张华杰

摘要： 论文以陕西商洛地区某高碳质金矿石为研究对象，采用焙烧-氰化法对高碳质金矿石进行金的浸取。分别考察了焙烧温度、焙烧时间、氰化钠用量、浸出时间对矿石中碳、硫脱除率及金的浸出率的影响。结果显示，在选定焙烧温度700℃，焙烧时间2h的条件下对原矿石氧化焙烧，矿石中碳的脱除率可达89.47%，硫的脱除率可达87.83%；在上述条件下，将焙砂冷却磨细至-200目～92%后氰化浸出，在浸出过程液固比2：1，矿浆pH=10～11，选取煤油用量400g/t ，氰化钠用量400g/t ，浸出时间18h的优化条件下，金的浸出率可达91.2%。

Abstract： In this paper， a carbonaceous gold ore in Shangluo， Shanxi Province was studied. In this process， gold was extracted from carbonaceous gold ore by roasting-cyanide leaching. The effects of roasting temperature， roasting time， dosage of sodium cyanide and leaching time on the removal of carbon and sulfur and the leaching rate of gold was investigated respectively. The results shows that， under the roasting temperature of 700℃， after 2 hours' oxidation roasting of raw ore， the removal rate of carbon can achieve 89.47% and the removal efficiency of sulfur can be 87.83%. Under the same process condition， cyanide leaching process was carried out on the cooling calcine of 92% -0.074mm fineness. In the cyanide leaching process， the liquid to solid ratio was 2：1， the pH of slurry is 10～11， the kerosene dosage is 400g/t and the dosage of sodium cyanide is 400g/t. After 18 hours' leaching， the leaching rate of gold can reach 91.2%.

關键词： 碳质金矿；氧化焙烧预处理；氰化浸出；回收金

Key words： carbonaceous gold ore；pretreatment of oxidizing roast；cyanide leaching；gold recovery

中图分类号：TD953 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）16-0255-03

0 引言

由于中国黄金工业长期保持较高速度发展，可采用直接氰化提金的易选金矿石资源日渐枯竭，难处理金矿资源已不可避免地成为今后黄金工业的主要生产原料[1]。其中，随着碳质难处理金矿石在已探明黄金地质储量中所占比例的日益增长，碳质难处理金矿石的选别必将严重制约中国黄金工业的发展[2]。碳质金矿是指含有无定形碳、石墨、或高碳氢比有机物的一类金矿石，广泛分布于辽、湘、黔、桂、甘、皖川、等地区[1，3]。碳质金矿中的碳质物主要可分为三类，即固体（元素）碳、有机酸（如腐殖酸）和长键碳氢化合物。固体碳（特别是无定形碳）和有机酸（类似于腐殖酸）对氰化溶解金有强烈的吸附作用（即“劫金”现象），使得碳质金矿在直接氰化过程中，金的提取率明显降低，甚至为零。一般认为，原生金矿中有机碳化合物含量高于0.2%时，金的氰化提取将会受到严重干扰。此外，碳质金矿中的绿泥石、黄铜矿和层状硅酸盐（如叶腊石、伊利石、白云母等）也将对金的氰化浸取产生一定的“劫金”效应[4，5]。

1 试验

1.1 试验原理

本论文以陕西商洛地区某高碳质金矿石为研究对象，采用焙烧-氰化法对高碳质金矿石进行金的浸取。通过焙烧工艺除去矿石中的大部分碳质物，氧化矿石中的硫化物，尽可能地清除或屏蔽碳质物及硫化物在后续氰化浸金过程中的“劫金”效应，同时，将被硫化物包裹的微细粒金矿石释放，改善后续氰化环境[6]。由于焙烧过程可能还会残存一部分的碳质物，在氰化浸出前补加一定量的煤油，对残存的碳质物进行包裹，以阻止其对氰化浸出过程中已浸出金的吸附。氰化浸出过程中，添加CaO调整溶液pH=10～11，在氧存在的情况下，氰化物与金发生反应生成络合离子，从而将金浸取出来。反应方程式如下：

