含铜难处理金精矿铜回收试验及工程化应用.DOC

1、含铜难处理金精矿铜回收试验及工程化应用简椿林（紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭 364200）摘要：采用配料焙烧酸浸氰化工艺从含铜难处理金精矿中综合回收有价金属，铜、金、银的浸出率分别为 95.15%、98.18%、65.20%。在实验室研究基础上开发出的金精矿独特配料技术，使得铜浸出率大幅提高，工程化应用后综合经济效益明显提升。关键词：难处理金精矿；铜；焙烧；工程化应用中图分类号：TF811 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2016）03-0000-00Experiment to Recover Copper from Copper Bearing Refractory Go

2、ld Concentrate and Engineering ApplicationJIAN Chun-lin（Zijin Mining Group Co. Ltd, Shanghang 364200, Fujian, China）Abstract: Valuable metals were recovered from copper bearing refractory gold concentrate by processes of batching, roasting, acid leaching, and cyaniding. The leaching rate of copper,

3、gold, and silver is 95.15%, 98.18%, and 65.20% respectively. The special batching technology of gold concentrate based on laboratory investigation significantly improves copper leaching rate and comprehensive economic benefits of valuable elements after engineering application.Key words：refractory g

4、old concentrate; copper; roasting; engineering application焙烧氧化法预处理难处理金矿石是通过焙烧使影响金、银、铜浸出的硫、砷等有害物氧化，同时将包裹金的硫化矿物分解使有价金属充分暴露出来，然后用稀硫酸浸出铜后再采用常规的氰化工艺浸出金银 1-3。焙烧氧化法有很多优点 4-5，在国内外的黄金矿山中广泛应用 6-8。国内处理难选冶含砷金精矿的黄金冶炼厂家目前主要有 4 家，即山东国大、山东恒邦黄金冶炼厂、湖南中南黄金冶炼公司及福建金山黄金冶炼公司，普遍存在的问题是金、银、铜的浸出率不高，尤其是铜的浸出率较低，只有 50%左右。福建某黄金冶炼

5、有限公司没有自己的矿产资源，主要以全国各地多家公司生产的难选冶金精矿为原料，由于这些精矿来源广泛，矿石性质及化学成分差异较大，对预处理效果及工艺技术参数产生不同程度的影响。因此本文主要对含砷、含铜难处理金矿的矿石性质和新技术进行研究，并在实验室研究的基础上开展工程化应用研究，将进入工艺的原料及时、科学地分类配矿，保证原料的稳定性，实现有价元素综合回收利用，解决复杂多金属难处理金矿应用难题 9-11。1 金精矿试验样品为某矿山提供的典型含铜、砷难处理金精矿，金银品位分别为 53.56、470.2 g/t，含铜 14.74%、砷 4.64%，硫化物中硫 34.16%。物相 12分析表明，金精矿中金

6、主要以硫化物包裹形式存在（占 86.28%），64.88%的银以包裹形式存在。以原生硫化铜形式存在的铜占 74.04%。2 试验方法在马弗炉中进行焙烧氧化试验，每次称取 200 g 矿样，置于瓷方舟中，待温度稳定升高到设定值后，将瓷舟放入并开始计时，氧化完成后的焙砂计渣率后送样分析检测。焙砂置于烧瓶中，按设定值加入蒸馏水、硫酸，控制酸浸时间与温度，反应结束后过滤，滤渣送电热鼓风干燥箱干燥。氰化提金试验在摇瓶中进行，氰化前采用碳酸钠调节溶液的 pH，然后加入 NaCN 溶液进行氰化提金试验，氰化完成后氰化渣过滤、干燥后送样检测。收稿日期：2015-10-06基金项目：国家自然科学基金资助项目(5

7、1564021)；福建省区域重大项目（ 2011H4025）作者简介：简椿林（1975-），男，福建永定人，高级工程师.doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2016.03.0023 试验结果与讨论3.1 焙烧温度试验固定酸浸和氰化条件：初始酸度 60 g/L、酸浸液固比 21、温度恒沸、时间 2 h；氰化矿浆浓度 30%、pH 10.511、氰化钠浓度 4、时间 24 h，不同温度焙烧 2 h 后的试验结果见表 1。表 1 焙烧温度对浸出率的影响Table 1 Effect of roasting temperature on leaching rate氰渣/(gt -1

