CN108559836A - 一种金矿提金的预处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金矿提金的预处理工艺，主要是针对难处理金矿进行无氧焙烧和中温氧浸的联合预处理，具体步骤为S1、将金矿破碎、球磨制粉，得金矿粉；S2、将所述金矿粉置于不含氧的气体氛围中进行焙烧，焙烧后获得焙烧渣和烟气；S3、将所述焙烧渣加酸和脱硫剂进行调浆，将调浆后的浆料在反应釜内进行控温、加压、加氧、氧化浸出，获得贱金属浸出液和浸出渣；S4、将所述浸出渣进行脱硫净化，再用浸金剂进行提金。本发明结合了焙烧法和压力浸出法的优点同时又规避了两者的缺点，具有原料适应性强、操作条件和设备要求较宽松、环境和经济效益显著等优点。

Description

一种金矿提金的预处理工艺
技术领域
本发明涉及一种金矿提金的预处理工艺，属于黄金提取技术领域。
背景技术
随着黄金的用途越来越广，消耗量也越来越大，易浸金矿石日益减少，品位低、含砷、含有机碳、微细粒难选冶金矿石已成为我国黄金生产的主要原料，这种矿石难以提金的原因主要表现在：细粒金或次显微金呈包裹或浸染状存在于硫化矿中，主要载金硫化物是黄铁矿和毒砂等；矿石中往往还存在着优先吸附金的碳质物，使金在氰化过程中被碳质物吸附，不能进入溶液。因此对这类难处理矿石需要进行预处理，打开包裹，从而大幅度提高金的氰化浸出率。
目前，国内外对这种难选冶金矿石的常用预处理方法主要有：焙烧氧化法、加压氧化法、生物氧化法、化学氧化法等。其中，(1)焙烧氧化法是目前最常用的预处理方法，目前工业上采用的焙烧氧化法都是在有氧环境中进行，其优点有：对原料适应性强，技术可靠、操作简便；烟气中硫可以制酸；可以对含劫金碳的矿石进行处理。不足之处在于：①释放大量SO2、As2O3等有毒有害气体；②炉气收尘净化装置复杂，操作费用高，严重污染环境；③工艺操作要求严格，容易造成“欠烧”或“过烧”，导致硫化物分解不彻底或二次包裹金，影响金的回收率。(2)加压氧化法，通常在高温高压环境下氧化载金硫化物，该法的优势有：预处理速度快，效率高；无有害气体产生，对环境友好；金浸出率高。缺点有：对设备要求高，高温高压，存在安全隐患；维护成本高；工艺控制条件要求严格，反应产生的单质硫溶液再次包裹金，影响金的回收；不适合含劫金碳的矿石。(3)生物氧化法，该技术的优点是：工艺成熟；无有毒气体排放；可以处理含砷、含硫较低的矿物。不足在于：预处理时间较长；对原料适应性不强，不适合处理含砷高和含劫金碳的矿石。(4)化学氧化法，该技术的优点是：常压操作，安全可靠；维护成本低；投资少。不足之处在于：废水量大，处理困难；对原料适应性不强，不适合处理含劫金碳和含砷、硫高的物料；试剂消耗量大；砷、硫及其它贱金属回收困难。随着我国对环保的高度重视，如何针对难处理金矿有效并合理选择选冶处理工艺，高效环保地开发利用难处理金矿石，已成为我国黄金生产企业迫切需要解决的技术难题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种金矿提金的预处理工艺，主要针对难处理金矿进行无氧焙烧和中温氧浸联合预处理工艺，其充分利用焙烧法和加压法的优点，同时通过条件控制来规避两者的缺陷，能够达到原料适应性强、环境友好、生产效率高、对设备要求不高等优点。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种金矿提金的预处理工艺，其包括如下步骤：
S1、将金矿破碎、球磨制粉，得金矿粉；
S2、将所述金矿粉置于不含氧的气体氛围中进行焙烧，焙烧后获得焙烧渣和烟气；
S3、将所述焙烧渣加酸和脱硫剂进行调浆，将调浆后的浆料在反应釜内进行控温、加压、加氧、氧化浸出，获得贱金属浸出液和浸出渣；
S4、将所述浸出渣进行脱硫净化，再用浸金剂进行提金。
如上所述的预处理工艺，优选地，在步骤S1中，所述金矿为含硫的金矿，所述金矿粉的粒度为小于0.074mm占50％～95％。
