液被再循环到前面所叙述的酸性予处理步骤18和加压氧化步骤20，而剩余溶液继续进入第一阶段沉淀步骤30，在这步加入石灰石使pH值升到5左右，沉淀诸如三价铁、铝和砷等金属，并且以石膏形式除去存在于硫酸盐中的硫。由浮选步骤12产生的浮选尾渣可应用于此沉淀步骤。矿浆随后通过第二阶段沉淀步骤32，在这步加入石灰使pH值升到10左右，从而沉淀镁和其它金属。生成物矿浆随后通过液-固分离步骤34，比较纯净的水从这步分离出来，进而经过冷却池36，以便用于如先前所述的加压氧化步骤20和再浆化步骤26。从分离步骤34分离出的固体可作为尾渣处理。

如果需要，第二阶段沉淀步骤32可以设置在分离步骤之后（如附图中轮廓虚线指示），以便使供应到冷却池和接下来的加压氧化步骤20以及再浆化步骤26的水含有镁离子，有助于在加压氧化步骤20使被溶解的镁保持在先前提及的所要求的浓度。

此外，如果需要，由再浆化步骤22得到的部分再浆化矿浆在进入分离步骤24之前，可通过一个分粒器38（例如旋流器）。分粒器38除去了那些超过预定尺寸的物质，其中一部分被循环到再粉碎步骤14，而另一部分在二次粉碎步骤40被再次粉碎并进入加压氧化步骤20。这些特性使得能够回收可能丢失在一些相对过大颗粒物质中的黄金，在加压氧化步骤20，这些颗粒物质的处理还不能令人满意。

从分离步骤28分离出的固体，通过中和步骤44，在此步加入石灰使pH值升到一个对氰化法相适应的范围，最好是10.5左右，加入由后面的液-固分离步骤47得到的水以达到氰化法所希望的浆密度，即固体重量占40-45%左右。

已中和的浆进入到两个阶段氰化法步骤46，氰化物的溶液被加到第一阶段。部分滤取浆（60-95%被滤取的）分级进入一个八级碳滤取吸收组48，以完成滤取并且回收了溶解的金和银。在第八级之后，废矿浆通过液-固分离步骤47，如前所述，液体循环到氰化法步骤46，而固体作为尾渣被除去。载体碳通过一个金属回收步骤50，在此，在腐蚀性氰化物溶液中加压除去载体碳，而后采用电解冶金法或其它适宜方法，从洗出液中回收金和银。在干燥器中使除去的碳再生、筛分并循环到碳滤取吸收组48。

实例

所进的料是一种难熔的含金精矿砂，包含黄铁矿和砷黄铁矿作为主要的硫化物矿石。精矿砂的化学组成是236（克/吨）Au，按重量计0.1%Sb、7.0%As、4.2%CO₂、24.7%Fe、21.8%SiO₂和19.3%S。传统的氰化法可以萃取到74%的金，并产生含有60克/吨Au的滤渣。

此精矿砂在一个连续的工艺路线中被处理，此系统包括一个氧化进料矿浆的调制罐、送料泵系统、一个静体积为10升的四室高压釜、一个高压釜排料系统、一个氧化浓缩器供料罐、一个氧化浓缩器以及由两个浓缩器及其各自相应的供料罐组成的逆流倾注洗涤装置。这个连续的工艺路线还包括回收金的部分，在此部分，从被氧化的固体中用氰化法把金溶解并且吸附在碳上。还包括沉淀部分，在此部分，废酸溶液用石灰石和石灰处理，把砷、金属和相关的硫酸盐沉淀为砷酸盐、金属氢氧化物或水合氧化物和石膏，把除去金属的溶液循环到氧化和洗涤系统。

此精矿砂，作为72%的固体的水矿浆，在进料处理罐中用酸性氧化浓缩器的溢流液进行予处理并稀释到38%固体。含2.9克/升As、14.9克/升Fe（总计）、2.4克/升Fe（亚铁）及26.1克/升H₂SO₄的酸性溶液应按足够的速度供应，以保证每吨精矿配有100kg酸，使其在加压处理前分解碳酸盐。以每吨精矿1公斤的标准向矿浆中加入木质素磺酸盐。予处理过的矿浆用泵打进高压釜第一室，并供给水以控制温度，并将氧化浆中固体的含量稀释到16.7%。把氧喷射进高压釜各室中，氧化作用在185℃下进行，工作压力控制在1850KPa。固体在高压釜中滞留时间是2.6小时。当借助氰化物检验法测定被氧化的固体样品时，从各室中收集样品，测量样品中硫的氧化情况和释放出黄金的量。典型的高压釜溶液的成份，硫氧化为硫酸盐形式的程度，以及在这种连续加压氧化条件下获得的可萃取性的金的数据列于下表