2Au+4CN-+H2O+O2=2Au（CN）2+2OH-[7]。

1.2 原矿性质

试验矿样来源于陕西某高碳质金矿石，化学多元素分析见表1。

由矿石多元素分析可知，该矿石中主要有价成分为金和银，含量分别为5.47g/t和12.77g/t。非金属脉石矿物主要是石英，含量为73.45%。全碳含量为7.34%，通过进一步分析，其中有机碳含量达47.26%。综上可知，该矿石属于难磨、难选的高碳质金矿石。

1.3 试验方法

试验流程如图1所示。①对原矿石进行破碎（<5mm）后，每次称取100g放入石墨坩埚中；②待电阻炉达到设定温度后将坩埚放入其中进行焙烧，当温度升至设定温度时开始计时；③焙烧时间到后取出室温冷却；④将干燥冷却后的焙砂磨细至-200目～92%；⑤配置氰化液，称取焙砂50g，然后按液固比2：1配置矿浆，向矿浆中添加煤油400g/t，进行搅拌进出；⑥洗涤，得到含金贵液和尾渣。

2 结果与讨论

本论文在对试验矿石性质进行分析的基础上，考察了焙烧工艺中焙烧温度、焙烧时间及氰化浸出工艺中氰化钠用量和浸出时间对试验结果的影响。

2.1 焙烧温度对试验结果的影响

焙烧工艺中，焙烧温度的设定对整个选别流程意义重大。温度过低，会导致焙烧反应难以发生，其中的碳质物难以清除，硫化物矿物难以被氧化，以至“劫金”效应无法被有效屏蔽。温度过高，不仅会造成电能的浪费，也将导致原矿性质发生改变，对后续氰化作业造成阻碍。为探究焙烧温度对试验结果的影响，本试验在选定焙烧温度X（X=450、550、650、700、750）℃，焙烧时间2.5h 的条件下对原矿石氧化焙烧，将焙砂冷却磨细至-200目～92%后氰化浸出，浸出过程液固比2：1，矿浆pH=10～11，选取煤油用量400g/t，氰化钠用量600g/t ，浸出时间12h，实验结果如图2。

由图2可知，在450～700℃区间范围内，随着焙烧温度的升高，金矿石中碳、硫的脱除率及金的浸出率急剧上升。主要是因为一定焙烧时间内，焙烧温度的升高会增强个各反应物的活性，有助于矿石中碳质物的灰化及硫化矿物的氧化，以减弱后续浸出过程中的“劫金”效应，同时温度的升高也有利于微细粒金的重新聚结。但当温度高于700℃之后，温度的升高对碳、硫的脱除基本无影响，但金的浸出率略有降低，可能是因为温度过高导致发生烧结，细粒金被重新包裹。综上，考虑适宜的焙烧温度为700h，此时，碳、硫的脱除率分别为90.2%和88.4%，后续氰化浸出过程金的浸出率为88.36%。

2.2 焙烧时间对试验结果的影响

焙烧除碳过程中，时间不足，会引起反應不完全，矿石中残留的碳质物及硫化物，依然会对后续氰化浸出作业造成一定的“劫金”效应。相反，焙烧时间过长，则会造成电能的巨大浪费。为探究焙烧时间对试验结果的影响，本试验在选定焙烧温度700℃，焙烧时间X（X=1、1.5、2、2.5、3）h 的条件下对原矿石氧化焙烧，将焙砂冷却磨细至-200目～92%后氰化浸出，浸出过程液固比2：1，矿浆pH=10～11，选取煤油用量400g/t ，氰化钠用量600 g/t ，浸出时间12h，实验结果如图 3。

由图3可知，在1～2h区间范围内，延长焙烧时间，碳、硫的脱除率得到大幅度上升，后续浸出过程“劫金”效应减弱，金的浸出率也相应从69%提升至88.23%，2h后，各指标基本维持不变。主要原因是焙烧时间较短时，矿石中的碳质物灰化不完全，硫化矿物也未能充分氧化，致使矿石中残留的碳质物及硫化物依然会在后续氰化浸金过程中对金进行“劫持”，致使金的浸出率减弱。当焙烧2h后，矿石中的碳质物及硫化物已基本反应完全，延长焙烧时间对碳、硫的脱除率及后续氰化浸出过程金的浸出率影响不大。综上，考虑适宜的焙烧时间为2h，此时，碳、硫的脱除率分别为89.47%和87.83%，后续氰化浸出过程金的浸出率为88.23%。