进一步得，本发明的预处理工艺优选适用于所述金矿为含硫的金矿。
如上所述的预处理工艺，优选地，在步骤S2中，所述不含氧的气体为氮气、氢气、惰性气体等中的至少一种。进一步，所述惰性气体包括氩气、氦气、氖气、氪气、氙气等。
如上所述的预处理工艺，优选地，在步骤S2中，所述焙烧的温度为550～900℃，焙烧的时间为0.5～4小时。
如上所述的预处理工艺，优选地，在步骤S2中，获得的所述烟气冷却获得含硫产品。
烟气在不同条件下，含硫产品为纯单质硫；硫化氢；单质硫和硫化砷、硫化锑的混合物等其中的一种。
如上所述的预处理工艺，优选地，在步骤S3中，所述调浆步骤中，采用硫酸调浆，控制硫酸与焙烧渣的重量比为0.5～8:1，所述硫酸的质量浓度即酸度为50～150g/L，并按所述焙烧渣重量的0.1％～2％添加脱硫剂。
如上所述的预处理工艺，优选地，所述脱硫剂为木质磺酸盐中至少一种。进一步，所述木质磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾或木质素磺酸钙。
如上所述的预处理工艺，优选地，在步骤S3中，所述控温的温度为115～165℃，所述加压的总压强为0.5～1.5MPa，所述加氧的氧气分压0.2～1.0MPa，所述氧化浸出的浸出时间为1～4h，浸出结束后控制浸出液中硫酸的浓度为10～60g/L。其中，浸出结束后硫酸浓度可以通过调节初始硫酸浓度或者通过氧压反应结束后加入硫酸调节。
需要注意的是：终酸度通常是通过试验由初始硫酸浓度调节，一般是通过测定反应完全后的浓度反推计算初始硫酸浓度，也有很少部分是通过反应结束后卸掉压力后保温调节。
如上所述的预处理工艺，优选地，在步骤S4中，所述脱硫净化方法为浮选法、热过滤法和转化法中的至少一种。
如上所述的预处理工艺，优选地，所述浮选法的条件是控制温度在50～100℃，将浸出渣中的硫磺单独浮选出硫单质产品，渣中的含金物质在浮选尾矿并进行后续的提金步骤；所述热过滤法的条件是控制温度为120～150℃，将熔融态的硫过滤出来，滤饼为含金物质进入后续的提金步骤；转化法条件是控制温度在100～120℃，加入与浸出渣质量比为0.5～8:1的亚硫酸钠饱和溶液，转化法形成的浆料直接进行提金。
转化法是将硫转化为含硫的可溶性盐，其脱硫净化的反应：
S+Na2SO3→Na2S2O3。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
对比现有技术，本发明具有以下显著优点：
1.本发明的预处理工艺区别于现有的氧化性气氛焙烧技术，对难处理金矿在不含氧的气氛中焙烧，优点是反应脱硫产物主要为硫单质气体不形成二氧化硫，从而大幅度减少二氧化硫的产生，而作为对比，采用现有氧化焙烧预处理工艺由于矿物中的硫氧化产生大量二氧化硫气体，需要将其转变成三氧化硫再用水吸收制成硫酸，而硫酸受到市场和运输的限制销售较为困难，因此本发明工艺大幅度降低了生产成本和环境压力；
2.本发明的预处理工艺区别于现有的高温高压预处理技术，将矿石中的硫以单质硫的形式回收，优点一是避免了现有高温高压浸出过程产生大量的硫酸根离子形成铁矾的二次包裹物影响金的浸出；优点二是降低了反应过程的能耗，整个过程无需采用高温条件(大于170度)；优点三是区别于现有高温高压形成硫酸盐溶液产品，本工艺最终形成的是硫单质或硫化物固体产品，储运和销售都十分方便；优点四是现有的高温高压预处理工艺无法处理含碳等具有劫金作用的难处理金矿，采用本工艺技术由于在氧压浸出前经过了不含氧的气氛下焙烧，劫金碳等物质在焙烧过程中被焦化，失去了大量的劫金位点，降低了这类物质的劫金能力，因此采用本发明能大幅度提高后续的提金效果，扩大了金矿石的处理种类。
3.由于在无氧气氛中焙烧，砷等有毒有害元素不会形成氧化物砒霜等剧毒物，而且后续分离回收比较容易。
