汤亦婧 孙春宝 赵志强

（1.矿冶科技集团有限公司；2.矿物加工科学与技术国家重点实验室；3.北京科技大学土木与资源工程学院）

黄金因其独特的货币和材料属性，一直是我国重要的战略资源储备对象，但随着矿产资源的不断开发利用，高品位金矿石资源日益减少，提高低品位金矿资源利用率正受到人们的重视［1］。

氰化浸出工艺是提取金矿石中金的主要方法［2-3］，其中堆浸工艺是处理低品位金矿石的主要方法［4-6］，目前正被世界各国广泛采用。影响堆浸工艺中金浸出率的因素有氰化物浓度、溶解氧浓度、矿石粒度、矿浆pH值、布液强度、浸出周期等［7-8］。为考察影响金浸出率因素的主次顺序及显著性程度，在探索试验工艺参数的基础上，进行了基于正交试验设计的实验室柱浸试验，模拟堆浸过程，试验数据用SPSSStatistics软件进行统计学分析。

1 矿石性质

某金矿石金品位0.65 g/t，属于低品位金矿石，金为主要有价组分，金矿物主要为自然金，金属矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿及黄铜矿；非金属矿物主要为石英、绢云母、长石、石榴子石等。金嵌布粒度较细，主要以显微金的形式存在，金矿物以粒间金为主，次为包裹金，裂隙金少量。矿石主要化学成分分析结果见表1，金化学物相分析结果见表2。

2 试验结果与分析

2.1 过氧化钙用量试验

金的氰化浸出是固体金颗粒与含氧的氰化物溶液间的多相反应［9］，化学方程式为

金溶解反应需要氧的参与，合理提高浸金体系的溶解氧浓度可提高金的溶解速率［10］。为提高氰化浸金体系的溶解氧浓度，会在浸出过程中使用一些氧化型助浸剂来供氧［11］。过氧化钙因价廉、化学稳定性好、易于储运等优点而广泛应用于氰化浸金工艺，是一种常见的助浸剂，其作用原理是过氧化钙水解生成过氧化氢，过氧化氢进一步分解而缓慢释放氧气。

为研究过氧化钙用量对金浸出率的影响，进行了4组柱浸试验，过氧化钙的用量分别为0，0.25，0.5，1 kg/t。称取不同质量的过氧化钙与矿石充分混匀后装柱进行柱浸试验。试验结果见图1。

从图1并结合试验过程可以看出，当过氧化钙的用量较低时，金浸出率和浸金速率随着过氧化钙用量的增加而增加；当过氧化钙的用量达0.5 kg/t后，与不加助浸剂的空白组相比，浸出率可提高7.2个百分点；继续增加过氧化钙的用量，金浸出率提升效果不突出。因此，过氧化钙的用量以0.5 kg/t为宜。

2.2 正交试验

金矿堆浸工艺中金浸出率的影响因素有布液强度、氰化钠浓度、矿石粒度和过氧化钙用量等，为研究堆浸金浸出率主要影响因素的显著性程度及主次顺序，并对各因素的交互作用进行探究，以现场工艺参数为基础进行了四因素二水平正交试验。试验设计选用L8（27）正交表，用A、B、C、D分别表示过氧化钙用量、氰化钠浓度、矿石粒度（P80）和布液强度，用数字1、2表示因素的水平，A×B表示两因素的交互作用，正交试验因素与水平见表3，正交试验设计方案与试验结果见表4。

（1）方差分析。利用SPSSStatistics软件进行统计学分析，主体间效应检验采用一般线性模型进行单因素方差分析［12］，置信区间为95%（显著性＜0.05时具有相关性），方差分析结果见表5。

由表5可知，对金浸出率有影响的4个因素中，过氧化钙用量A的显著性为0.048，矿石粒度C的显著性为0.037，2个因素都有显著性意义（显著性小于0.05），说明过氧化钙用量和矿石粒度是影响金浸出率的显著性因素。氰化钠浓度B和布液强度D的显著性大于0.05，说明氰化钠浓度和布液强度对金浸出率无显著影响。考虑两因素交互作用的组别中，显著性都大于0.05，无显著性意义，说明不具有交互作用。

（2）极差分析。正交试验极差分析结果见表6。

由表6可知，RC＞RA＞RD＞RB，可得各因素对金浸出率的影响大小依次为矿石粒度、过氧化钙用量、布液强度、氰化钠浓度，其中RC、RA明显大于RD、RB，可知4个因素中过氧化钙用量和矿石粒度是主要因素，氰化钠浓度和布液强度是次要因素。最优水平组合为A2B2C1D1，即添加过氧化钙0.5 kg/t、氰化钠浓度0.06%、矿石粒度P80=6 mm、布液强度6 L/（m2h），此条件下的金浸出率达53.4%，高于所有试验组别的平均金浸出率（47.6%）。

3 结论

（1）某低品位金矿石金品位为0.65 g/t，金为主要有价成分，金矿物主要为自然金，嵌布粒度较细，以裸露金为主；金属矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿等；非金属矿物主要为石英。

（2）在柱浸试验中添加氧化型助浸剂过氧化钙可有效提高金浸出率，当过氧化钙用量为0.5 kg/t时可获得48.1%的金浸出率。

（3）对金浸出率影响的主要因素过氧化钙用量、氰化钠浓度、矿石粒度、布液强度进行了四因素二水平正交试验，得出显著影响金浸出率的因素为矿石粒度和过氧化钙用量，影响的主次顺序为矿石粒度、过氧化钙用量、布液强度、氰化钠浓度，最优组合为过氧化钙用量0.5 kg/t、氰化钠浓度0.06%、矿石粒度P80=6 mm、布液强度6 L/（m2h），此条件下金浸出率达53.4%。