刘振楠

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

某地浮选难处理金矿提金工艺探索试验研究

刘振楠

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

以浮选难处理金矿产焙砂为原料，试验氰化工艺提金效率可达55%，硫脲法提金效率可达60.34%，均较低。而试验氯化工艺时，研究出当盐酸加入量1.3倍（焙砂Fe理论耗量倍数）、氯化钠加入量90 g／L、氯酸钠加入量为矿样量的10%，浸出时间6 h和浸出温度85℃时的浸金效率最佳可达87%。通过对氯化提金工艺进行简单热力学分析，得出增加盐酸和氯化钠的含量有利于氯酸钠浸金。

金矿；氯酸钠；氯化；浸金

自然界多数金呈单质自然金产出，少数呈碲金矿、碲金银矿、针碲金银矿、叶碲金矿等产出。在有色重金属矿床中，金矿物常与硫化物和碲、砷化矿物共生，具有综合回收的价值，通常在冶炼前需进行预处理［1］。工艺有浮选分离法、无污染焙烧技术、加压氧化分解法、化学氧化分解法以及微生物氧化分解法。现在国内工业生产中前两种方法应用较普遍，后面的几种方法国内的科研机构及厂家也有应用，但选择性较低。预处理后的金精矿提金工艺包括氰化提金、硫脲提金以及发展迅速的氯化法，氯化工艺流程运行稳定，易于操作及控制，对物料适应性强，适于大规模生产［2～7］。

本文所用原料是某地难处理复杂金矿经过浮选预处理富集产出的金精矿。文中对金精矿进行了一系列提金工艺探索试验研究及试验工艺的热力学机理分析。

1 原料性质

厂家提供的浮选精矿粒度－0.075 mm≥85%，矿样多元素分析结果列于表1，金精矿光谱半定量分析列于表2。

表1 试验用原料多元素分析 %

表2 精矿光谱半定量检测 %

由表1、表2可知，该矿中金嵌布于黄铁矿、毒砂之中，并与脉石等并存。经过浮选后，矿样中不仅金、硫、砷含量变高，还含有大量铁和杂质铅、锌、铜等金属元素，成分较复杂，对浸金影响较大。试验中采用多种工艺方法对该矿进行提金研究。

2 试验过程及结果

2.1 氰化工艺

根据原料的多元素分析结果可以看出，提金前必须脱砷、硫［7］。试验首先在马弗炉低温下脱除砷、硫至焙砂中砷、硫含量降至1.5%以下。经过一系列试验，探索出焙砂磨细至－0.037 mm≥80%、加入6 kg／t氰化钠、矿浆浓度51%、调节溶液pH值10～11、常温连续搅拌24 h的最佳试验条件下，证明氰化工艺提金效率为55%。

2.2 硫脲法工艺

硫脲SC（NH2）2是一种有还原性的易溶于水的有机配合剂，能与很多金属离子形成络合物。浸金时，硫脲在酸性或碱性溶液中与Au＋、Ag＋形成络合物，同时也快速发生还原分离反应。例如在酸性溶液中，Au＋与硫脲分子之间通过强协同配位键结合成稳定的络合离子Au［SC（NH2）2］＋2，其电化学反应如下［1］：

Au［SC（NH2）2］＋2／Au的E0＝0.36 V，比Au＋／Au的E0＝1.68 V低得多，故金在酸性硫脲溶液中易溶解，当以Fe3＋作氧化剂，金在硫脲中的溶解反应为：

反应的ΔrGm0＝－37.6 kJ／mol，可见该反应在热力学上易实现［9］。

碱性溶液中硫脲容易被氧化为二硫甲脒［（SCN2H3）2］，二硫甲脒进一步被氧化为硫化氢、氨基氰以及硫单质。而当有氧化剂（如氧、S2O2－8、K3Fe（CN）6）存在时，金易与硫脲形成配位阳离子而溶解于溶液中，其主要反应方程式为［8～10］：

由以上理论看出，硫脲提金时为保持溶金过程稳定，介质的选择很重要，根据文中原料的成分性质，经过氧化气氛焙烧后会有大量的Fe3＋，工业上酸性介质及氧化剂均易得，因此探索试验选择用硫酸调pH值。经过一系列探索试验验证得：焙砂脱砷、硫至其含量≤1.5%，并磨细至－0.037 mm≥80%，硫酸调pH值＝1，硫脲加入量3 kg／t焙砂，液固比3∶1，常温连续搅拌浸出时间12 h的最佳条件下，提金效率可达60.34%。

2.3 氯化浸金工艺

氯化浸金工艺具有投资省、生产周期短、生产过程中有价金属积压少、产品质量比较容易控制等特点，该工艺采用的氯化剂一般为工业液氯，金的浸出率可达90%以上。但是根据刘庆州［11～14］等提出，工业液氯在生产中存在很多问题：（1）氯气利用率低，生产周期延长，污染环境；（2）氯气的使用管理要求严格；（3）安全问题十分突出；（4）使用费用高。采用氯酸钠代替工业液氯，可以较好地解决上述问题，反应速度快，氯酸钠利用率高，改善劳动条件，也可以避免氯气泄露而造成的重大事故。探索试验中研究采用氯酸钠提金方法，对提金的关键因素：盐酸、氯化钠、氯酸钠加入量，以及浸出时间和浸出温度的试验条件分别进行了考察，总结出该金矿样采用氯酸钠浸金的最佳操作条件。

2.3.1 盐酸用量对金浸出率的影响

在固定浸出时间、温度、液固比、粒度、氯化钠加入量，固定氯酸钠添加时间及计量的条件下，进行浸出盐酸用量对比试验，其结果如图1所示（盐酸用量为焙砂Fe理论耗量倍数）。