4.本发明较现有预处理工艺具有节能减排，且产出的硫磺可以对外销售，经济和社会效益十分显著，工艺具有明显的先进性。
附图说明
图1为本发明一优选实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明主要是针对难处理金矿，难处理金矿主要是指含硫的金矿，采用无氧焙烧联合中温氧浸对金矿进行预处理，工艺流程可如图1所示，具体地，难处理金矿为了充分焙烧，将其破碎、磨矿制成粉末进行无氧焙烧，无氧焙烧主要是通入不含氧的气体，如氮气、氢气及惰性气体(氩气等)对难处理金矿焙烧，焙烧获得含金、其它金属及其金属硫化物的焙烧渣和含硫烟气，含硫烟气经过冷却可获得含硫产品；含硫产物与金矿石种类有关，烟气在不同条件下，形成的含硫产品不同，为纯单质硫；硫化氢；单质硫和硫化砷、硫化锑的混合物等其中的一种。焙烧渣先加入硫酸和脱硫剂进行调浆，之后进行中温氧浸，优选在115～165℃通入氧，使氧分压为0.2～1.0MPa，总压强为0.5～1.5Mpa下进行浸出，主要是金属硫化物被氧化生成硫酸盐和固体硫，硫酸盐可溶性的进入贱金属浸出液，金、固体硫及其它金属进入浸出渣，浸出渣再进行脱硫净化，可获得含硫产品和含金产品，含金产品可直接提金。提金方法可采用现有技术的氰化法提金进行，在此不再赘述。
其中，难处理金矿物在无氧气氛中焙烧分解的反应：
FeS2→FeS+S(气体)
CuFeS2→Cu2S+2FeS+S(气体)
FeAsS→As(气体)+FeS1-x+xS(气体)
As+S→As2S3(气体)
FeSbS→Sb(气体)+FeS1-x+xS(气体)
2Sb+3S→Sb2S3(气体)
S(气体)+H2(气体)→H2S(气体)
焙烧渣经过中温氧压浸出反应：
4FeS+3O2(气体)+6H2SO4→2Fe2(SO4)3+4S+6H2O
4FeS1-x+3O2(气体)+6H2SO4→2Fe2(SO4)3+4(1-x)S+6H2O
Cu2S+O2(气体)+2H2SO4→2CuSO4+S+2H2O
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例选用广西某难处理金矿，金呈微细粒浸染状包裹在硫化物中，其成分为含金52.5g/t，铁15.8％，硫10.5％，砷2.1％，碳1.3％。本例采用的具体操作步骤和工艺参数如下：取100克该难处理金矿破碎、球磨制粉，粒度为小于0.074mm占95％，装入刚玉坩埚中放入密闭加热炉内，通入氮气进行无氧焙烧，焙烧温度控制在900℃，焙烧时间0.5小时。焙烧产生的烟气冷却获得含硫产品，将焙烧渣与硫酸混合调浆，控制液固的重量比为8:1，其中，硫酸的浓度为150g/L，并添加2％焙烧渣重量的脱硫剂木质素磺酸钠，调浆后的料浆置于反应釜内进行浸出，控制浸出温度为165℃，总压强为1.5MPa，氧气分压1.0MPa，浸出时间1h，之后控制浸出液中硫酸浓度为60g/L，浸出结束后得到贱金属浸出液和浸出渣。控制温度在50℃，将浸出渣进行浮选，浮选后的精矿作为硫单质产品出售，对浮选尾矿进行提金，金的浸出率为96.2％。
作为对比，对该难处理金矿采用直接氰化提金，金浸出率仅12.4％；
作为对比，对该难处理金矿采用常规的二段焙烧预处理-氰化提金，一段450℃焙烧1小时，二段650℃焙烧1小时，形成的焙砂在同样的氰化提金条件下提金，金的浸出率为85％，但在焙烧过程形成了20多克含砒霜的二氧化硫气体，吸收过程复杂；
作为对比，对该难处理金矿采用常规的高温高压预处理-氰化提金，温度220℃，氧分压1.2Mpa，加压氧化4h，氧化渣在同样的氰化提金条件下提金，金的浸出率为80％，并且形成了泥状硫酸盐，设备要求高且后续分离处理困难。
实施例2
