某硫精礦焙燒渣低毒浸金藥劑試驗研究*

楊 富，莊世明，祁 磊，劉海強

（鶴慶北衙礦業有限公司，云南 大理 671507）

云南某選廠采用浮選工藝處理銅礦石，主要產品為銅精礦、硫精礦，為有效回收硫精礦中金、銀，采用氰化法處理硫精礦，生產實踐表明采用氰化法處理硫精礦金銀回收率較低，為提高資源利用率，最大限度回收金銀，擬采用硫精礦焙砂+水洗+氰化處理工藝。氰化物是黃金礦山提金工藝中運用最廣泛的藥劑，其對金、銀的浸出率高、指標穩定，因此得到了廣泛運用[1]。但是由于氰化物屬于劇毒藥劑，在氰化浸出后的尾渣中殘留物分解緩慢，因此存在著巨大的安全環保隱患[2]，隨著習總書記提出“綠水青山就是金山銀山”理念，國家對安全環保工作的不斷加強，黃金企業將面臨嚴峻考驗，對企業的可持續發展帶來一定的制約，因此探尋低毒、無毒的浸金藥劑替代氰化物成為了企業的當務之急。

根據金銀低毒浸出藥劑的發展現狀，現市場上有十多種低毒藥劑用于小規模生產，硫精礦焙燒渣中雜質元素含量相對較高，對浸出過程有一點影響，為尋找對焙燒渣適應性較強的低毒藥劑，來替代毒性較強的氰化鈉浸出金銀，擬定進行低毒浸出藥劑試驗研究。

1 物料性質

研究的物料為硫精礦焙燒渣，對其性質進行考查。

1.1 原礦多元素分析

從表1中可以看出，焙燒渣金品位4.58 g/t，銀品位20.60 g/t，其中雜質元素銅品位0.22%，硫品位1.43%，對浸出過程不利，其它雜質元素鉛、鋅品位較低。焙砂中的物質組成主要為氧化鐵相，其中絕大部分為Fe2O3相，另有少量的Fe3O4相，偏光顯微鏡下大部分呈不規則狀，表面孔隙發育，主要呈單體分布，部分與石英、硅鋁鎂相、磁黃鐵礦、黃鐵礦等共生；還見少量的石英、硅鋁鎂相等，另有微量的磁黃鐵礦、黃鐵礦、銅鐵氧化物相等。

表1 焙燒渣主要元素分析結果Tab.1 Main element analysis results of roasting residues %

1.2 金物相分析

金物相分析結果見表2。

表2 金物相分析結果Tab.2 Gold phase analysis results %

從表中可以看出，焙燒渣中連生體中金占有率為89.14%，氧化鐵中金占有率為6.79%，硫化物中金占有率為4.30%，其次碳酸鹽和硅酸鹽中金占有率分別為1.13%和4.30%，金大部分以連生體形式存在。

1.3 銅物相分析

對物料的銅礦物進行物相分析，分析結果見表3。

表3 銅物相分析結果Tab.3 Copper phase analysis results %

從表中可以看出，焙燒渣中自由氧化銅占有率為55.56%，結合氧化銅占有率為33.86%，原生硫化銅占有率為7.07%，次生硫化銅占有率為1.01%。

1.4 鐵物相分析

對物料的鐵礦物進行物相分析，分析結果見表4。

表4 鐵物相分析結果Tab.4 Iron phase analysis results %

從表中可以看出，焙燒渣中赤褐鐵中的Fe占有率為79.71%，磁性鐵中的Fe占有率為16.98%，硅酸鐵中的Fe占有率為1.50%，菱鐵礦中的Fe占有率為1.13%，硫化鐵中的Fe占有率為1.03%。

2 試驗研究

2.1 試驗方案確定

從化學多元素分析結果可以看出，焙燒渣中主要有價元素為金、銀，可采用氰化法回收，其中銅、硫品位較高，對浸出產生不利影響，對焙燒渣先采用水洗工藝進行處理，一方面水洗過程中可浸出部分雜質元素，降低其對浸出過程影響，另一方面焙燒渣呈酸性，水洗可適當提高pH降低石灰單耗[3-4]。

2.2 試驗參數及流程圖

水洗試驗主要工藝參數：攪拌調漿液固比為2∶1、洗滌水量液固比為 1∶1；氰化試驗主要工藝參數：液固比為 2∶1、pH為11（石灰單耗：25 kg/t，分析純）、堿浸時間 2 h、藥劑用量（2、3、4、5） kg/t、氰化浸出時間 30 h。

焙燒渣試驗流程圖如圖1所示。

圖1 焙燒渣浸出試驗流程圖Fig.1 Flow chart of roasting residues leaching test

2.3 焙燒渣水洗試驗結果

從表5中可以看出，焙燒渣銅平均浸出率為27.27%，鉛平均浸出率為2.00%，鋅平均浸出率為6.90%，硫平均浸出率為12.59%，鐵平均浸出率為0.05%。

表5 焙燒渣水洗試驗結果Tab.5 Roasting residues water washing test results %

水洗渣多元素分析如表6所示。

表6 水洗渣多元素分析表Tab.6 Multielement analysis results of water washing residues %

從表中可以看出，水洗渣金品位4.71 g/t，銀品位20.50 g/t，全鐵品位61.58%，銅品位0.16%，硫品位1.25%，砷品位0.25%，其它元素品位較低。

