甘肃某难处理金精矿浸前预处理试验研究

吉 强，李光胜，朱幸福，高腾跃

（山东黄金矿业科技有限公司选冶实验室分公司，山东 烟台 261441；山东黄金矿业科技有限公司，山东 济南 250000）

难处理金矿指在正常磨矿条件下，采用常规的氰化浸出工艺得不到满意的浸出率的金矿物，根据其难处理的原因分为包裹型、含碳物质型和复杂多金属共生型3 类，本次研究的金矿物呈微细粒包裹于黄铁矿中[1]。针对这种难处理金矿物，高效提金的关键是通过预处理技术破坏黄铁矿等的包裹使金解离暴露，破坏包裹的方式可分为氧化法和物理破坏法2 大类。当部分金呈微细粒赋存在黄铁矿（FeS）等硫化矿物中时，通过超细磨不能完全破坏包裹使金达到解离或暴露，必须对它进行氧化分解[2-4]。

本研究以超细磨为基础，结合富氧预处理手段，采用实验室自制的预处理设备，对甘肃某难处理金精矿开展超细磨+常压预氧化的试验研究，探索难处理金矿物预处理的部分最佳工艺方法。

1 试验准备

1.1 试验材料

试验采用甘肃某矿山的浮选金精矿，金品位为16.95 g/t，银品位为27.31 g/t，硫质量分数为30.28%，铁质量分数为32.37%，其他金属元素含量较低。该金精矿在磨矿细度小于74 μm 占90%的条件下常规氰化浸出48 h，金的浸出率为49.95%，为典型的难处理金精矿。试验中主要药剂有氧化钙、氢氧化钠、氰化钠等。

1.2 试验流程及设备

试验中使用的的仪器设备主要有卧式超细磨机、自制预氧化循环槽、温度计、pH 计、氧气瓶、流量计、氰化浸出槽等。

1.3 工艺矿物学分析

采用扫描电镜对该金精样品进行工艺矿物学分析，金精矿中的金呈微细粒嵌布于黄铁矿中，平均粒径为3.58 μm。采用常规的磨矿和浸出工艺，样品中的金难以被高效回收。样品中金矿物的典型赋存状态如图1 所示。

图1 金的典型赋存状态（扫描电镜背散射图像）

2 试验

采用自主研发的实验室预氧化槽，以金的氰化浸出率为指标，分别考查磨矿细度、预处理质量浓度、预处理pH 值、pH 调整药剂、预处理时间等条件对浸前预处理效果的影响。具体操作过程为：采用超细磨机将金精矿样品磨矿至不同细度，取矿浆1 L 用于直接氰化浸出试验，然后将剩余矿浆转移到自制的预氧化槽中，开始金精矿的浸前预处理，过程中不断检测温度及pH 值变化，并不断调整pH 值使它相对稳定。预处理结束后取处理后的矿浆1 L 用于氰化浸出试验，浸出时间统一为48 h，浸出结束后计算金浸出率，并作为浸前预处理效果的判断标准。

2.1 磨矿细度

将金精矿分别磨矿至不同细度，在pH=10.5、液固比为3∶1 的条件下开展浸前预处理试验。不同磨矿 细度条件下的氰化浸出试验结果如表1 所示。

表1 不同磨矿细度试验结果

通过表1 中的数据可以看出，样品只经过超细磨而没有氧化预处理时，随磨矿细度增加，金浸出率越来越高，氰化钠耗量也迅速增加，在磨矿细度小于5 μm占90%时达到32.59 kg/t；经过超细磨后增加氧化预处理工序，随着磨矿细度的增加金的浸出率提高幅度更大，而氰化钠的耗量增加幅度较小。磨矿细度越细，金矿物的解离度就越高，金的浸出率就越高，增加氧化预处理后，金的解离度进一步提高，同时将矿浆中影响金浸出的杂质氧化生成不溶物去除，改善了浸出体系环境，提高金浸出率的同时减少了药剂消耗。但是磨矿细度越细，给后续的浓缩脱水等工序也会带来困难，磨矿细度小于10 μm 占90%与磨矿细度小于5 μm 占90%的金的浸出率相差2%左右，因此采用磨矿细度小于10 μm 占90%为最佳工艺条件开展后续试验。

2.2 矿浆浓度

将金精矿采用超细磨设备磨矿至磨矿细度小于10 μm 占90%，调整不同的矿浆液固比，开展浸前预处理试验，预处理时间为7 h，不同预处理矿浆液固比的试验结果如表2 所示。

表2 不同预处理矿浆液固比的试验结果

从表2 中的数据可以看出，不同的矿浆液固比对浸前预处理效果的影响较大，在液固比为3∶1 条件下预处理时，温度上升较快，最高温度可达到98 ℃，氧化结束后硫的氧化率最高为54.92%，金的浸出率可达到75.46%。液固比较低时，单位体积内可参与反应的物料表面积较少，单位体积内产生的热量就比较少，影响了温度的上升；液固比较高时，虽然单位体积内可参与反应的物料表面积比较充裕，但是颗粒间间隙变小，阻碍了氧气在矿浆中的扩散，使溶解氧不能及时到达颗粒表面，影响了氧化反应的进行。因此，在氧化预处理中，合适的矿浆液固比也非常重要，这里采用液固比为3∶1 开展后续试验。

2.3 矿浆pH 值

将金精矿样品磨矿至磨矿细度小于10 μm占90%，调整矿浆液固比为3∶1，开展浸前预处理试验，分别在pH 值为3.5、10.5 的条件下进行，预处理时间为7 h，氰化浸出的试验结果如表3 所示。

表3 不同pH 值预处理的浸出试验结果

通过不同pH 值的预处理试验可以看出，在酸性条件下，预氧化速率较慢，预处理时间同为7 h，酸性条件下的硫的氧化率只有24.06%，碱性条件下硫的氧化率为54.92%，并且在酸性条件下预处理后金的浸出率提升较小，碱性条件下预处理后金的浸出率提升较大。说明黄铁矿更容易在碱性富氧条件下被氧化，实现金矿物的解离暴露。

2.4 预处理时间

将金精矿样品磨矿至磨矿细度小于5 μm 占90%，调整矿浆液固比为3∶1，开展不同时间的浸前预处理试验，不同预处理时间的试验结果如表4 所示。

表4 不同预处理时间对应的试验结果

从表4 中的数据可以看出，氧化时间越长，硫的氧化率越高，金的浸出率越高；氧化时间大于10 h 后，硫的氧化率持续变大，但是金的浸出率开始降低，因此预氧化的最佳时间取10 h，此时金的浸出率为78.76%，达到较高水平。

3 结论

经工艺矿物学分析，该金精矿中的金矿物平均粒径为3.58 μm，呈微细粒嵌布于黄铁矿中，常规氰化浸出难度较高，浸出率只有49.95%。

该难选冶金精矿的浸前预处理最佳工艺条件为：磨矿细度小于10 μm 占90%、氧化矿浆液固比为1∶4、氧化pH=10.5、氧化时间为10 h，金浸出率由常规氰化浸出时的49.95%提高至78.76%，金浸出率提升较大，同时该工艺简单可靠、容易控制，可作为难处理金精矿的处理工艺进行深入研究。

经过超细磨矿直接氰化浸出时，氰化钠消耗急剧升高。在氰化浸出前增加氧化预处理工艺后，氰化浸出的氰化钠消耗增加幅度较小。在节约药剂成本和改善浸出水系环境方面具有积极意义。