本实施例选用云南某难处理金矿，金呈微细粒浸染状包裹在硫化物中且含有劫金作用的碳，其成分为含金39.8g/t，铁19.2％，硫18.5％，铜2.6％，碳3.2％，砷4.1％，锑1.1％。本例采用的具体操作步骤和工艺参数如下：取100克该难处理金矿破碎、球磨制粉，粒度为小于0.074mm占65％，置于加热炉通入氩气进行焙烧，焙烧温度控制在750℃，焙烧时间3小时。焙烧产生的烟气冷却获得含硫产品，将焙烧渣与酸混合调浆，控制液固的重量比为4:1，硫酸浓度为100g/L，添加1.2％焙烧渣重量的脱硫剂木质素磺酸钙，调浆后的料浆置于反应釜内进行浸出，控制浸出温度为145℃，总压强为1.3MPa，氧气分压0.7MPa，浸出时间2.5h后，浸出液中硫酸浓度为40g/L浸出结束后得到贱金属浸出液和浸出渣。控制温度在100℃，将浸出渣进行浮选，浮选后的精矿作为硫单质产品出售，对浮选尾矿进行升温热过滤，控制温度为150℃将熔融态的剩余硫过滤出来，再用氰化法对滤饼进行提金，得到金的浸出率为95.6％。
作为对比，对该难处理金矿采用直接氰化提金，金浸出率仅5.5％，金几乎无法回收；
作为对比，对该难处理金矿采用常规的二段焙烧预处理-氰化提金，一段450℃焙烧1小时，二段650℃焙烧1小时，形成的焙砂在同样的氰化提金条件下提金，金的浸出率为82％，但在焙烧过程形成了30多克含砒霜的二氧化硫气体，吸收过程复杂；
作为对比，对该难处理金矿采用常规的高温高压预处理-氰化提金，温度220℃，氧分压1.2Mpa，加压氧化4h，氧化渣在同样的氰化提金条件下提金，金的浸出率为55％，并且形成了泥状硫酸盐，设备要求高且后续分离处理困难。
实施例3
本实施例选用辽宁某难处理金矿，金呈微细粒浸染状包裹在硫化物中，其成分为含金75.7g/t，铁29.6％，硫25.5％，铜3.5％。本例采用的具体操作步骤和工艺参数如下：取100克该难处理金矿破碎、球磨制粉，粒度为小于0.074mm占50％，置于加热炉通入氢气进行焙烧，焙烧温度控制在550℃，焙烧时间4小时。焙烧产生的烟气冷却获得硫化氢等产品，将焙烧渣与酸混合调浆，控制液固的重量比为0.5:1，硫酸浓度为50g/L，添加0.1％焙烧渣重量的脱硫剂木质素磺酸钾，调浆后的料浆置于反应釜内进行浸出，控制浸出温度为115℃，总压强为0.5MPa，氧气分压0.2MPa，浸出时间4h后，浸出液中硫酸浓度为10g/L，浸出结束后得到贱金属浸出液和浸出渣。控制温度为120℃将浸出渣熔融态的硫过滤出来，然后在此温度下向过滤后的滤饼加入质量比为0.5:1的亚硫酸钠饱和溶液进行二次脱硫净化，反应完成后用氰化法对脱硫后的浆料进行提金，得到金的浸出率为96.2％。
作为对比，对该难处理金矿采用直接氰化提金，金浸出率仅15.3％，难以回收；
作为对比，对该难处理金矿采用常规的焙烧预处理-氰化提金，650℃焙烧2小时，形成的焙砂在同样的氰化提金条件下提金，金的浸出率为75％，但在焙烧过程形成了50多克二氧化硫气体，吸收过程复杂；
作为对比，对该难处理金矿采用常规的高温高压预处理-氰化提金，温度220℃，氧分压1.2Mpa，加压氧化4h，氧化渣在同样的氰化提金条件下提金，金的浸出率为85％，并且形成了泥状硫酸盐，设备要求高且后续分离处理困难。
实施例4
本实施例选用甘肃某难处理金矿，金呈微细粒浸染状包裹在硫化物中，其成分为含金60.2g/t，铁19.3％，硫31.4％，砷3.5％，锑1.0％。本例采用的具体操作步骤和工艺参数如下：取100克该难处理金矿破碎、球磨制粉，粒度为小于0.074mm占60％，置于加热炉通入氮气和氢气的等体积混合气体进行焙烧，焙烧温度控制在800℃，焙烧时间1.5小时。焙烧产生的烟气冷却获得硫化氢等产品，将焙烧渣与硫酸混合调浆，控制液固的重量比为1:1，硫酸浓度为80g/L，添加0.9％焙烧渣重量的脱硫剂木质素磺酸钠，调浆后的料浆置于反应釜内进行浸出，控制浸出温度为135℃，总压强为1.1MPa，氧气分压0.9MPa，浸出时间2.5h后，浸出液中硫酸浓度为40g/L，浸出结束后得到贱金属浸出液和浸出渣。控制温度为100℃，向浸出渣浆料中加入与浸出渣质量比为8:1的亚硫酸钠饱和溶液脱硫净化，反应完成后用氰化法进行提金，得到金的浸出率为94.8％。