2.3 氰化钠用量对试验结果的影响

一般来讲，较高的氰化钠用量可以得到良好的氰化浸出效果，但一味地提高氰化钠用量，并不能对氰化浸金起到显著成效，且由于矿石中有害成分，尤其是硫化物的存在，提高氰化钠用量也会极大地增大药剂消耗量。为探究氰化钠用量对试验结果的影响，本试验在选定焙烧温度700℃，焙烧时间2h的条件下对原矿石氧化焙烧，将焙砂冷却磨细至-200目～92%后氰化浸出，浸出过程液固比2：1，矿浆pH=10～11，选取煤油用量400g/t ，氰化钠用量X（X=200、400、600、800、1000）g/t ，浸出时间12h，实验结果如图 4。

由图4可知，氰化钠用量从200g/t提至400g/t过程中，金的浸出率由83.22%提升至88.24%，提高了5.02%，但当氰化钠用量超过400g/t后，在400～1000g/t区间范围内，金的浸出率基本保持在88%上下波动，无明显变化。综上，考虑适宜的氰化钠用量为400g/t此时，金的浸出率为88.23%。

2.4 浸出时间对试验结果的影响

时间对物质反应达到相比的平衡至关重要，选取合适的浸出时间，不仅可以在保证浸出率的前提下节省时间，提高生产效率，也能有效避免浸出液中其他离子与CN-缓慢发生反应，使其钝化。为探究浸出时间对试验结果的影响，本试验在选定焙烧温度700℃，焙烧时间2h的条件下对原矿石氧化焙烧，将焙砂冷却磨细至-200目～92%后氰化浸出，浸出过程液固比2：1，矿浆pH=10～11，选取煤油用量400g/t，氰化钠用量400g/t，浸出时间X（X=6、9、12、18、24）h，实验结果如图5。

由图5可知，在6～18h区间范围内，金的浸出率从6h时的73.62%增长至18h时的91.2%，提高了17.58%，18h后趋于平缓。综上，考虑适宜的浸出时间为18h，此时，金的浸出率为91.2%。

3 结论

①在金的氰化浸出过程中，碳质物的存在对氰化溶解金有强烈的吸附作用，使得碳质金矿在直接氰化过程中，金的提取率明显降低，甚至为零。此外，碳质金矿中的硫化物也对金的氰化浸出有一定的“劫金”效应。

②对碳质金矿进行氧化焙烧的预处理，可有效将其碳质物灰化，并将矿石中的硫化矿物氧化，以减弱后续浸出过程中的“劫金”效应，同时也有利于微细粒金的重新聚结。

③氧化焙烧-氰化浸金过程中，焙烧温度、焙烧时间、氰化钠用量和浸出时间四个因素对最终金的浸出率有很大影响。在焙烧温度700℃，焙烧时间2h的条件下对原矿石氧化焙烧，矿石中碳的脱除率可达89.47%，硫的脱除率可达87.83%；上述条件下，将焙砂冷却磨细至-200目～92%后氰化浸出，在浸出过程液固比2：1，矿浆pH=10～11，选取煤油用量400g/t ，氰化钠用量400g/t ，浸出时间18h的优化条件下，金的浸出率可达91.2%。

参考文献：

[1]王志江，李丽，刘亚川.超细磨技术在难处理金矿中的应用[J].黄金，2014（6）：54-57.

[2]武良光，刘桂芳.我国难选金矿石的合理处理[J].中国科技纵横，2014（18）：168.

[3]张作金，王倩倩，代淑娟.碳质金矿预处理技术研究进展[J]. 矿产保护与利用，2017（5）：99-104.

[4]Ofori-Sarpong G， Tien M， Osseo-Asare K. Myco-hydrometallurgy： Coal model for potential reduction of preg-robbing capacity of carbonaceous gold ores using the fungus， Phanerochaete chrysosporium[J]. Hydrometallurgy. 2010，102（1-4）：66-72.

[5]许晓阳.碳质难处理金矿浸出工艺研究进展[J].黄金科学技术，2013，21（1）：82-88.

[6]许晓阳，熊明，蔡创开，郭金溢，丁文涛.某碳质金矿石加压预氧化—氰化工艺研究[J].黄金，2017（11）：50-53.

[7]印万忠.黄金选矿技术[M].化学工业出版社，2016.