CN115679115B - 一种强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法，该预处理方法包含：S1：将微细浸染型金矿原矿石细磨至细度为＜75μm的颗粒占80％以上，将水和矿石混合，得到的矿浆液固比为2:1～8:1；S2：在矿浆中加入预处理药剂10～100kg/t的CaO和30～180kg/t的Na2CO3，搅拌均匀之后进行常压充气预处理，采用的气体为空气；S3：预处理结束后将矿浆进行过滤、洗涤，得到预处理渣和预处理液，将预处理渣采用氰化或非氰浸出，浸出结束后将矿浆进行过滤、洗涤得到浸渣和含金浸出液；S4：将预处理液和含金浸出液合并获得含金贵液。本发明具有低成本、短周期、高效率的特点。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，具体涉及一种强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法。
背景技术
微细浸染型金矿属“多重”难处理金矿，是目前重要的金矿床类型之一。由于该类金矿中大部分金以显微或次显微金被硫化矿物、石英等脉石矿物包裹，并且含有较高含量的有机碳、粘土矿物等劫金物质和耗氰物质，采用传统的氰化浸出提金工艺时金浸出率很低，针对贵州黔西南的微细浸染型金矿进行直接氰化浸出时，金浸出率不足20％。金的低效提取严重制约了微细浸染型金矿资源的绿色高效开发利用。
预处理是微细浸染型金矿高效提金的主流手段和最有效方法，但诸多预处理工艺中高成本、低效率、环境污染、水循环和水处理困难等系列问题仍严重制约着微细浸染型金矿的高效绿色提金，探求绿色、低成本、短周期、高效率的预处理工艺迫在眉睫。目前针对卡林型金矿采取的预处理方法主要有焙烧氧化法、热压氧化法、生物氧化法和化学氧化法。焙烧氧化法成熟但严重污染环境，热压氧化法操作复杂且投资成本大，生物氧化法环境污染小但工艺严苛且生产周期长，化学氧化法适应性最强且周期短，但普遍成本较高。加快实现大规模开发利用，绿色高效快速化学预处理方法已成为制约微细浸染型金矿资源高效清洁提金的“卡脖子”问题。
专利“一种含碳、砷难处理金矿石的低温富氧焙烧预处理-浸出提金工艺”(CN109706310B)通过在300～550℃的富氧环境和回转式焙烧炉中对含碳、砷难处理金矿石进行焙烧氧化预处理，虽然碳、砷氧化率较高，但仍需要在较高温度下实现，工艺流程复杂，成本较高。专利“一种降低难处理金矿热压氧化酸中和成本”(CN105567992B)中提出：先通过浮选工艺富集载金硫化物和碳酸盐矿物，再进行热压氧化预处理。专利“一种含砷金精矿的热压氧化预处理方法”(CN105950886B)通过将含砷金精矿酸化处理后在温度为190～230℃、氧分压为0.5～1.5MPa的高压反应釜中进行液压氧化预处理，虽然可以缩短流程，提高固砷率和金浸出率，但仍需要在加温加压条件下进行，工艺成本较高，对设备腐蚀大，且对操作条件要求严格。专利“一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法”(ZL201210402741.3)通过添加Fe(Ⅲ)和Ag(Ⅰ)协同强化含砷金矿生物氧化过程的阳极和阴极反应，从而加速砷黄铁矿的氧化，虽然在一定程度上可以缩短生物氧化的周期，但都只是在钝化物包裹体含量较低的氧化前期提高氧化速率，实质上并没有解决生物氧化周期长的问题。专利(CN103146920A)公开了一种加温常压下利用氢氧化钠和臭氧的协同作用预处理金矿石的方法，尽管该方法可以明显提高金浸出率，但臭氧价格较高，常压开放体系中预处理对臭氧的利用率低，建设投资大，操作要求条件严格。