8、) 浸出率/%焙烧温度/焙砂产率/%酸渣产率/%酸渣含铜/%氰渣产率/% Au Ag Cu Au Ag570 86.30 50.05 7.06 97.37 11.55 283.3 79.31 90.93 74.66600 81.23 54.15 7.32 98.50 10.54 255.3 78.16 91.47 76.48650 77.06 58.75 7.54 97.87 7.16 168.4 76.84 94.08 84.13680 75.67 65.30 7.82 97.37 4.64 161.7 73.79 95.83 83.45700 74.66 64.53 8.16 97.42

9、5.02 184.6 73.33 95.60 81.57由表 1 可知，在选择的温度范围内，获得较高铜浸出率的温度为 570600 ，但获得较高金、银浸出率的焙烧温度为 680700 ，焙烧温度对金、银、铜的浸出率影响并不一致，综合考虑焙烧温度选取 680 。3.2 焙烧时间试验在 680 焙烧不同时间后，焙砂酸浸与氰化浸金试验条件同 3.1 节，结果见表 2。表 2 焙烧时间对浸出率的影响Table 2 Effect of roasting time on leaching rate氰渣/(gt -1) 浸出率/%焙烧时间/h焙砂产率/%酸渣产率/%酸渣含铜/%氰渣产率/% Au Ag Cu

10、 Au Ag1.0 76.41 67.89 8.62 98.01 4.57 286.7 69.85 95.66 69.001.5 75.95 64.83 8.08 97.90 3.63 269.0 73.01 96.03 72.422.0 75.67 65.30 7.82 97.37 4.64 161.7 73.79 95.83 83.452.5 75.06 68.77 9.56 97.87 4.16 269.7 66.52 96.08 71.023.0 75.67 71.77 9.67 97.37 4.64 316.7 64.37 95.42 64.38焙烧是高温氧化反应过程。要使硫矿物被完

11、全氧化，需要一定的时间。从表 2 可以看出，在选定的时间范围内，焙烧时间为 2 h 时，金、银和铜浸出率较理想，因此选择焙烧时间为 2 h。3.3 焙烧综合条件试验680 焙烧 2 h 后，焙砂进行酸浸与氰化浸金，试验条件同 3.1 节，结果见表 3。表 3 焙烧综合试验结果Table 3 Results of comprehensive roasting test氰渣/(gt -1) 浸出率/%焙砂产率/%酸渣产率/%酸渣含铜/%氰渣产率/% Au Ag Cu Au AgNaCN 耗量 /(kgt-1)75.23 65.11 7.27 97.44 4.38 195.5 75.84 96.10

12、 80.16 1.9475.56 65.66 7.39 97.88 4.52 186.7 75.13 95.90 80.71 1.86含铜金精矿氧化焙烧使得金的包裹体硫化矿氧化脱硫形成裂缝和孔隙状的焙砂，金颗粒部分表面裸露出来可以与氰化物溶液接触而被浸出 9-10，铜反应生成易溶于硫酸溶液的硫酸铜、氧化铜 。表 3 结果表明，试验结果平行性较好，在最优氰化条件下，金、银和铜的平均溶出率分别为96.00%、80.44%和 75.49%。氰渣中金、银品位约为 4.45 g/t 和 191.1 g/t，酸渣中铜含量高达 7.33%。因此选择680 焙烧 2 h 的焙烧进行后续的酸浸条件试验。3.4

13、酸浸条件试验3.4.1 初始酸度固定条件：液固比 21、酸浸温度 95 、酸浸时间 2 h，不同初酸浓度时的铜浸出率见表 4。表 4 初始酸度对铜浸出率的影响Table 4 Effect of initial acidity on copper leaching rate初始酸度/(g L-1) 酸渣产率/% 酸渣含铜/% 铜浸出率 /%30 47.93 6.97 82.9240 47.86 6.75 83.4850 47.32 6.55 84.1560 46.50 6.53 84.48从表 4 可知，随初酸浓度的提高，铜的浸出率提高幅度较小，综合考虑取 60 g/L 为初酸浓度。3.4.2

