靳冉公 王 云 李 云 常耀超 孫留根 黃海輝

(1.礦冶科技集團有限公司，北京 100160；2.浙江華友鈷業(yè)股份有限公司，浙江 衢州 314500)

近年來，國內(nèi)外對于在我國甘肅天水、甘南以及俄羅斯等地發(fā)現(xiàn)的含銻4%～6%、金40～80 g/t的典型難冶煉含銻金礦進行了一系列的針對性研究。其中礦冶科技集團有限公司(以下簡稱“礦冶集團”)提出的采用堿性硫化物浸出脫銻、氰化綜合回收工藝處理含銻難處理金礦，對礦物中的金、銻進行分步回收，避免了銻進入氰化系統(tǒng)以后消耗氰化物，以及形成包裹膜影響氰化浸出率的問題，取得了較好的經(jīng)濟效益[1-6]。然而，在工業(yè)實踐中發(fā)現(xiàn)，由于堿性硫化物的固有浸金特性，不可避免地會導(dǎo)致部分金在脫銻過程中進入銻浸出液，造成分散損失。為進一步提高金銻分離效率，達到降耗增效目的[7]，本文根據(jù)堿性多硫化物在氧化條件下的不穩(wěn)定性特點以及金、銻在堿性硫化鈉體系中反應(yīng)級數(shù)差等理論[1-2，8-9]，研究了空氣氧化、兩段浸出對堿性硫化體系浸銻過程抑制金浸出的效果，可為完善堿性硫化物浸出含銻金精礦工藝提供參考。

1 試驗

1.1 原料

試驗原料為甘肅省某地浮選后的含銻金精礦，其主要成分見表1。

表1 含銻金精礦主要化學(xué)成分Table 1 Chemical composition of antimony-containing fine gold ore /%

1.2 試驗原理

1.2.1 空氣氧化法抑金原理

若僅在空氣中攪拌，自然氧化進程緩慢，金的浸出率下降不明顯，所以本研究采用在礦漿攪拌過程中使用氣泵通入空氣的方法來對氧化進程進行加速，達到迅速降低Au浸出率的目的。

1.2.2 兩段浸出抑金原理

在礦物表面上發(fā)生浸出反應(yīng)，根據(jù)溶劑質(zhì)量作用定律[10]，其速度見式(1)。

(1)

式中，VR—單位時間內(nèi)由于溶劑在礦物表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的濃度降低，即化學(xué)反應(yīng)速度；kR—反應(yīng)階段速率常數(shù)；n—反應(yīng)級數(shù)。

對堿性硫化鈉體系浸出Au動力學(xué)考察發(fā)現(xiàn)，硫化鈉濃度在20～80 g/L內(nèi)的金浸出反應(yīng)級數(shù)為3.067[1]，而堿性硫化鈉浸出銻反應(yīng)級數(shù)為1[10]，表明在硫化鈉添加量不足時，其濃度對金浸出率影響要大于其對銻浸出率的影響。利用S2-不足時，銻和金的浸出率反應(yīng)級數(shù)差，采用兩步浸出對銻和金浸出率差進行放大來處理含銻精金礦的方法稱為兩段浸出法。該方法在保證銻脫除率的同時可降低金的浸出率，浸出流程見圖1。

圖1 二段浸出流程Fig.1 Flowchart of two-stage leaching

1.3 試驗方法

1.3.1 浸出試驗

浸取溶液均使用分析純化學(xué)試劑及去離子水配制。試驗在電子控溫磁力攪拌玻璃容器中進行。試驗中加入藥劑和礦樣后，加入去離子水加熱到預(yù)定溫度進行浸出，浸出完畢使用布氏漏斗抽濾，并對濾渣進行漿化洗滌，洗滌后再次使用布氏漏斗進行抽濾，濾渣烘干后進行分析，濾液立即裝入密封塑料瓶送分析。

1.3.2 空氣氧化浸出試驗

浸取溶液均為分析純化學(xué)試劑及去離子水配制。試驗在機械攪拌玻璃容器中進行。空氣由氣泵打入，輸氣管貼燒杯壁布置，在出口處設(shè)置篩網(wǎng)將氣流打散以增加氣體在礦漿中的吸收效率。其余同浸出試驗。隔一定時間用蠕動泵抽取一定量的礦漿，用布氏漏斗過濾后進行漿化洗滌，洗滌后再次過濾。濾渣烘干后送樣分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 空氣氧化浸出試驗

