難處理高砷金精礦焙燒氰化尾渣中有價金屬回收研究

難處理高砷金精礦焙燒氰化尾渣中有價金屬回收研究

難以處理的金融金屬是指使用傳統(tǒng)的氰化提取法和金的直接提取物率較低的金，主要包括硫酸金、棕櫚樹等類型，通常不到80%。造成難浸的原因主要是微細粒金和包裹金。氧化預處理是打開硫化物包裹金的有效方法,可以使硫化物氧化,礦物變成疏松多孔,宜于金的提取。工業(yè)應用的主流預氧化方法有焙燒法、加壓氧化法和生物氧化法[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]。對于含砷礦物,一般采用兩段焙燒工藝,第一段焙燒在缺氧的條件下進行,以實現(xiàn)脫砷和部分脫硫;第二段焙燒在氧化性氣氛中進行,脫出殘硫,得到赤鐵礦為主的焙砂。我國某高砷金精礦直接氰化浸出率只有25%,經(jīng)過脫砷焙燒后浸出率為70%左右,而且試劑消耗高。因此本研究結(jié)合礦山已有條件,進行了兩段焙燒、氰化提金工業(yè)試驗;進而進行了金難浸原因研究。1回轉(zhuǎn)窯焙燒礦主要成分工業(yè)試驗的主要工藝流程是:高砷金精礦首先經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯焙燒脫砷,再經(jīng)過沸騰爐焙燒脫硫,最后用氰化法浸出金。制定這樣的工藝是結(jié)合礦山已經(jīng)有回磚窯,并且新建了沸騰爐的實際情況。試驗用金精礦為高砷金礦,精礦金含量和主要化學成分存在波動,見表1;回轉(zhuǎn)窯焙燒礦主要成分變化范圍見表2?；剞D(zhuǎn)窯:回轉(zhuǎn)窯尺寸Φ內(nèi)0.8m×10m,采用柴油油槍爐內(nèi)補熱,回轉(zhuǎn)窯焙燒礦作為沸騰爐焙燒原料,旋風塵配入精礦返爐,表面冷卻煙塵和布袋煙塵作為工業(yè)級白砒出售。窯尾溫度控制目標是450～500℃。沸騰爐焙燒:沸騰床面積2m2,焙燒能力為10～16t·d-1,焙燒溫度600～650℃。所得焙燒礦進行氰化提金。馬弗爐焙燒:目的是在實驗室查證焙燒、浸出指標。氰化:氰化能力10～16t·d-1。來自沸騰爐的礦漿經(jīng)旋流分級器分級,旋流器底流進球磨機,旋流器溢流進濃密機濃縮洗礦后氰化。氰化工藝條件為:NaCN:3kg·t-1;pH:10～12;液固比:2∶1;磨礦細度:-300目占95%;浸出時間:24h。2試驗結(jié)果2.1在沸騰爐中燃燒浪費率和脫硅影響表3為沸騰爐焙燒溢流焙砂和煙塵的產(chǎn)率及相應的硫含量。回轉(zhuǎn)窯焙燒礦經(jīng)沸騰爐焙燒后,脫硫效果明顯,砷含量沒有明顯變化。2.2試驗結(jié)果分析沸騰爐工業(yè)試驗以正常生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯焙燒礦為原料,沸騰爐焙燒后的溢流焙砂、煙塵混合調(diào)漿進入氰化系統(tǒng)。浸出原礦在濃密機出口取樣,氰化尾渣在壓濾機卸料處取樣,每4～6h取樣一次,2～4天的樣品分析數(shù)據(jù)進行平均,得到一個試驗周期的浸出率數(shù)據(jù)。表4為部分工業(yè)試驗浸出率總結(jié),氰化前焙燒礦金平均品位108.8g·t-1,氰化渣含金在19～24g·t-1之間波動,氰化渣平均品位21.5g·t-1,平均氰化浸出率79.7%。氰化渣20g·t-1左右的金含量是不理想的指標,因此在實驗室進行了焙燒條件、氰化尾礦物相、焙燒礦形貌分析等研究,以查明浸出率比較低的原因。2.3金信息檢出率將沸騰爐溢流焙燒礦、煙塵分別氰化,得到的氰化浸出率見表5?？梢娨缌鞅簾V浸出率較高、煙塵的氰化浸出率較低,也就是說隨礦物粒度下降,金浸出率下降;氰化渣平均含金量20.35g·t-1,與工業(yè)試驗的水平相當。2.4金物理性與金物質(zhì)將回轉(zhuǎn)窯焙砂進行兩種粒度分級,不同粒級的焙砂經(jīng)過馬弗爐焙燒和氰化提金試驗。第一種粒度分級是:回轉(zhuǎn)窯焙砂經(jīng)過5mm篩網(wǎng)篩分,大于5mm焙燒礦重量占40%,金平均品位102.5g·t-1,硫含量為6.0%;小于5mm焙燒礦重量占60%,金平均品位94g·t-1,硫含量為4.1%;兩種粒度物料進行600～700℃焙燒條件試驗,浸出率結(jié)果見表6。該實驗在礦山進行。