2.4 水洗渣化學選礦試驗結果

2.4.1 氰化鈉

氰化鈉是目前使用最多的浸金藥劑，其物料適應性廣，對金、銀的浸出率高，因此得到廣泛的應用。金在氰化物溶液中的溶解本質實際上是個電化學腐蝕過程，金溶解于氰化物溶液中的反應式為：

從表7中可以看出，隨著氰化鈉用量的增加，金、銀浸出率上升，銀浸出率當藥劑用量為4 kg/t時，不再上升。

表7 氰化鈉試驗結果Tab.7 Sodium cyandie test results

2.4.2 SD

SD為某新材料有限公司自主知識產權產品，物料成分配比∶氧化鈉 （Na2O）∶氮 （N）∶銨根（NH4）∶氧化鈣（CaO）∶氧化鐵（Fe2O3）=4∶2∶2∶1∶1。

從表8中可以看出，隨著SD用量的增加，金、銀浸出率上升，藥劑用量從2 kg/t到3 kg/t變化較明顯，藥劑用量超過3 kg/t時，金、銀浸出率變化較小。

表8 SD試驗結果Tab.8 SD test results

2.4.3 JC

JC藥劑由三聚氰酸鈉、堿性硫脲及穩定劑等混合物組成，是一種低毒性析金藥劑。其主要有效成分為碳化三聚氰酸鈉（化學分子式：Na3H3O3N6C6）其分子聚合結構為：

從結構中可見碳化三聚氰酸鈉支鏈中的類氰基（CN-）是以共價鍵的方式連接在-起的，而不是像氰化鈉那樣是以離子鍵的方式結合在一起的。由于結構上的原因及空間位阻的關系，該類氰基在堿性環境條件中，通常是不會分解出游離氰基（CN-）的，但它卻具有與游離氰基近似的絡合性能。它與產品中的其它組份一起，協同作用，氧化和絡合金。在藥劑的合成過程中，由于還存在一些副反應方面的原因，產品中有時也會有少量的氰基[5]。碳化三聚氰酸鈉的溶金反應方程式為：

JC選礦劑中含有少量的水不溶物（≤3%），這部分水不溶物主要成份是含鐵的氧化物，這部分氧化鐵的存在也是用于進一步穩定碳化三聚氰酸鈉，使碳化三聚氰酸鈉在常規情況下更加趨于穩定。因此JC選礦劑在完全溶解后會發現有少量的黑渣沉于底部，這是正?，F象，并不會影響產品的溶金能力，相反會進一步提高產品的安全性能[6-8]。

從表9中可以看出，隨著JC用量的增加，金、銀浸出率上升，藥劑用量從2 kg/t到3 kg/t金浸出率變化較明顯，藥劑用量超過3 kg/t時，金浸出率變化較小，銀浸出率變化較明顯。

表9 JC試驗結果Tab.9 JC test results

2.4.3 HB

HB為河北某環?？萍加邢薰井a品，物料成分配比：氧化鈉（Na2O）∶氮（N）∶銨根（NH4）碳酸鈉∶碳化三聚氰酸鈉∶鐵∶水=69.80%∶30.00%∶0.13%∶0.07%，浸金過程中起主要作用的成分為碳化三聚氰酸鈉[9-10]。

從表10中可以看出，隨著HB用量的增加，金、銀浸出率上升，當藥劑用量為從4 kg/t時，金浸出率不再增加，銀浸出率變化較小。

表10 HB試驗結果Tab.10 HB test results

圖2 金浸出率對比Fig.2 Gold leaching rate comparison

從表11、圖3中可以看出，隨著藥劑用量的增加，金、銀浸出率逐漸增加，四種藥劑對金浸出率影響順序為：氰化鈉>JC>SD>HB；四種藥劑對銀浸出率影響順序為：氰化鈉>SD>JC>HB。

表11 焙燒渣浸出指標對比Tab.11 Leaching indicators comparison of roasting slag

圖3 銀浸出率對比Fig.3 Silver leaching rate comparison

2.5 氰根化驗結果

浸出渣及濾液氰根化驗結果如表12所示。

表12 浸出渣、濾液氰根化驗結果Tab.12 Test results of leaching residues and cyanide content in filtrate

從表12中可以看出，隨著藥劑用量的增加，浸渣中總氰與游離氰含量逐漸增加，濾液中游離氰根含量逐漸增加；使用藥劑氰化鈉浸渣中總氰與游離氰根含量與其它三種藥劑變化不大；使用藥劑氰化鈉濾液中游離氰根含量遠遠高于其它藥劑。

3 結語

1） 焙燒渣金品位4.58 g/t，銀品位20.60 g/t，其中雜質元素銅品位0.22%，硫品位1.43%，對浸出過程不利，其它雜質元素鉛、鋅品位較低。焙燒渣中連生體中金占有率為89.14%，氧化鐵中金占有率為6.79%，硫化物中金占有率為4.30%，其次碳酸鹽和硅酸鹽中金占有率分別為1.13%與4.30%，金大部分以連生體形式存在；

2） 焙燒渣水洗渣金品位4.71 g/t，銀品位20.50 g/t，全鐵品位61.58%，銅品位0.16%，硫品位1.25%，砷品位0.25%，其它元素品位較低；

3）隨著藥劑用量的增加，浸渣中總氰與游離氰含量逐漸增加，濾液中游離氰根含量逐漸增加；使用藥劑氰化鈉浸渣中總氰與游離氰根含量與其它三種藥劑變化不大；使用藥劑氰化鈉濾液中游離氰根含量遠遠高于其它藥劑。