因此，设计一种适用于强化微细浸染型金矿提金的绿色、低成本、短周期、高效率预处理方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法，解决了现有技术工艺条件要求高，需要采用臭氧等问题，该方法通过常压化学预处理工艺强化微细浸染型金矿中金的提取，提高金浸出率。
为了达到上述目的，本发明提供的预处理方法包含以下步骤：
S1：将微细浸染型金矿原矿石破碎并细磨至＜75μm占80％以上，然后进行矿浆(矿浆为磨细的矿石与水的混合物)浓度调节，将矿浆液固比调整至2:1～8:1；
S2：再在调整好的矿浆中加入预处理药剂10～100kg/t(每吨矿浆加入10～100kg)的CaO和30～180kg/t(每吨矿浆加入30～180kg)的Na2CO3，搅拌均匀之后置于搅拌浸出机中进行常压充气预处理；
S3：预处理结束后将矿浆进行过滤、洗涤，得到预处理渣和预处理液，将预处理渣采用氰化浸出或非氰浸出，浸出结束后将矿浆进行过滤、洗涤得到浸渣和含金浸出液；
S4：最后将预处理含金贵液和含金浸出液合并获得含金贵液。
本发明的方法，通过常压化学预处理破坏、分解或氧化微细浸染型金矿中黄铁矿、石英等载金包裹体，充分打开包裹体或产生孔洞、蚀痕、空隙使包裹金暴露出来，促进后续浸出过程中金与浸出剂的有效反应，提高金浸出率；
在预处理过程中，通过CaO、Na2CO3药剂与载金黄铁矿的化学反应，破坏硫化矿的同时，生成多硫化物及硫代硫酸盐等浸金剂，实现预处理阶段金的原位浸出，及时将暴露的金浸出并转移至溶液中，促进预处理过程的反应及金的后续浸出；
在预处理过程中，充入充分的空气，提高矿浆中氧气含量，促进载金硫化物包裹体的破坏和金的原位浸出。
本方案预处理过程中的化学方程式主要为：
Fe(OH)2+OH-＝Fe(OH)3+e-
2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O
HSiO3 -+2OH-＝SiO3(OH)3-+H2O
Au+5S2O3 2-+[Cu(NH3)4]2+＝[Au(S2O3)2]3-+4NH3+[Cu(S2O3)3]5-
Au+Sn2-＝[AuSn]-+e-。
优选地，所述常压充气预处理的充气量为0.3～2.0m3/h。
优选地，所述预处理过程的矿浆温度控制在为25℃～80℃。
优选地，所述预处理方法中金的浸出率最高的预处理条件为：矿石细度为＜75μm占90％，矿浆液固比为3:1，药剂CaO 50kg/t，Na2CO3120 kg/t，预处理时常压充气的充气量为1.5m3/h，常压矿浆温度70℃，搅拌时间24h。
本发明的预处理方法，解决了现有预处理工艺效率低、能耗大、成本高、对设备要求高、污染环境问题，具有以下优点：
(1)通过常压化学预处理破坏、分解或氧化微细浸染型金矿中黄铁矿、石英等载金包裹体，充分打开包裹体或产生孔洞、蚀痕、空隙使包裹金暴露出来，促进后续浸出过程中金与浸出剂的有效反应，提高金浸出率；在预处理过程中，通过CaO、Na2CO3药剂与载金黄铁矿的化学反应，破坏硫化矿的同时，生成多硫化物及硫代硫酸盐等浸金剂，实现预处理阶段金的原位浸出，及时将暴露的金浸出转移至溶液中，促进预处理过程的反应及金的后续浸出；在预处理过程中，充入充分的空气，提高矿浆中氧气含量，促进载金硫化物包裹体的破坏和金的原位浸出。
(2)本发明的预处理方法与现有热压氧化预处理方法相比，可以在常温常压条件下进行；与焙烧氧化预处理相比，具有绿色环保、低能耗的优点；与生物氧化预处理相比，周期明显更短；而且工艺流程简单，操作方便，药剂无毒，绿色环保，金浸出率高，实用性强，可广泛应用于微细金矿浸染型金矿的预处理，并大幅提高金浸出率。
(3)本发明的预处理工艺，无需进行浮选预富集，直接进行化学氧化预处理，将预处理过程的原位浸出与后续浸出提金相结合，金的浸出率可达到90％左右，所用化学试剂CaO、Na2CO3无毒，对环境十分友好，且在常温常压下就可获得较高金浸出率，预处理成本低。
