某硫精矿焙烧渣低毒浸金药剂试验研究*

杨 富，庄世明，祁 磊，刘海强

（鹤庆北衙矿业有限公司，云南 大理 671507）

云南某选厂采用浮选工艺处理铜矿石，主要产品为铜精矿、硫精矿，为有效回收硫精矿中金、银，采用氰化法处理硫精矿，生产实践表明采用氰化法处理硫精矿金银回收率较低，为提高资源利用率，最大限度回收金银，拟采用硫精矿焙砂+水洗+氰化处理工艺。氰化物是黄金矿山提金工艺中运用最广泛的药剂，其对金、银的浸出率高、指标稳定，因此得到了广泛运用[1]。但是由于氰化物属于剧毒药剂，在氰化浸出后的尾渣中残留物分解缓慢，因此存在着巨大的安全环保隐患[2]，随着习总书记提出“绿水青山就是金山银山”理念，国家对安全环保工作的不断加强，黄金企业将面临严峻考验，对企业的可持续发展带来一定的制约，因此探寻低毒、无毒的浸金药剂替代氰化物成为了企业的当务之急。

根据金银低毒浸出药剂的发展现状，现市场上有十多种低毒药剂用于小规模生产，硫精矿焙烧渣中杂质元素含量相对较高，对浸出过程有一点影响，为寻找对焙烧渣适应性较强的低毒药剂，来替代毒性较强的氰化钠浸出金银，拟定进行低毒浸出药剂试验研究。

1 物料性质

研究的物料为硫精矿焙烧渣，对其性质进行考查。

1.1 原矿多元素分析

从表1中可以看出，焙烧渣金品位4.58 g/t，银品位20.60 g/t，其中杂质元素铜品位0.22%，硫品位1.43%，对浸出过程不利，其它杂质元素铅、锌品位较低。焙砂中的物质组成主要为氧化铁相，其中绝大部分为Fe2O3相，另有少量的Fe3O4相，偏光显微镜下大部分呈不规则状，表面孔隙发育，主要呈单体分布，部分与石英、硅铝镁相、磁黄铁矿、黄铁矿等共生；还见少量的石英、硅铝镁相等，另有微量的磁黄铁矿、黄铁矿、铜铁氧化物相等。

表1 焙烧渣主要元素分析结果Tab.1 Main element analysis results of roasting residues %

1.2 金物相分析

金物相分析结果见表2。

表2 金物相分析结果Tab.2 Gold phase analysis results %

从表中可以看出，焙烧渣中连生体中金占有率为89.14%，氧化铁中金占有率为6.79%，硫化物中金占有率为4.30%，其次碳酸盐和硅酸盐中金占有率分别为1.13%和4.30%，金大部分以连生体形式存在。

1.3 铜物相分析

对物料的铜矿物进行物相分析，分析结果见表3。

表3 铜物相分析结果Tab.3 Copper phase analysis results %

从表中可以看出，焙烧渣中自由氧化铜占有率为55.56%，结合氧化铜占有率为33.86%，原生硫化铜占有率为7.07%，次生硫化铜占有率为1.01%。

1.4 铁物相分析

对物料的铁矿物进行物相分析，分析结果见表4。

表4 铁物相分析结果Tab.4 Iron phase analysis results %

从表中可以看出，焙烧渣中赤褐铁中的Fe占有率为79.71%，磁性铁中的Fe占有率为16.98%，硅酸铁中的Fe占有率为1.50%，菱铁矿中的Fe占有率为1.13%，硫化铁中的Fe占有率为1.03%。

2 试验研究

2.1 试验方案确定

从化学多元素分析结果可以看出，焙烧渣中主要有价元素为金、银，可采用氰化法回收，其中铜、硫品位较高，对浸出产生不利影响，对焙烧渣先采用水洗工艺进行处理，一方面水洗过程中可浸出部分杂质元素，降低其对浸出过程影响，另一方面焙烧渣呈酸性，水洗可适当提高pH降低石灰单耗[3-4]。

2.2 试验参数及流程图

水洗试验主要工艺参数：搅拌调浆液固比为2∶1、洗涤水量液固比为 1∶1；氰化试验主要工艺参数：液固比为 2∶1、pH为11（石灰单耗：25 kg/t，分析纯）、碱浸时间 2 h、药剂用量（2、3、4、5） kg/t、氰化浸出时间 30 h。

焙烧渣试验流程图如图1所示。

图1 焙烧渣浸出试验流程图Fig.1 Flow chart of roasting residues leaching test

2.3 焙烧渣水洗试验结果

从表5中可以看出，焙烧渣铜平均浸出率为27.27%，铅平均浸出率为2.00%，锌平均浸出率为6.90%，硫平均浸出率为12.59%，铁平均浸出率为0.05%。

表5 焙烧渣水洗试验结果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 %

从表中可以看出，水洗渣金品位4.71 g/t，银品位20.50 g/t，全铁品位61.58%，铜品位0.16%，硫品位1.25%，砷品位0.25%，其它元素品位较低。