14、液固比固定条件：酸浸温度 95 、初酸浓度 60 g/L、酸浸时间 2 h，液固比对铜浸出率的影响如表 5 所示，当固液比大于 21 后，铜浸率基本稳定，综合考虑生产成本，选择液固比为 21。表 5 液固比对铜浸出率的影响Table 5 Effect of L/S on copper leaching rate液固比 酸渣产率 /% 酸渣含铜/% 铜浸出率/%11 51.36 7.73 80.8021 47.78 6.63 84.4831 46.50 6.53 84.5341 45.86 6.56 84.623.4.3 酸浸温度固定条件：液固比 21、初酸浓度 60 g/L，酸浸时间 2 h，

15、不同酸浸温度下的铜浸出率见表 6。表 6 酸浸温度对铜浸出率的影响Table 6 Effect of acid leaching temperature on copper leaching rate温度/ 酸渣产率/% 酸渣含铜/% 铜浸出率/%室温 51.50 8.81 76.8055 48.07 7.62 81.2775 47.50 7.44 81.9395 46.50 6.53 84.48从表 6 可见，铜的浸出率随着酸浸温度的升高而上升，但浸出温度过高，对设备材质要求高，同时能耗也增大，因此综合考虑选择温度 95 为宜。3.4.4 酸浸时间固定条件：酸浸温度 95 、固液比 21、初

16、酸浓度 60 g/L，酸浸时间对铜浸出率的影响如表 7 所示。表 7 酸浸时间对铜浸出率的影响Table 7 Effect of acid leaching time on copper leaching rate酸浸时间/h 酸渣产率/% 酸渣含铜/% 铜浸出率/%1 51.78 7.63 79.802 46.50 6.53 84.483 45.64 6.33 85.234 45.57 6.42 85.04从表 7 可以看出，当酸浸时间增加到 2 h 后，浸出时间对铜的浸出率影响较小，时间太长会增加生产成本，降低产能，综合考虑选择酸浸时间为 2 h。3.4.5 酸浸综合条件试验酸浸综合条件：

17、液固比 21、初始酸度 60 g/L、酸浸温度 95 、酸浸时间 2 h，综合试验共进行 2 次，结果表明，酸渣中铜含量平均为 6.41%，浸出率平均为 84.66%。3.5 配料焙烧酸浸氰化工艺研究鉴于“焙烧酸浸氰化”工艺综合回收有价元素条件试验无法取得较为满意的结果。因此开展“配料焙烧酸浸氰化”工艺研究。焙烧温度 670 、焙烧时间 2 h，酸浸液固比 21、初始酸度 60 g/L、酸浸温度 95 、酸浸时间 2 h，氰化矿浆浓度 30%、pH 10.511、氰化钠浓度 4、氰化时间 24 h。试验结果见表8。表 8 配料焙烧酸浸氰化探索试验结果Table 8 Results of bat

18、ching, roasting, acid leaching, and cyaniding test氰渣/(gt -1) 浸出率/%矿样 焙砂产率/%酸渣产率/%酸渣含铜/%氰渣产率/% Au Ag Cu Au AgNaCN 耗量/(kgt-1)配矿 1 82.77 88.08 0.16 98.57 1.26 72.07 94.23 94.60 73.88 2.49配矿 2 83.70 88.15 0.24 97.36 1.36 69.47 92.20 97.23 70.06 2.57配矿 3 84.33 91.39 0.21 96.83 1.46 73.19 93.65 84.07 71.9

19、0 2.43配矿 4 81.88 81.76 0.18 98.02 1.14 54.98 95.18 98.15 65.20 2.50如表 8 所示，采用自有的独特配矿技术，多种难处理金矿进行“配矿焙烧酸浸氰化”处理后，有价元素综合回收率较理想，铜、金和银浸出率分别为 95.18%、98.15% 和 65.20%，最终渣铜、金和银的含量分别为 0.18%、1.14 g/t 和 54.98 g/t。4 工程化应用根据福建某黄金冶炼有限公司现有的焙烧设备和技术，无法采用同一套设备处理不同性质的难处理含铜金矿。在对不同性质的难处理金矿进行了深入研究后，最终把研究成果和生产设备的改造以及工艺优化结合起