从图1可以看出，盐酸用量对金浸出率影响较大，随着盐酸用量的增加，金浸出率提高，当盐酸用量到1.3倍时，浸出率趋于稳定。

2.3.2 氯化钠用量对金浸出率的影响

在固定浸出时间、液固比、矿样粒度、盐酸用量，固定氯酸钠的加入时间和计量条件下进行氯化钠用量对比试验，其结果如图2所示。

从图2可以看出，氯化钠加入量对提金效率的影响有峰值，达到峰值后影响变小。本矿样中NaCl最佳加入量是90 g／L。

图2 氯化钠加入量条件试验

2.3.3 氯酸钠加入量对金浸出率的影响

在固定浸出温度、时间、盐酸用量、氯化钠用量、粒度的试验条件下，考察氯酸钠的变化对提金试验效果的影响，其结果如图3所示。

图3 氯酸钠加入量条件试验

从图3的曲线可知，增加氯酸钠的加入量，对提金的影响是积极的。从试验和生产效果考虑选择氯酸钠加入量为矿样量的10%。

2.3.4 浸出时间对金浸出率的影响

在固定浸出温度、液固比、盐酸用量、粒度，固定氯酸钠加入条件下进行浸出时间对比试验，其结果如图4所示。

图4 浸出时间条件试验

图4的结果表明，当浸出时间够长时，时间的变化对提金效率的影响不大。本试验矿样选择浸出时间为6 h。

2.3.5 浸出温度对金浸出率的影响

在固定浸出时间、液固比、盐酸用量、粒度，固定氯酸钠加入量的条件下进行浸出温度对比试验，其结果如图5所示。

图5 浸出温度条件试验

图5的结果表明，当浸出温度升高时，提金效率有增加，但当温度升高至85℃后，效率变小；温度升高后氯酸钠分解速度加快，降低金的还原效果。本文试验中矿样选择最佳浸出温度为85℃。

由以上试验看出，该金矿样采用盐酸1.3倍（焙砂Fe理论耗量倍数），氯化钠加入量90 g／L，氯酸钠加入量为矿样量的10%，浸出时间6 h，浸出温度为85℃为最佳浸出条件。探索试验采用以上最佳条件进行验证试验，试验结果提金效率可达87%。

2.4 氯化浸金机理分析

焙砂中铁相主要以Fe2O3形态、硫主要以FeS形态存在。浸出时盐酸能与FeS反应：

氧化铁部分被盐酸浸出。金在氯水中反应迅速，浸出率高。金的氯化浸出可表示如下：

由Au－H2O体系以及Au－L－H2O系的E－pH图［1］可知，金在水溶液中的反应须有合适的氧化剂及络合离子。探索试验中采用氧化剂氯酸钠，络合剂盐酸和氯化钠。该体系的电极反应为：

其氧化电位为1.45 V。仅从标准电极电位的角度考虑，均小于金的氧化电位（Au＋／Au和Au3＋／Au的标准电极电位为1.68 V和1.50 V），浸金氧化剂不足以将金氧化为Au＋或Au3＋［13］。

在氯化浸金体系中，如式（8）和（9）［1］所示，Au＋或Au3＋与氯离子络合生成稳定的络合物AuCl－2或AuCl－4。这样，Au＋或Au3＋的活度将降低，金的氧化电位降低，从而达到氧化浸取金的目的。譬如：常温25℃时金的电位表达式（10）和（11）可知，通过降低Au＋或Au3＋的活度，金的氧化电位就能降低，可为金的氧化浸出创造条件。

同时，试验中氯酸钠作氧化剂参与的浸金化学反应为：

根据电动势和电池反应的吉布斯自由能变化ΔG298＝－（）nF及平衡常数＝16.935n（φ1θ－φ2θ）之间的关系，可求出该反应的为－266.3 kJ，为46.7。＜＜0，表明该反应自左向右自发进行＞＞1，说明该反应进行得非常完全。

3 结 语

1.由以上探索试验看出，该浮选金矿经过低温焙烧脱砷、硫后，氰化法提金效率为55%，硫脲法工艺提金效率不高，只有60%。

2.采用氯化提金法，金浸出效果主要与盐酸加入量、氯化钠加入量、氯酸钠加入量、浸出温度有关，控制适当浸出条件，金浸出率可以达到87%。

3.采用氯酸钠代替氯气氯化浸金，原理和工艺上可行，经济和生产上实用。

4.采用氯化法浸金是处理该类含砷、硫金矿焙烧后焙砂的有效方法。

5.氯酸钠氯化浸金可以减轻环境污染，改善劳动条件，减少工人劳动强度，不会出现因使用氯气而可能发生重大泄漏事故。

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Study on Test of Extracting Gold from the Refractory in Flotation

LIU Zhen-nan
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

This paper introduced the test of extracting gold from the refractory in flotation.Through the conditions of using conventional cyanide leaching and thiourea leaching technologies，the leaching rates of gold are 55%and 60.34%，respectively.The results show that the leaching rate can reach as high as 87%under the optimum conditions that the addition of NaClO3is 10%／samples，the addition of NaCl 90 kg／t，the addition of HCl 1.3 times（calcine iron theory of consumption），the leaching temperature 85℃and the leaching time 6.0 h.Through the simple analysis of thermodynamically of the gold chlorination leaching processes，it shows that increasing the content of HCl and NaCl is benefi cial for the leaching of gold in respect of thermodynamics also.

gold ore；sodium chlorate；chlorination；gold extraction

TF803.2＋1

：A

：1003－5540（2014）06－0040－04

2014－07－08

刘振楠（1982－），女，工程师，主要从事冶金工艺研究工作。