CN102127653A

CN102127653A - 一种改性压力氧化——氰化提金工艺

Info

Publication number: CN102127653A
Application number: CN2010105626244A
Authority: CN
Inventors: 姚永南; 郑晔; 赵明福
Original assignee: CHINA NATIONAL GOLD Corp TECHNOLOGY CENTER; Changchun Gold Research Institute
Current assignee: CHINA NATIONAL GOLD Corp TECHNOLOGY CENTER; Changchun Gold Research Institute
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2011-07-20

Abstract

本发明公开了一种改性压力氧化-氰化提金工艺，是将压力氧化技术和碱性溶硅技术有机地结合，使用NaOH和Na₂CO₃混合药剂的工艺方案，来处理卡林浸染型难处理含金矿石，采用压力氧化工艺，可以使硫化矿物充分氧化分解，使包裹其中的金充分裸露解离；并在较高的温度和压力条件下，利用NaOH与SiO₂反应，将脉石有效地分解，使包裹其中的金充分裸露解离；助剂Na₂CO₃的加入缩短了反应时间，提高了被脉石包裹金的解离率；通过把硫化矿物和脉石包裹都打开，有害元素以可溶性盐的形式进入液相，避免了对金的二次包裹；有害物硫、砷大部分被氧化后进入液相并中和回收，本发明使金的浸出率从常规的5％提高到96.5％，金的浸出率显著提高；极大地减轻了对环境的污染。

Description

一种改性压力氧化——氰化提金工艺

技术领域

本发明涉及一种难处理含金矿石的提金工艺，特别涉及一种改性压力氧化—氰化提金工艺。

背景技术

随着黄金工业的快速发展，易处理金矿资源日趋减少枯竭，难处理的金矿资源已成为今后黄金工业的主要原料。难处理金矿资源的合理、高效、环保地开发已成为世界各产金国当前主要面对的技术问题。国外先进国家对难处理金矿资源的开发利用已占相当大的比例，而我国则与之相距较大。其重要原因之一在于对难处理金矿石选冶技术的开发和工业化应用程度较低。

难处理金矿难于浸出有四个主要原因：(1)、金矿物粒度极其微细，用常规磨矿方法无法使其解离出来，导致氰化物不可能与金接触，常见的载金矿物为黄铁矿、磁黄铁矿和砷黄铁矿；(2)、某些金矿石含有砷、锑、铜等有害杂质，它们在氰化液中有较高的溶解度，大量消耗氰化物和溶解氧；(3)、某些金矿石含有有机炭、黏土等“劫金”矿物，导致已溶解的金吸附在这些矿物上；(4)、金与碲、铋和锑等导电矿物生成一些化合物，使金的阴极溶解被钝化。某一金矿石只要符合上述一个条件，就属于难浸金矿的范畴。在难处理金矿中，大多数属于“双重”或“多重”难浸金矿。这样的难浸金矿需要先经过预处理后再氰化浸出，才能得到较好的金浸出率。

目前，难处理金矿石的预处理方法主要有氧化焙烧、生物氧化和压力氧化法。

我国难处理金矿的开发利用是近十年黄金工业研究开发的重点，并已取得了很大的进展，尤其是焙烧和生物氧化预处理工艺，在工业上已得到了广泛应用。但是，随着各国对环境保护要求的日益重视，采用传统的焙烧工艺技术处理这部分金矿资源，不可避免地产生二氧化硫、氧化砷及汞蒸汽等有害烟气，烟气的处理及收尘系统复杂，投资高；同时由于需要较高的焙烧温度，物料中含有的一些低熔点氧化物，会在焙烧过程中对金产生二次包裹，使金的回收率降低，因此其应用范围受到限制；生物氧化预处理工艺近年应用较快，由于菌种对其生存环境的要求很苛刻，需要严格控制反应条件，同时生物氧化的生产周期较长，金的总回收率相对较低，所以该工艺的推广应用受到了影响；压力氧化法是在国外应用较早、推广较快的方法之一，是镍、铜、钴和氧化铝等金属主要生产方法，也应用在黄金生产方面。在国内黄金生产行业，由于所使用的压力设备有严格要求，基建投入大等条件的影响，没有推广和生产应用，碱性压力氧化——氰化提金工艺在黄金生产上尚无采用。但是，压力氧化法在规模化生产金属镍、铜、钴和氧化铝已广泛应用，并经过了几十年地不断完善和改进，已经积累许多宝贵的经验。由于压力氧化法具有氧化彻底、预氧化时间短，生产能力可大可小、环境污染少、金的浸出率高等特点，值得应用推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性压力氧化——氰化提金工艺，该工艺解决了硫化矿物氧化问题，同时有效地分解脉石，使脉石包裹的金裸露出来，避免了金的二次包裹，最大限度地提高了金的回收率，同时极大地减轻了对环境的污染。