(4)本发明的预处理工艺中加入的CaO和Na2CO3可有效打开黄铁矿和石英等载金包裹体，释放被包裹金的同时，被氧化的黄铁矿会生成少量硫代硫酸盐等多硫化物实现金的原位自浸，并且Na2CO3可有效去除预处理过程中包裹体表面产生的钝化物，钝化物主要为黄铁矿在氧化过程中产生的铁氧化物。预处理过程中可以通过Na2CO3与黄铁矿的反应形成FeCO3等物质，从而去除铁氧化物等钝化物。
附图说明
图1为本发明强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理工艺流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例和对比例采用的金矿为：选用贵州黔西南某地难处理微细浸染型金矿，金呈显微、次显微浸染状包裹于硫化矿和石英中，其成分为含Au 3.86g/t，FeO 3.69％，S含量2.71％，SiO2含量63.27％，Al2O3含量6.61％，CaO含量8.73％。
实施例1：
选用贵州黔西南某地难处理微细浸染型金矿，取200g该难处理微细浸染型金矿破碎、磨矿至＜75μm占90％，置于搅拌槽中，控制矿浆液固比为3:1；调整充气量为0.6m3/h(空气)，加入药剂CaO 50kg/t，Na2CO3 120kg/t进行常温常压预处理24h；预处理后固液分离，预处理渣进行金的氰化浸出，合并两次含金贵液，得到金浸出率为80.17％。
氰化浸出的工艺条件为：
NaCN用量为0.65g/t，液固比3:1，pH为10～11，常温，充气量为2.0m3/h，搅拌浸出24h。
实施例2：
与实施例1的基本相同，区别在于：
调整空气充气量变为1.5m3/h，加入药剂Na2CO3 100kg/t；预处理后固液分离，预处理渣进行金的石硫合剂浸出，合并两次含金贵液，得到金浸出率为86.55％。
石硫合剂浸出的工艺条件为：
石硫合剂浓度为4.4％、Na2SO3浓度为0.15mol/L、CuSO4浓度为0.06mol/L、氨水浓度为1mol/L，液固比3:1，pH为10～11，常温，搅拌浸出4h。
实施例3：
与实施例2的基本相同，区别在于：
控制液固比为2:1；加入药剂CaO 25kg/t和Na2CO3 50kg/t在常压和70℃下预处理24h；预处理渣进行金的石硫合剂浸出，合并两次含金贵液，得到金浸出率为85.27％。
石硫合剂浸出的工艺条件为：
石硫合剂浓度为4.4％、Na2SO3浓度为0.15mol/L、CuSO4浓度为0.06mol/L、氨水浓度为1mol/L，液固比3:1，pH为10～11，常温，搅拌浸出4h。
实施例4：
与实施例2的基本相同，区别在于：
控制液固比为2:1；调整空气充气量为0.6m3/h；在常压和70℃下预处理24h；合并两次含金贵液，得到金浸出率为91.41％。
石硫合剂浸出的工艺条件为：
石硫合剂浓度为4.4％、Na2SO3浓度为0.15mol/L、CuSO4浓度为0.06mol/L、氨水浓度为1mol/L，液固比3:1，pH为10～11，常温，搅拌浸出4h。
实施例5：
与实施例2的基本相同，区别在于：
加入的药剂中Na2CO3的量为120kg/t在常压和70℃下预处理24h；合并两次含金贵液，得到金浸出率为92.21％。
石硫合剂浸出的工艺条件为：
石硫合剂浓度为4.4％、Na2SO3浓度为0.15mol/L、CuSO4浓度为0.06mol/L、氨水浓度为1mol/L，液固比3:1，pH为10～11，常温，搅拌浸出4h。
对比例1：
本案例采用的具体操作步骤和工艺参数如下：
取200g该难处理的微细浸染型金矿破碎、磨矿至＜75μm占90％，置于搅拌槽中，控制矿浆液固比为3:1，进行氰化浸出(NaCN用量为0.65g/t，液固比3:1，pH为10～11，常温，充气量为2.0m3/h，搅拌浸出24h)，金浸出率为18.67％；