作为对比，对该难处理金矿采用直接氰化提金，金浸出率仅9.7％，难以回收；
作为对比，对该难处理金矿采用常规的二段焙烧预处理-氰化提金，一段450℃焙烧1小时，二段650℃焙烧1小时，形成的焙砂在同样的氰化提金条件下提金，金的浸出率为63％，但在焙烧过程形成了50多克含砒霜的二氧化硫气体，吸收过程复杂；
作为对比，对该难处理金矿采用常规的高温高压预处理-氰化提金，温度220℃，氧分压1.2Mpa，加压氧化4h，氧化渣在同样的氰化提金条件下提金，金的浸出率为57％，并且形成了泥状硫酸盐，设备要求高且后续分离处理困难。
综上所述，经本发明的工艺处理后，金的浸出率不仅大幅提高，还能副产硫磺、贱金属等产品，不产生二氧化硫等大量的污染气体，满足工业生产要求，节能减排且经济效益显著。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种金矿提金的预处理工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
S1、将金矿破碎、球磨制粉，得金矿粉；
S2、将所述金矿粉置于不含氧的气体氛围中进行焙烧，焙烧后获得焙烧渣和烟气；
S3、将所述焙烧渣加酸和脱硫剂进行调浆，将调浆后的浆料在反应釜内进行控温、加压、加氧、氧化浸出，获得贱金属浸出液和浸出渣；
S4、将所述浸出渣进行脱硫净化，再用浸金剂进行提金。
2.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，在步骤S1中，所述金矿为含硫的金矿，所述金矿粉的粒度为小于0.074mm占50％～95％。
3.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述不含氧的气体为氮气、氢气或惰性气体中的至少一种。
4.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述焙烧的温度为550～900℃，焙烧的时间为0.5～4小时。
5.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，在步骤S2中，获得的所述蒸汽冷却获得含硫产品。
6.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，在步骤S3中，所述调浆步骤中，采用硫酸调浆，控制硫酸与焙烧渣的重量比为0.5～8:1，所述硫酸的质量浓度为50～150g/L，并按所述焙烧渣重量的0.1％～2％添加脱硫剂。
7.如权利要求6所述的预处理工艺，其特征在于，所述脱硫剂为木质素磺酸盐中的至少一种。
8.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，在步骤S3中，所述控温的温度为115～165℃，所述加压的总压强为0.5～1.5MPa，所述加氧的氧气分压0.2～1.0MPa，所述氧化浸出的浸出时间为1～4h，浸出结束后控制浸出液中硫酸浓度为10～60g/L。
9.如权利要求1-8中任一项所述的预处理工艺，其特征在于，在步骤S4中，所述脱硫净化方法为浮选法、热过滤法和转化法中的至少一种。
10.如权利要求9所述的预处理工艺，其特征在于，所述浮选法的条件是控制温度在50～100℃，将浸出渣中的硫磺单独浮选出硫单质产品，渣中的含金物质在浮选尾矿并进行后续的提金步骤；
所述热过滤法的条件是控制温度为120～150℃，将熔融态的硫过滤出来，滤饼为含金物质进入后续的提金步骤；
转化法条件是控制温度在100～120℃，加入与浸出渣质量比为0.5～8:1的亚硫酸钠饱和溶液，转化法形成的浆料直接进行提金。
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