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1、硫精礦燒渣中鐵、金綜合回收實(shí)驗(yàn)研究摘要含硫51.6%、金0.98g/t的硫精礦經(jīng)過(guò)焙燒,在溫度850條件下,獲得含鐵66.81%、金1.31g/t的燒渣。燒渣經(jīng)水浸除硫后,進(jìn)行了硝酸鉛預(yù)處理、氰化浸金,金的浸出率達(dá)51.9%。關(guān)鍵詞含金硫精礦;焙燒;燒渣;預(yù)處理;氰化;浸金在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中,硫鐵礦經(jīng)過(guò)焙燒后產(chǎn)生的燒渣中,含有氧化鐵和殘余的硫化亞鐵以及少量銅、鉛、鋅、砷和微量元素鈷、硒、鍺、銀、金等組分。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)近幾年來(lái)年排出的燒渣量在2000萬(wàn)t左右,利用率僅為30%,剩余大量的燒渣不僅占有土地,污染著環(huán)境,且這種趨勢(shì)在逐年遞增【1】。因此,綜合利用硫酸燒渣,提取其中有價(jià)組分,降低廢渣排放
2、量,已成當(dāng)務(wù)之急。該試驗(yàn)以某高品位硫精礦為研究對(duì)象,研究了硫精礦焙燒及燒渣浸金的最佳工藝條件,以達(dá)到綜合回收燒渣中鐵和金、減少?gòu)U渣排放的目的。一、礦樣性質(zhì)某高品位硫精礦的化學(xué)多元素分析見(jiàn)表1。該硫精礦含硫較高,為51.6%,還含有低品位的金、銀以及銅、鉛、鋅等元素。銅、鉛、鋅的含量低,無(wú)法綜合回收。金品位達(dá)0.98g/t,可以進(jìn)行綜合回收。表1 硫精礦多元素分析結(jié)果成分w/%S51.60Cu0.22Pb0.01Zn0.28Au*0.98*w(Au)/10-6根據(jù)硫精礦工藝礦物學(xué)研究結(jié)果,硫精礦礦物組成復(fù)雜,以硫化礦物為主,硫化礦物又以黃鐵礦為主,白鐵礦、膠狀黃鐵礦少量;脈石礦物有方解石、石榴石
3、、石英、云母等。硫礦物單體解離程度較高,且連生體中黃(白)鐵礦粒度偏細(xì)。硫精礦中金是以超微粒被包裹于黃鐵礦中,須經(jīng)處理才能使其解離和暴露,這樣才有利于金的浸取。對(duì)硫精礦進(jìn)行了氧化焙燒,然后再提取金,以達(dá)到綜合回收的目的。二、工藝流程試驗(yàn)(一)硫精礦焙燒試驗(yàn)1、不同焙燒保溫時(shí)間實(shí)驗(yàn)焙燒保溫時(shí)間分別為6、7、8、9h,焙燒溫度均為850,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。表2 不同保溫時(shí)間的硫精礦焙燒試驗(yàn)結(jié)果保溫時(shí)間/h燒渣產(chǎn)率/%鐵品味/%Au品位/g·t-1S品位/%668.560.191.012.08767.762.621.131.20867.366.811.310.31966.766.181.35
4、0.25從表2可知,在焙燒溫度為850的條件下,隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),燒渣的產(chǎn)率有所下降,但燒渣中鐵金的品位均不斷提高,而含硫卻下降得較快。在保溫時(shí)間為8h時(shí),硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至0.31%。繼續(xù)增加保溫時(shí)間,鐵金以及硫的含量的改變不大,因而選擇最佳的保溫時(shí)間為8h。2、焙燒溫度試驗(yàn)在保溫時(shí)間8h,在焙燒溫度分別為750、850、950條件下,焙燒試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。表3 不同溫度的硫精礦焙燒試驗(yàn)結(jié)果焙燒溫度/燒渣產(chǎn)率/%鐵品味/%Au品位/g·t-1S品位/%75069.070.901.090.9785068.366.811.310.3195067.865.821.370.30試驗(yàn)結(jié)果及燒渣的