2.4 水洗渣化学选矿试验结果

2.4.1 氰化钠

氰化钠是目前使用最多的浸金药剂，其物料适应性广，对金、银的浸出率高，因此得到广泛的应用。金在氰化物溶液中的溶解本质实际上是个电化学腐蚀过程，金溶解于氰化物溶液中的反应式为：

从表7中可以看出，随着氰化钠用量的增加，金、银浸出率上升，银浸出率当药剂用量为4 kg/t时，不再上升。

表7 氰化钠试验结果Tab.7 Sodium cyandie test results

2.4.2 SD

SD为某新材料有限公司自主知识产权产品，物料成分配比∶氧化钠 （Na2O）∶氮 （N）∶铵根（NH4）∶氧化钙（CaO）∶氧化铁（Fe2O3）=4∶2∶2∶1∶1。

从表8中可以看出，随着SD用量的增加，金、银浸出率上升，药剂用量从2 kg/t到3 kg/t变化较明显，药剂用量超过3 kg/t时，金、银浸出率变化较小。

表8 SD试验结果Tab.8 SD test results

2.4.3 JC

JC药剂由三聚氰酸钠、碱性硫脲及稳定剂等混合物组成，是一种低毒性析金药剂。其主要有效成分为碳化三聚氰酸钠（化学分子式：Na3H3O3N6C6）其分子聚合结构为：

从结构中可见碳化三聚氰酸钠支链中的类氰基（CN-）是以共价键的方式连接在-起的，而不是像氰化钠那样是以离子键的方式结合在一起的。由于结构上的原因及空间位阻的关系，该类氰基在碱性环境条件中，通常是不会分解出游离氰基（CN-）的，但它却具有与游离氰基近似的络合性能。它与产品中的其它组份一起，协同作用，氧化和络合金。在药剂的合成过程中，由于还存在一些副反应方面的原因，产品中有时也会有少量的氰基[5]。碳化三聚氰酸钠的溶金反应方程式为：

JC选矿剂中含有少量的水不溶物（≤3%），这部分水不溶物主要成份是含铁的氧化物，这部分氧化铁的存在也是用于进一步稳定碳化三聚氰酸钠，使碳化三聚氰酸钠在常规情况下更加趋于稳定。因此JC选矿剂在完全溶解后会发现有少量的黑渣沉于底部，这是正常现象，并不会影响产品的溶金能力，相反会进一步提高产品的安全性能[6-8]。

从表9中可以看出，随着JC用量的增加，金、银浸出率上升，药剂用量从2 kg/t到3 kg/t金浸出率变化较明显，药剂用量超过3 kg/t时，金浸出率变化较小，银浸出率变化较明显。

表9 JC试验结果Tab.9 JC test results

2.4.3 HB

HB为河北某环保科技有限公司产品，物料成分配比：氧化钠（Na2O）∶氮（N）∶铵根（NH4）碳酸钠∶碳化三聚氰酸钠∶铁∶水=69.80%∶30.00%∶0.13%∶0.07%，浸金过程中起主要作用的成分为碳化三聚氰酸钠[9-10]。

从表10中可以看出，随着HB用量的增加，金、银浸出率上升，当药剂用量为从4 kg/t时，金浸出率不再增加，银浸出率变化较小。

表10 HB试验结果Tab.10 HB test results

图2 金浸出率对比Fig.2 Gold leaching rate comparison

从表11、图3中可以看出，随着药剂用量的增加，金、银浸出率逐渐增加，四种药剂对金浸出率影响顺序为：氰化钠>JC>SD>HB；四种药剂对银浸出率影响顺序为：氰化钠>SD>JC>HB。

表11 焙烧渣浸出指标对比Tab.11 Leaching indicators comparison of roasting slag

图3 银浸出率对比Fig.3 Silver leaching rate comparison

2.5 氰根化验结果

浸出渣及滤液氰根化验结果如表12所示。

表12 浸出渣、滤液氰根化验结果Tab.12 Test results of leaching residues and cyanide content in filtrate

从表12中可以看出，随着药剂用量的增加，浸渣中总氰与游离氰含量逐渐增加，滤液中游离氰根含量逐渐增加；使用药剂氰化钠浸渣中总氰与游离氰根含量与其它三种药剂变化不大；使用药剂氰化钠滤液中游离氰根含量远远高于其它药剂。

3 结语

1） 焙烧渣金品位4.58 g/t，银品位20.60 g/t，其中杂质元素铜品位0.22%，硫品位1.43%，对浸出过程不利，其它杂质元素铅、锌品位较低。焙烧渣中连生体中金占有率为89.14%，氧化铁中金占有率为6.79%，硫化物中金占有率为4.30%，其次碳酸盐和硅酸盐中金占有率分别为1.13%与4.30%，金大部分以连生体形式存在；

2） 焙烧渣水洗渣金品位4.71 g/t，银品位20.50 g/t，全铁品位61.58%，铜品位0.16%，硫品位1.25%，砷品位0.25%，其它元素品位较低；

3）随着药剂用量的增加，浸渣中总氰与游离氰含量逐渐增加，滤液中游离氰根含量逐渐增加；使用药剂氰化钠浸渣中总氰与游离氰根含量与其它三种药剂变化不大；使用药剂氰化钠滤液中游离氰根含量远远高于其它药剂。