第二種粒度分級是:將回轉(zhuǎn)窯焙砂通過不同目數(shù)篩網(wǎng)進行篩分,并分為4個粒度級別,分析不同粒度級別礦石的硫含量,并在650℃進行2h焙燒,試驗結(jié)果見表7。該實驗在研究院進行,在運輸過程中大顆粒焙砂被壓碎,所以粒度分布與在礦山的數(shù)據(jù)有區(qū)別。以上可見:金浸出率與回轉(zhuǎn)窯焙燒礦粒度、硫含量明顯相關,粒度越小,硫含量越低,焙燒后的金浸出率也越低。大于5mm回轉(zhuǎn)窯焙砂,焙燒溫度在600～700℃之間變化,金浸出率沒有明顯變化;小于5mm的回轉(zhuǎn)窯焙砂隨焙燒溫度上升,金浸出率得到提高;平均金浸出率隨焙燒溫度上升而提高。600℃焙燒后金平均浸出率以及氰化尾渣金含量與工業(yè)試驗水平相當。3分析與討論3.1化物包裹金種類對氰渣物相分析結(jié)果表明,單體及裸露金1.67g·t-1,硫化物包裹金1.39g·t-1,氧化鐵包裹金15.23g·t-1,硅酸鹽包裹金1.26g·t-1。可見氰化尾渣中主要是氧化鐵包裹金。因此氰化尾渣金含量高主要是由焙燒產(chǎn)生的二次包裹引起的。3.2磨礦過程對礦物的來源為了更直接地“看到”包裹現(xiàn)象,對沸騰爐焙燒礦、回磚窯焙燒礦進行了電子顯微鏡觀察研究。圖1為沸騰爐溢流焙砂照片。圖2為沸騰爐溢流焙砂的剖面照片?？梢姺序v爐溢流焙燒礦呈不規(guī)則形狀,顆粒較大,表面看似比較板結(jié),但是剖面比較疏松;經(jīng)過磨礦,能夠暴露大部分金,因此這部分礦物的浸出率較高(表4)。圖3為沸騰爐旋風塵電鏡照片,可見在旋風塵中尺寸50μm左右和以下的礦物顆粒多呈球形,稍大礦物邊角變得圓滑。精礦顆粒是不規(guī)則形狀的,因此這種球形顆粒一定是焙燒產(chǎn)生的。球化使載金礦物比表面積降低,這部分礦物即使磨細,依然是微孔結(jié)構(gòu)不發(fā)達的礦物;由于磨礦粒度的限制,較細的球形礦物在磨礦中基本磨不著,因此煙塵的浸出率比溢流焙砂明顯低。圖4為回磚窯旋風塵照片。圖5為小于0.1mm回轉(zhuǎn)窯焙砂照片。圖6為小于0.1mm回轉(zhuǎn)窯焙砂剖面照片?？梢娫诨卮u窯焙燒中存在明顯的球形礦物。在沸騰爐焙燒中,焙燒溫度為600～650℃之間,造成過燒的可能性不大,因此沸騰爐旋風塵中球化礦物是由回磚窯焙燒焙燒礦帶來的,即回磚窯焙燒導致了二次包裹。3.3團聚礦物的性質(zhì)回轉(zhuǎn)窯焙燒礦造成二次包裹的主要原因有兩方面:其一是補熱柴油火焰溫度過高,火焰直接燃燒礦物;其二是和礦物的團聚粒度相關。在回轉(zhuǎn)窯焙燒過程中,一部分今精礦發(fā)生團聚,形成數(shù)毫米到數(shù)十毫米的團聚體,顆粒較大,流動較快,在窯中的停留時間比較短,不容易造成過燒;即使柴油火焰打到團聚礦物,只能在表面形成過燒,團聚體內(nèi)部由于硫化物熱分解放出硫砷化合物氣體向外排放,對柴油火焰有排斥作用。團聚粒度較小的礦物顆粒,流動較慢,在回磚窯中的停留時間比較長,接觸柴油火焰的時間長,接觸空氣和火焰的機會多,容易產(chǎn)生過燒;沒有團聚的礦粉,過燒的可能性就更大,而且可能在氣流的作用下懸浮在火焰中。另外,小顆粒礦物隨氣流進入旋風收塵器的概率高,旋風塵又配入精礦返爐焙燒,這樣小顆粒礦物可能幾次經(jīng)過回磚窯焙燒或幾次經(jīng)過高溫火焰,導致過燒的概率就更高。這可以解釋小顆粒礦物球化的原因。小顆粒礦物更容易接觸空氣以及在回轉(zhuǎn)窯中停留時間長也解釋了回磚窯焙燒礦的硫含量隨粒度降低而降低的現(xiàn)象(表7)。因此,改變回磚窯補熱方式、降低回磚窯焙燒礦物團聚粒度尺寸范圍、適當調(diào)整焙燒時間將有利于提高回磚窯焙燒礦質(zhì)量,降低過燒程度,提高最終金浸出率。3.4回磚窯焙燒礦中的硫含量表6結(jié)果表明,大于5mm回轉(zhuǎn)窯焙砂,二次焙燒溫度在600～700℃之間變化,金浸出率沒有明顯變化;小于5mm的物料隨二次焙燒溫度上升,金浸出率得到提高。其主要原因是大于5mm的礦物中含有較高的硫,在600～700℃溫度范圍內(nèi)二次焙燒,氧含量豐富,容易產(chǎn)生疏松多孔的Fe2O3。小顆粒的回磚窯焙燒礦,由于過燒的原因,硫含量很低,一部分礦物顆粒硫含量已經(jīng)達到1%以下(圖6礦物硫含量只有0.1%),另外由于