本发明的技术方案是：针对微细浸染型难处理含金矿石，使用改性压力氧化——氰化提金工艺，使包裹其中的微细粒金充分裸露解离，同时也避免了对金的二次包裹。这种预处理工艺为金的氰化浸出提供了有利条件，使金的浸出率从常规的5％提高到96.5％，金的浸出率得到显著提高，同时极大地减轻了对环境的污染，从而使这部分难处理的金矿资源得到充分利用。

本发明的技术原理：

(1)、碱性压力氧化基本原理

难处理含金矿石中包裹金矿物的主要为黄铁矿和砷黄铁矿等金属硫化物，欲要使金矿物解离出来，就必须分解黄铁矿和砷黄铁矿等载金矿物。压力氧化目的是在较高温度、较高压力、富氧的条件下，将金属硫化物氧化分解，以可溶性硫酸盐的形式进入液相；矿石中的主要污染元素砷以砷酸盐的形式进入液相后，形成稳定的砷酸盐沉淀，可达标排放，对环境不会造成污染；加入强碱性助剂可以分解矿石中包裹金的二氧化硅，使被包裹的金暴露出来，有利于金的氰化浸出，达到提高金回收率的目的。

工业生产上应用的碱性物质大多数为无机碱，其中强碱性物质主要包括烧碱(NaOH)、氢氧化钾(KOH)和氢氧化钡(Ba(OH)₂)，其中烧碱(NaOH)的应用较为广泛。

在中温(一般在180～235℃)、中压(2100～3800kPa)、富氧条件下，黄铁矿、砷黄铁矿、辉锑矿和脉石在NaOH碱性介质中，主要发生下列反应：

4FeS₂+16+15O₂＝2Fe₂O₃↓+8Na₂SO₄+8H₂O

2FeAsS+10NaOH+7O₂＝Fe₂O₃↓+2Na₂SO₄+2Na₃AsO₄+5H₂O

Sb₂S₃+12NaOH+7O₂＝2Na₃SbO₄+3Na₂SO₄+6H₂O

SiO₂+2NaOH＝Na₂SiO₃+H₂O

由以上化学反应可以看出，在中温、中压、富氧和强碱性条件下，黄铁矿、砷黄铁矿、辉锑矿和脉石被有效地氧化或分解，生成Fe₂O₃沉淀物，硫、砷、锑和硅均以盐类形式完全溶解出来，并且都较稳定。

(2)碳酸钠(Na₂CO₃)的基本性质

碳酸钠(Na₂CO₃，简称SC)在常温下为白色粉末或细粒的晶体，易溶于水，熔点高于850℃，在较高的温度下稳定不易分解，且水溶液呈强碱性。这样的物理性质很适合压力氧化条件的要求。

在碱性压力氧化反应体系中，由于助剂Na₂CO₃的加入，增加了反应体系的碱性(OH^-的浓度)，可使碱与二氧化硅反应速度加快，从而缩短了反应时间，并提高了被脉石包裹金的解离率，有利于包裹金的回收。在碱性压力氧化反应体系中，加入助剂Na₂CO₃，既可以缩短反应时间，也可以提高金的回收率。

在中温中压的氧化体系中，加入了由NaOH和Na₂CO₃组成的混合药剂，提高了被脉石包裹金的解离率，更有利于金的氰化浸出，提高了金的回收率。小型试验证明：使用NaOH和Na₂CO₃组成的混合药剂与单独使用NaOH相比较，金的氰化浸出率可提高3～5％。