5、化學(xué)多元素分析結(jié)果表明焙燒溫度850時(shí),保溫時(shí)間8h,燒渣中鐵品味最高,達(dá)66.81%,金品位1.31g/t,含硫?yàn)?.31%,焙渣已達(dá)到合格鐵精礦的要求,并且該溫度正好在工業(yè)上硫鐵礦焙燒制硫酸的溫度范圍內(nèi),因此焙燒溫度確定為850。(二)燒渣浸金工藝研究1、燒渣水浸除硫試驗(yàn)為了綜合回收燒渣中的金,進(jìn)行了浸金實(shí)驗(yàn)研究。在焙燒后的燒渣中,還有殘留的硫。為了將這部分硫除去,對(duì)燒渣進(jìn)行水浸。燒渣水浸實(shí)驗(yàn)條件水浸液固比例為21,水浸時(shí)間分別為15 min、 45 min 、60 min、 90 min 、120 min,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以得知,隨著水浸時(shí)間的增加,燒渣中的含硫量越來(lái)越少,當(dāng)水浸
6、時(shí)間45 min后,硫含量變化不明顯,因而選擇水浸時(shí)間為45 min。表4 燒渣水浸時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果水浸時(shí)間/minw(S)/%00.31150.27450.18600.16900.151200.15為了試驗(yàn)方便,將所有燒渣樣先進(jìn)行了水浸45 min,晾干后進(jìn)行浸金試驗(yàn)。因此,以下用于浸金的試樣,均是燒渣水浸45 min后的試樣。2、硝酸鉛預(yù)處理后氰化浸金試驗(yàn)根據(jù)硫精礦燒渣化學(xué)分析結(jié)果,燒渣中金品位1.31,其中含有影響氰化浸出的有害元素S、Cu、As。這些元素均可與氰化物作用,消耗氰化物,有的還消耗溶解氧,從而降低金的氰化浸出率,但少量的Pb鹽的存在可以加速金的迅速溶解。為此,對(duì)水浸后燒渣進(jìn)行了
7、硝酸鉛預(yù)處理后的氰化浸金試驗(yàn)。對(duì)水浸后燒渣礦漿進(jìn)行反復(fù)過(guò)濾洗滌,對(duì)浸出前后的渣進(jìn)行金品位測(cè)定。條件試驗(yàn)有磨礦細(xì)度、硝酸鉛用量、預(yù)處理時(shí)間、氰化浸出礦漿濃度、氰化浸出PH值、氰化鈉用量、氰化浸出時(shí)間等。試驗(yàn)工藝流程及條件見(jiàn)圖1。圖1 氰化浸出工藝流程(1)磨礦細(xì)度試驗(yàn)改變磨礦時(shí)間,得到不同磨礦細(xì)度,進(jìn)行氰化浸金試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖2得知,隨著磨礦時(shí)間的增加,金的浸出率反而下降。這說(shuō)明燒渣孔隙度增加,其中金顆粒已經(jīng)暴露出來(lái)了,細(xì)磨反而使得礦漿泥化,使泥覆蓋在暴露的金粒上,不利于金的氰化浸出,故選擇燒渣不經(jīng)磨礦直接進(jìn)行浸金。圖2 磨礦細(xì)度對(duì)金浸出率的影響(2)硝酸鉛用量試驗(yàn)硝酸鉛用來(lái)那個(gè)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)
8、圖3。從圖3得知,不加硝酸鉛,金的浸出率僅為37.8%;隨著硝酸鉛用量的增加,金的浸出率也隨之增加。當(dāng)硝酸鉛用量達(dá)到300g/t時(shí),金的浸出率達(dá)到了52.3%;硝酸鉛用量為400g/t時(shí),金的浸出率為53.5%,比用量300g/t時(shí)稍好。綜合考慮,選取300g/t做為最佳硝酸鉛用量。圖3 硝酸鉛用量對(duì)金浸出率的影響(3)預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)硝酸鉛用量固定在300g/t,改變預(yù)處理時(shí)間,其他條件固定不變,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。從圖4得知隨著預(yù)處理時(shí)間的增加,金的浸出率也隨之升高;當(dāng)預(yù)處理時(shí)間達(dá)到4h后,金的浸出率變化緩慢,浸出的效果改進(jìn)不明顯,確定預(yù)處理時(shí)間為4h。圖4 預(yù)處理時(shí)間對(duì)金浸出率的影響(4)氰化