氰化

溶液分析克/升硫氧化的%滤渣萃取的金

取样处被 As Fe Fe²+H₂SO₄克/吨Au %

处理的原料＜0.1 5.0 5.0 ＊ 0 63.3 73.2

室 1 0.8 4.1 1.7 25.5 68 16.4 93.1

室 2 0.6 4.2 1.0 32.3 87 9.19 96.1

室 3 0.8 9.2 1.0 33.3 93 6.14 97.4

室 4 0.8 11.1 0.9 33.8 95 3.62 98.5

＊pH＝3.6

高压釜排出的矿浆通过一个快速排放罐后进入氧化浓缩进料罐，被稀释到约含9%的固体，并送进氧化浓缩器，一部分氧化浓缩器的溢流液被再循环到前面描述过的浓缩原料的予处理罐，而另外部分在沉淀步骤用石灰石和石灰先后处理，为清洗工序提供去金属水。含有48%固体的氧化浓缩器的底浆，经过两级CCD系统中洗涤以除去大量的酸性氧化液。含有53%固体的第二个清洗浓缩器的底浆，为了回收金而用传统的方法予以处理。

其它本发明的具体实施和实例，对一个工艺很熟悉的技术人员是一目了然的。本发明的范围限定在附属权利要求书内。

Claims

1、由难熔的含金含铁精矿砂中回收金的工艺包括：

以水制泥浆的形式将精矿砂送到酸性予处理步骤；

在酸性予处理步骤，用硫酸水溶液处理精矿砂，以分解碳酸盐和其它耗酸的矿渣化合物；

在加压氧化步骤，氧化处理矿浆，温度控制在135℃-250℃左右的范围内，在氧化性气氛及加压的条件下，并保持游离硫酸浓度在5-40克/升左右，以使铁溶解，形成硫酸，并在氧化过程中，将全部可氧化的硫化物充分氧化为硫酸盐，在氧化步骤中，少于20%被氧化的硫以元素硫形式存在；

在第一个再浆化步骤加水到氧化过的矿浆中，得到一个矿浆密度为含固体(重量计)5-15%的再浆化氧化过的浆；

将再浆化氧化过的浆经过一个固--液分离步骤处理后产生一个含酸含铁的溶液及被氧化过的分离的固体；

部分含酸含铁的溶液再循环到酸予处理步骤，并从氧化过分离固体中回收金。

2、按照权利要求1所述的方法，其中包括循环部分含酸含铁的溶液到氧化步骤。

3、根据权利要求1所述的方法，其中包括在沉淀步骤加沉淀剂到部分含酸含铁的溶液中，以各自的氢氧化物或水合氧化物的形式沉淀金属，硫酸根离子成为难溶的硫酸盐形式，砷沉淀为难溶的砷酸盐形式，从剩余的水溶液中分离出沉淀，并至少应用部份被分离出的水溶液于氧化步骤。

4、根据权利要求3所述的方法，其中包括在应用于氧化步骤之前，冷却被分离的水溶液。

5、根据权利要求1，此工艺包括在加压氧化步骤保持足够量的镁离子于矿浆中，使溶液中Mg∶Fe的摩尔比约由0.5∶1到10∶1，这就使得在加压氧化步骤被沉淀的铁倾向于以三氧化二铁的形式沉淀，而不是以其它难溶的铁的化合物的形式沉淀。

6、根据权利要求5，此工艺包括在第一沉淀步骤加沉淀剂到含酸含铁的溶液中，使pH值升到约5-8.5范围内，从而沉淀溶液中预沉淀的金属，而使镁离子保留在溶液中，并至少循环一些含镁溶液到氧化步骤中，以提供该步所需的镁离子。

7、根据权利要求3此工艺包括在第二次浆化中添加部分被分离的水溶液到被氧化过的分离固体中从而得到浆密度为含固体重量5-15%范围的第二次再浆化氧化过的浆;使该浆体经过第二次固液分离步骤以得到第二次含酸含铁溶液和第二次的分离固体，并至少循环部分第二次含酸和铁的溶液到第一次再浆化步骤。

8、根据权利要求1此工艺包括至少一部分来自第一次再浆化步骤的浆液，经过分选步骤以从其余浆中分出大于预定粒度的固体，研磨被分出的超规格的固体成为较小颗粒，研磨后的固体至少输送到酸予处理步骤和加压氧化步骤之一，并将剩余的浆返回到第一次浆化之后的步骤中。

9、根据权利要求3此工艺包括使难熔含金和铁的硫化物矿经过一个浮选步骤处理后，得到了所谓的精矿和浮选尾渣，并至少利用部分浮选尾渣作为所说的沉淀步骤的沉淀剂。

10、根据权利要求1，被处理的矿浆在温度为165-190℃范围内被氧化。

11、根据权利要求1所述，其中被处理的矿浆在保持游离硫酸浓度在5-40克/克的条件下进行氧化。