本发明的工艺路线是磨矿——碱性压力氧化——氰化提金，利用碱性压力氧化工艺，使硫化矿物得到充分氧化，并有效地分解矿石中的脉石，使包裹于硫化矿物和脉石中的金得到充分裸露解离。氧化后的矿浆经过压滤后，氧化液进行处理沉淀，其中的砷及重金属离子进行固液分离，中和渣排放于尾矿库，澄清液返回系统循环使用；氧化渣浓密后经调浆后进入氰化提金系统，经过炭浆浸出，产生的载金炭经过解吸电解，再经过精炼后产出成品金，矿浆过滤后，贫液返回浸前调浆系统，滤渣送至尾矿库堆存。

该工艺的步骤如下：

(1)、磨矿分级作业：

不同的金矿石，由于金的粒度组成及赋存状态不同，磨矿粒度组成也不相同，一般控制难处理原矿磨矿粒度在P_85％＝0.045mm～P_95％＝0.045mm之间；

(2)、碱性压力氧化作业：

将步骤(1)的矿浆浓度调整至30％～55％；加入NaOH和Na₂CO₃混合药剂，矿浆PH值13，给入压力氧化系统；在保证温度为180～235℃，充入0.3～0.5MPa分压氧气，氧化时间50～90min的工艺条件下，使硫化矿物得到充分氧化，分解二氧化硅，使被包裹的金充分裸露解离。氧化液得到固液分离，液体经过石灰和钡法处理后，澄清液返回氧化系统，沉淀分别回收；氧化渣经浓密后，进入下一步氰化提金作业；

(3)氰化提金作业：

将步骤(2)的氧化渣经调浆至浓度为25％～35％；矿浆pH值11～12；碱处理时间1～1.5h；NaCN用量1.5kg/t；浸吸时间为24h；经上述工艺条件产出的载金炭，通过解吸电解——金泥精炼，得到产品金锭，浸渣送至尾矿库堆存，贫液返回浸前调浆系统。

本发明的优点在于：将压力氧化技术与碱性溶硅技术有机地结合，使用NaOH和助剂Na₂CO₃混合药剂的工艺方案，来处理卡林浸染型难处理含金矿石，既提高了金的回收率，又减少了环境污染。采用压力氧化工艺，充分氧化分解硫化矿物，使包裹其中的金充分裸露解离；同时在中温、中压、富氧条件下，利用NaOH与SiO₂反应，将脉石有效地分解，使包裹其中的金充分裸露解离，助剂SC的加入，既缩短了反应时间，又提高了被脉石包裹金的解离率；通过把硫化矿物和脉石包裹打开，有害元素以可溶性盐的形式进入液相，避免了对金的二次包裹，可以最大限度地提高金的回收率。有害物硫、砷大部分被氧化后进入液相并中和回收，极大地降低了环境污染；本发明既解决了硫化矿物得到充分氧化，避免了因硫化矿氧化不充分而造成金流失的问题，又有效地分解了矿石中的脉石，将包裹其中的金充分裸露解离，使金最大限度的得以回收，并且极大地减少了对环境的污染，使这部分难处理金矿资源能够得到充分利用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式：

请参阅图1所示，本发明之工艺步骤如下：

(1)、磨矿分级作业：

不同的金矿石，由于金的粒度组成及赋存状态不同，磨矿粒度组成也不相同，控制难处理原矿磨矿粒度在P_85％＝0.045mm～P_95％＝0.045mm之间；

(2)、碱性压力氧化作业：

(3)氰化提金作业：

某难处理含金矿石，原矿多元素分析结果见表1。

表1原矿多元素分析结果

元素	Au(g/t)	Ag(g/t)	Cu	Pb	Zn	Fe	Sb
								含量(％)	4.00	3.65	0.03	0.011	0.012	3.42	0.015
元素	S	As	CaO	MgO	Al₂O₃	SiO₂	C
								含量(％)	1.27	0.45	11.55	1.44	11.80	47.51	4.19

根据矿石工艺矿物学研究，对矿石中金的赋存状态及粒度进行了分析，金的赋存状态结果见表2，金的粒度测量结果见表3。

表2金矿物嵌布状态测量结果

表3金的粒度测量结果

粒度区间(mm)

＞0.01

0.01～0.005

＜0.005

合计

含量(％)