9、礦漿濃度試驗(yàn)硝酸鉛的用量為300g/t,預(yù)處理時(shí)間為4h。礦漿濃度(以液固比來(lái)表示)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。從圖5得知液固比為1.51時(shí),金的浸出率為46.3%。液固比對(duì)金的浸出率影響不大。圖5 礦漿濃度對(duì)金浸出率的影響(5)ph值條件試驗(yàn)硝酸鉛的用量為300g/t,預(yù)處理時(shí)間為4h,氰化浸出液固比為21,其他條件固定不變,ph條件試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。采用石灰調(diào)節(jié)礦漿ph值。加入石灰的作用一是石灰能夠清潔單體金和連生金的表面,使金顆粒更易氰化浸出;二是石灰在氰化過(guò)程中能夠調(diào)整礦漿的ph值,使礦漿能夠保持足夠高的ph值,從而是氰化浸出順利進(jìn)行;另外,石灰價(jià)廉易得,還可以使礦漿凝聚,有利于氰化礦漿的洗滌。從圖
10、6可知,隨著礦漿ph值的升高,金的浸出率變化很明顯。在低ph(ph=9)時(shí)金的浸出率很低,僅為8.4%;而當(dāng)?shù)V漿ph升高時(shí),金的浸出率隨之增大;當(dāng)ph達(dá)到11時(shí),金的浸出率達(dá)最大,為55.9%;ph繼續(xù)升高,金的浸出率稍微下降。這可能是由于過(guò)量Ca(OH)2會(huì)產(chǎn)生薄膜覆蓋在金的表面,影響了金與氰化物的作用,使得浸出率下降。浸出時(shí)礦漿的ph控制在11左右。圖6 氰化浸出ph對(duì)金浸出率的影響(6)氰化鈉用量試驗(yàn)硝酸鉛的用量為300g/t,預(yù)處理時(shí)間為4h,氰化浸出液固比為21,礦漿ph值為11,浸出時(shí)間24h,氰化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。由圖7可知,隨著氰化鈉用量的增加,金的浸出率也隨之升高。在低用
11、量時(shí)金的浸出率很低。僅為19.3%;而當(dāng)氰化鈉用量達(dá)到5g/t時(shí),金的浸出率達(dá)53.8%;繼續(xù)增加氰化鈉的用量,金的浸出率變化不大。圖7 氰化鈉用量對(duì)金浸出率的影響(7)氰化浸出時(shí)間條件試驗(yàn)氰化浸出時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果如圖8.從圖8可知,隨著氰化浸出時(shí)間的增加,金的浸出率也隨之升高。而當(dāng)氰化浸出時(shí)間為24h時(shí),金的浸出率達(dá)到52.3%;繼續(xù)增加氰化浸出時(shí)間,金的浸出率變化不大。綜合考慮,氰化浸出時(shí)間選取24h。圖8 氰化浸出時(shí)間對(duì)金浸出率的影響(8)綜合條件試驗(yàn)根據(jù)以上確定的條件進(jìn)行綜合條件試驗(yàn)。硝酸鉛的用量為300g/t,預(yù)處理時(shí)間為4h,氰化浸出液固比為21,礦漿ph值為11,氰化鈉用量5kg/t
12、,氰化浸出時(shí)間24h,綜合條件試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。氰化浸金后浸渣的多元素分析見(jiàn)表6。試驗(yàn)結(jié)果表明,燒渣氰化金浸出率達(dá)51.9%,燒渣中鐵品味達(dá)66.63%,且燒渣中Cu,S,Pb,As等元素的含量均符合鐵精礦冶煉的標(biāo)準(zhǔn)。表5 氰化浸出綜合條件試驗(yàn)結(jié)果序號(hào)燒渣Au 品位/(g·t-1)浸渣Au 品位/(g·t-1)Au浸出率/%11.320.6550.821.320.6253.0平均值 51.9表6 氰化浸渣的化學(xué)多元素分析成分w/%Fe66.63Cu0.258S0.16Pb0.022As0.12Au*0.61w(Au)/10-6三、結(jié)語(yǔ)(一)對(duì)含硫51.6%、金0.98 g/t的硫精礦進(jìn)行了焙燒條件試驗(yàn),確定采用的焙燒溫度為850、保溫時(shí)間為8h,燒渣中鐵品味達(dá)66.81%,金品位達(dá)1.31 g/t,同時(shí)燒渣中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.31%。(二)燒渣中殘留硫采用水浸45min可以有效去除,使燒渣中硫質(zhì)量
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