新疆哈密某矿难选金矿石选矿方法试验(I)

新疆哈密某矿难选金矿石选矿方法试验

新疆哈密某金矿为热液交代蚀变岩型金矿床。该矿石呈氧化－半氧化，磁铁矿伴生金、铜矿石。工业类型主要为金－铜－磁铁矿型和金－铜－黄铁矿两种。由于矿石中金为超微粒、微粒显微粒金，且主要以包裹状存在于黄铁矿中，其次赋存在石英、碳酸盐、褐铁矿中。前人结论为“难选金矿石”。

一、矿石性质研究

（一）矿石的物质组成

主要有用成分为金、铜、铁。金品位2.54～4.33g/t；伴生铜最高品位1.39%，一般在0.1%～0.2%。金属矿物主要有磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿，少量及微量的黄铁矿、黄铜矿、铜兰、孔雀石、自然金等。脉石矿物主要有碳酸盐、绿泥石、绿帘石、石英、高岭石、绢云母、透闪石、钠长石、黄钾铁钒等，微量的有机质、碳等。磁铁矿最高达70%，一般大于10%。其化学成分见表1，其中金、银含量单位为g/t。

表1  原矿化学分析结果(%)

（二）金的赋存状态

矿石中自然金以超显微(<0.001mm)和显微粒金(>0.002mm)状态主要赋存于黄铁矿中，其次赋存在石英、碳酸盐和褐铁矿中。其在黄铁矿中嵌布状态主要有裂隙金、包体金、空穴金等。金的物相分析结果见表2。

表2  金物相分析结果

二、选矿方法及流程的选择

该矿规模较小，地表主要为(半)氧化矿石，有用矿物主要为磁铁矿、硫化(铁)铜及其氧化物和金。而铁矿石由于量少而利用价值不大，铜的品位偏低又受到次生氧化不易回收，所以金就成为采选的主要目标元素。根据矿床规模及矿石特征，采用投资少见效快的堆浸氰化法是较好的选择。

矿石中的铜、铁硫化矿物和脉石中大量的酸性物质的存在，对氰化选金是有害的。采用常规的氰化法不仅金的浸出率过低，还会消耗大量的药品而不经济。因此，先进行碱、氨、充氧预处理，消除或减弱有害物质的影响，而后再氰化浸出金，预计可收到良好效果。由此选定“碱浸－氨浸－氰化”的工艺流程进行试验与研究。

三、全泥氰化试验

以全泥氰化试验为基准线试验，旨在为柱浸提供依据。其流程为﹕碱浸－氨浸－过滤－(浸渣)氰化。

试验结果见表3。

通过对比可以看出﹕

1、在全泥氰化试验中，只有添加了碱、氨预浸环节，金的浸出率最高。

2、氰化钠的耗量与碱、铵盐用量关系密切，因此力求浸液药剂配方最佳至关重要。

3、两次全泥氰化金浸出率都较高，分别为88.89%、90.11%，可以进行柱浸试验。

（一）柱浸

柱浸试验的结果是进行半工业试验甚至开发的重要依据，本试验分为预浸和氰化两部分。工艺流程见图1。柱浸试验条件为﹕矿石粒度30～0mm，氰化钠浓度初始10/万、中期7/万、后期3/万；药剂制度(kg/t)﹕1号柱铵盐6.10、石灰3.70、氢氧化钠9.32、氰化钠2.00，2号柱铵盐8.11、石灰5.2、氢氧化钠7.6、氰化钠1.84，3号柱石灰6.00、氢氧化钠10.6、氰化钠1.40。浸出时间不含预浸，温度16～20℃。浸出结果见表4。

图1  柱浸工艺流程

表4  金浸出率试验对比结果

（二）预浸

由反应式4Au＋8NaCN＋O2＋2H2O→4NaAu(CN)2＋4NaOH看出，氰化浸金必须具备3个基本条件﹕CN－、O2、OH－。即在碱性介质中，氰化物从矿石中浸取金并把溶液中的金分离出来，包括氧的吸收溶解、其组分扩散到金表面、吸附、电化反应等。其中O2＋CN－的扩散对金的浸取速率至关重要，而碱则是氰化过程的保护神，三者缺一不可。该矿石中大量的酸及铜、铁、硫等物质能消耗大量的氧和氰化物，大大减缓氰化速度甚至停止氰化过程。因此，对其进行碱浸、氨浸预处理，并提供足够的氧，以消除其影响，为金的氰化浸出创造条件。

1、碱浸。矿石中大量的酸性物质及硫、硫铁矿物(如黄铁矿、磁黄铁矿等)在潮湿空气中极易强烈氧化生成亚铁盐和酸(如FeSO4、H2SO3、H2SO4等)，必须在矿石氰化浸出前消除酸性和可溶性金属离子等物质。如亚铁盐FeSO4在碱和氧的作用下可迅速地变为高铁盐Fe2[SO4]3，最终生成氢氧化物Fe[OH]3沉淀。用澄清的石灰水和NaOH溶液反复淋浸，直到pH=8～9。

2、氨浸。主要用于消除铜。氰化前用氨溶液与铜离子形成稳定的氨铜络合物([Cu(NH3)4]2＋n)，而该络合物易溶解于氨性溶液，且溶解度很大。如孔雀石和蓝铜矿等碱式碳酸铜矿物中的铜通过生成络合物溶解于氨性溶液﹕CuCO3·Cu(OH)2＋6NH4OH＋(NH4)2CO3=2Cu(NH3)4CO3＋8H2O，浸液中要保证足够的氨浓度以生成稳定的铜氨配合物、中和氨浸硫化铜生成的酸等。

1、2号柱用浓度为7/万～8/万的碳铵溶液淋浸，浸液pH=8～9；氨浸结束后，矿石用清水洗涤(含铜溶液和洗液积存)后再氰化。3号柱没有经过氨预处理。氨浸阶段，1、2号柱铜浸出率(以液计)分别为20.2%、19.2%，变化不大。由表4看出﹕在相同的条件下，当碳铵用量每吨矿石从6kg增加到8kg时，金的浸出率由79.9%增至80.75%，氰化钠耗量略有降低。由此可见每吨矿石碳铵用量7kg左右为宜。

3、通风。碱浸和氨浸都以消耗大量的氧为基础，特别是硫化铜、硫化铁都需氧化硫根才能成为可溶性的铜、铁盐，常用的氧化剂就是空气和氧气。硫(S2－2→S6＋)的氧化消耗的氧是铁(Fe2＋→Fe3＋)的16倍。如黄铜矿与氨的反应﹕CuFeS2＋41/4O2＋6NH3＋(n＋1)H2O→Cu(NH3)2＋4＋1/2Fe2O3·2nH2O＋2NH＋4＋2SO2－4，其中氧的作用十分明显。通风即充氧工作，贯穿于试验的全过程。停浸时，1、3号柱定时机械通风，2号柱自然通风。结果是2号柱浸出率最高。

（三）氰化

1、氰化阶段为常规方法。

2、浸出速度与浸出率。由表4看出，经过碱、氨预处理的1、2号柱浸出速度与浸出率均较好，特别是2号柱浸出速度最快，浸出率最高，即10d过高峰期时，浸出率已达61.70%，其浸出周期为35d，最终金浸出率80.75%；而经过碱浸未经氨预处理的3号柱，浸出10d时，浸出率仅48.13%，其周期为50d，最终金浸出率70.57%，并消耗大量的碱和氰化钠而不经济。

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