2.05

50.21

47.74

100.00

该矿石常规氰化浸出的试验结果见表4。

表4常规氰化试验结果

原矿品位(g/t)	原矿品位(g/t)	浸出率(％)
			4.00	3.70	7.5

试验结果表明：采用常规氰化流程难以获得理想的浸出指标。

要得到较高金的回收率，必须采用压力氧化预处理工艺。但是单独采用压力氧化预处理工艺也不可行，只有67.27％金的回收率。

实施例1：

(1)磨矿分级作业：

将难处理原矿磨矿至粒度为-0.045mm含量85％；

(2)碱性压力氧化作业：

将步骤(1)的矿浆浓度调整至40％；分别加入NaOH和混合药剂NaOH和Na₂CO₃，矿浆PH值达到13，给入压力氧化系统；在保证温度为235℃，充入0.4MPa分压氧气，氧化时间为90min的工艺条件下，使硫化矿物得到充分氧化，分解二氧化硅，使被包裹的金充分裸露解离。氧化液得到固液分离，液体经过石灰和钡法处理后，澄清液返回氧化系统，沉淀分别回收；氧化渣经浓密后，进入下一步氰化提金作业；

(3)氰化提金作业：

实验结果技术指标是：

实施例2：

(1)磨矿分级作业：

将难处理原矿磨矿至粒度为-0.045mm含量90％；

(2)碱性压力氧化作业：

将步骤(1)的矿浆浓度调整至40％；加入单一药剂NaOH和混合药剂NaOH和Na₂CO₃，矿浆PH值达到13，给入压力氧化系统；在保证温度为235℃，充入0.4MPa分压氧气，氧化时间分别为80min的工艺条件下，使硫化矿物得到充分氧化，分解二氧化硅，使被包裹的金充分裸露解离。氧化液得到固液分离，液体经过石灰和钡法处理后，澄清液返回氧化系统，沉淀分别回收；氧化渣经浓密后，进入下一步氰化提金作业；

(3)氰化提金作业：

实验结果技术指标是：

实施例3：

(1)磨矿分级作业：

将难处理原矿磨矿至粒度为-0.045mm含量95％；

(2)碱性压力氧化作业：

将步骤(1)的矿浆浓度调整至30％；加入单一药剂NaOH和混合药剂NaOH和Na₂CO₃，矿浆PH值达到13，给入压力氧化系统；在保证温度为180℃，充入0.3MPa分压氧气，氧化时间分别为70min的工艺条件下，使硫化矿物得到充分氧化，分解二氧化硅，使被包裹的金充分裸露解离。氧化液得到固液分离，液体经过石灰和钡法处理后，澄清液返回氧化系统，沉淀分别回收；氧化渣经浓密后，进入下一步氰化提金作业；

(3)氰化提金作业：

实施例4：

(1)磨矿分级作业：

将难处理原矿磨矿至粒度为-0.045mm含量90％；

(2)碱性压力氧化作业：

将步骤(1)的矿浆浓度调整至55％；加入单一药剂NaOH和混合药剂NaOH和Na₂CO₃，矿浆PH值达到13，给入压力氧化系统；在保证温度为200℃，充入0.5MPa分压氧气，氧化时间分别为50min的工艺条件下，使硫化矿物得到充分氧化，分解二氧化硅，使被包裹的金充分裸露解离。氧化液得到固液分离，液体经过石灰和钡法处理后，澄清液返回氧化系统，沉淀分别回收；氧化渣经浓密后，进入下一步氰化提金作业；

(3)氰化提金作业：

Claims

1.一种改性压力氧化—氰化提金工艺，该工艺的步骤如下：

(1)、磨矿分级作业：

控制难处理原矿磨矿粒度在P_85％＝0.045mm～P_95％＝0.045mm之间；

(2)、碱性压力氧化作业：

将步骤(1)的矿浆浓度调整至30％～55％；加入NaOH和Na₂CO₃混合药剂，矿浆PH值13，给入压力氧化系统；在保证温度为180～235℃，充入0.3～0.5MPa分压氧气，氧化时间50～90min的工艺条件下，使硫化矿物得到充分氧化、分解二氧化硅，使被包裹的金充分裸露解离。氧化液得到固液分离，液体经过石灰和钡法处理后，澄清液返回氧化系统，沉淀分别回收；氧化渣经浓密后，进入下一步氰化提金作业；

(3)氰化提金作业：