对比例2：
取200g该难处理的微细浸染型金矿破碎、磨矿至＜75μm占90％，置于搅拌槽中，控制矿浆液固比为3:1，进行非氰浸出(石硫合剂浓度为4.4％、Na2SO3浓度为0.15mol/L、CuSO4浓度为0.06mol/L、氨水浓度为1mol/L，液固比3:1，pH为10～11，常温，搅拌浸出4h)，金浸出率为56.90％。
通过以上实施案例可知，本发明在实际运用中效果良好，大幅度提高了金回收率，工艺流程简便且易于操作，对氰化浸出和非氰浸出均有很好的适应性。预处理工艺流程中无需加压，常温和较低温度的加温条件下均能获得较高金浸出率，与直接氰化和非氰浸出相比，金浸出率显著提高，且预处理工艺能耗小，所用预处理药剂属于常规化学试剂，无毒，对环境十分友好。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法，其特征在于，该预处理方法包含以下步骤：
S1：将微细浸染型金矿原矿石破碎并细磨至细度为＜75μm的颗粒占80％以上，然后将水和磨细的矿石混合获得矿浆，矿浆液固比为2:1～8:1；
S2：再在调整好的矿浆中加入预处理药剂10～100kg/t的CaO和100～180kg/t的Na2CO3，搅拌均匀之后在搅拌状态下进行常压充气预处理，该充气过程中使用的气体为空气；
所述常压充气预处理的充气量为0.6～1.5m3/h；
S3：预处理结束后将矿浆进行过滤、洗涤，得到预处理渣和预处理液，将预处理渣采用氰化浸出或非氰浸出，浸出结束后将矿浆进行过滤、洗涤得到浸渣和含金浸出液；
所述氰化浸出的浸出剂为0.65g/t的NaCN；
所述非氰浸出的浸出剂为4.4％的石硫合剂；
S4：最后将预处理含金贵液和含金浸出液合并获得含金贵液；
所述常压充气预处理的温度控制在25℃～70℃。
2.根据权利要求1所述的强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法，其特征在于，该预处理方法中，矿浆液固比为3:1，预处理药剂为CaO 50kg/t和Na2CO3120 kg/t，预处理时常压充气的充气量为1.5m3/h，常压，温度70℃。
3.根据权利要求2所述的强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法，其特征在于，该预处理方法中，细度为＜75μm的矿石占90％。
4.根据权利要求2所述的强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法，其特征在于，该预处理方法中，常压充气预处理的时间为24h。
5.根据权利要求1所述的强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法，其特征在于，所述氰化浸出的工艺条件为：液固比为3:1，pH值为10～11，温度为常温状态，充气量为2.0m3/h，搅拌浸出时间为24h。
6.根据权利要求1所述的强化微细浸染型金矿提金的绿色高效预处理方法，其特征在于，所述非氰浸出的工艺条件为：稳定剂Na2SO3的浓度为0.15mol/L、催化剂一：0.06mol/L的CuSO4、催化剂二：1mol/L的氨水，液固比为3:1，pH值为10～11，温度为常温状态，搅拌浸出时间为4h。
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| 微细浸染型金矿碱预处理―非氰化浸出研究;唐立靖;唐云;王燕南;杨典奇;;黄金科学技术;23(05);第94-98页 * |
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