20、来，开发出了含铜低砷难处理金精矿处理工艺新技术，此工艺技术的工业应用实现了不同性质的难处理含铜金精矿采用同一套设备进行处理和贵、伴生金属的高效回收，彻底解决了多种金属金精矿资源的高效回收利用技术瓶颈。该技术自动化程度高，劳动强度小，生产成本低，环境友好，具有广阔的社会效益和经济效益。目前，对于含砷铜金精矿最有优势的工艺仍然是焙烧工艺，但是由于受焙烧气氛的影响，有价金属综合回收效果仍然不理想。针对这一现状，我们开发出了难处理金精矿科学、合理的配料技术。根据不同性质金矿的有价元素的化学组成和物相，以品位调节为中心内容，将不同品位和质量的矿石进行搭配和混匀，确保原料长期均衡和相对稳定。该方案对于焙烧

21、过程气氛、温度的控制有了突破进展，有利于含铜金精矿中砷、硫的脱除及金、银、铜等有价金属的解离及易溶相的形成。最终配置成如下化学组成的金精矿综合矿样：金 40 g/t、银104 g/t、铜 2.5%、铅锌小于 1%、硫26%、砷0.5%、碳0.5%。工程化应用试验工艺流程：配料焙烧酸浸氰化工艺。焙烧温度 680 ，酸浸条件：温度 95 、时间 2 h、矿浆浓度 33%、初酸浓度 60 g/L、液固比 21；氰化条件：初始氰化钠浓度 4、时间 24 h、矿浆浓度 30%。技术指标如表 9 所示。表 9 各种配料的技术指标Table 9 Technical index of ingredients

22、test氰化渣/(gt -1) 浸出率/%条件 酸浸渣含铜/%Au Ag Cu Au Ag未配 0.40 1.17 69.76 89.29 98.10 56.20配料 0.18 1.14 54.98 95.18 98.15 65.20从表 9 可以看出，该难处理金精矿通过合理的配料后，铜和金的浸出率均有提高，尤其是铜的浸出率提高幅度很大，其有价元素综合经济效益得以明显提高。研究成果在某黄金冶炼厂成功实现产业化应用，2013 年多回收黄金 56.3 kg，多回收铜 71.9 t，环保等工艺过程负担不断降低，2013 年至 2014 年两年累计新增工业总产值 4 103.33 万元。5 结论1）针

23、对某含铜难处理金精矿，采用独特的配矿和焙烧技术进行“配料焙烧酸浸氰化”工艺研究，最终使得有价元素铜、金、银的综合回收率取得较高水平，分别为 95.18%、98.15% 、65.20%。2）在实验室研究的基础上，开发出难处理金精矿科学、合理的配料技术，铜和金的浸出率均有提升，有价元素综合经济效益得以明显提高。参考文献1 孙留根，袁朝新，王云，等. 难处理金矿提金的现状及发展趋势J. 有色金属(冶炼部分)，2015（4）：38-43.2 贺秀珍，钟清慎，马玉天，等. 复杂金精矿矿物特性及焙烧预处理工艺研究 J. 有色金属(冶炼部分)，2014（8）：38-41.3 薛光，李先恩. 从焙烧氰化尾渣中

24、回收金、银的试验研究 J. 黄金，2012，33（8）：41-42.4 王瑞祥，曾斌，余攀，等. 多金属金矿氢氧化钠焙烧热力学研究J. 有色金属科学与工程，2013，4（3）：9-13.5 宋鑫. 中国难处理金矿资源及其开发利用技术J. 黄金， 2009，30（7）：46-49.6 衷水平. 含铜处理金精矿焙烧酸浸氰化提金工艺研究 J. 黄金科学技术，2013，21（2）：82-85.7 殷书岩, 杨洪英. 难处理金矿加压氧化预处理技术及发展 J. 贵金属，2008，29（1）：56-59.8 李俊萌. 难处理金矿石预处理方法研究现状及其发展趋势J. 稀有金属，2003，27(4)：478-4

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