試驗條件：硫化鈉80 g/L、氫氧化鈉20 g/L、常溫。為加強氧化效果采用空氣泵對礦漿進行空氣注入，液體通氣率4.5 L/(L溶液·min)。

圖2為通入空氣后，浸出礦漿氧化還原電位與浸出時間的關(guān)系曲線。從圖2可以看出，隨著反應(yīng)時間的延長，礦漿的氧化還原電位先降低后上升。這是因為在反應(yīng)的初期階段，含銻精金礦中添加的硫化鈉以及氫氧化鈉開始溶解，由于硫化鈉溶液本身具有較強的還原性，礦漿電位在開始階段急速下降，電位下降至-826 mV時變化放緩，在此階段溶解后的硫化鈉與礦漿充分接觸，礦物中的銻浸出消耗不斷釋放出的S2-，礦漿中還原性物質(zhì)的消耗與釋放達到動態(tài)平衡，電位變化形成 “平臺期”，之后，礦漿中還原性物質(zhì)釋放完畢，隨著反應(yīng)的繼續(xù)進行，空氣中的氧氣對礦漿體系的氧化作用占主導(dǎo)作用，電位持續(xù)上升。

圖2 通入空氣后礦漿氧化還原電位—浸出時間關(guān)系曲線Fig.2 Relationship curve of oxidation reduction potential and leaching time after air injection

圖3 通入空氣后多硫化物濃度—反應(yīng)時間關(guān)系曲線Fig.3 Relationship curve of polysulfide concentration and reaction time after air injection

圖4 通入空氣時反應(yīng)時間對金和銻浸出率的影響Fig.4 Effect of reaction time on leaching rate of gold and antimony with air

空氣氧化法實質(zhì)上是通過不斷向礦漿通入氧氣，氧化消耗礦漿中的硫，雖然可以有效降低堿性硫化鈉脫銻過程中的金損失，但是銻浸出率也受到影響。

2.2 兩段浸出法

要保證兩段浸出法銻的總脫除率，第一段浸出流程銻脫除率應(yīng)保持在70%左右。以下考察了在更低范圍內(nèi)Na2S濃度對浸出過程的影響。圖5為一段浸出時，硫化鈉添加量(單位體積溶液中加入的質(zhì)量)對金、銻浸出率的影響。從圖5可以看出，隨著硫化鈉添加量的減小，銻及金的浸出率均出現(xiàn)不同程度的下降。Na2S添加量由80 g/L降至40 g/L時，銻浸出率由92%降至63%，同時金浸出率由10%降至3%左右。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溶液中添加的總硫降低時，金浸出率下降梯度明顯大于銻下降梯度。Na2S添加量為80 g/L時所得銻的浸出率為92.3%，金的為8.2%，而Na2S添加量降為40 g/L時所得銻的浸出率為69.45%，金的為3%。

圖5 硫化鈉添加量對金和銻浸出率的影響(一段浸出)Fig.5 Effects of sodium sulfide dosage on leaching rate of gold and antimony(Primary leaching)

圖6 硫化鈉添加量對金和銻浸出率的影響(二段浸出)Fig.6 Effects of sodium sulfide dosage on leaching rate of gold and antimony(The second stage leaching)

2.3 浸出方法所得浸出指標(biāo)比較

作為重要的預(yù)處理步驟，堿性硫化鈉浸出步驟既回收了含銻金精礦中的銻，又為后續(xù)焙燒—氰化浸出步驟做好了鋪墊。徹底脫銻有助于提升銻的回收率及后續(xù)的金浸出率，但是過高的硫化鈉濃度也會導(dǎo)致金損失率的增加。從生產(chǎn)的經(jīng)濟性角度來考慮，必須在其中有所取舍。各種浸出方法所得主要技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 不同浸出方法主要指標(biāo)Table 2 The main indicators of different leaching methods

由表2可知，各種浸出方法相比較，空氣氧化法的金損失率較小，但是空氣氧化法在抑制金浸出的同時也抑制了銻的浸出，渣中銻含量仍有2.89%，無法滿足后續(xù)焙燒-氰化流程需要。兩段浸出與一段直接浸出相比，金的損失率由10.2%降低至4.2%，金的損失率降低6個百分點，銻浸出率由92.7%下降至89%，而且硫化鈉用量降低至50 g/L，在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行改造即可實現(xiàn)。兩段浸出雖未能徹底避免金的損失，但也能取得一定效益的提升，具有一定程度上的應(yīng)用價值。

3 結(jié)論

1)甘肅某含銻難處理金精礦含銻6.72%、金67 g/t，采取兩段浸出法進行浸出，在硫化鈉用量40 g /L、氫氧化鈉用量10 g/L條件下，銻浸出率為89%，金損失率為浸出4.2%，相比直接一段浸出法金損失率降低了6個百分點，銻脫除率降低了3.7個百分點，可在保證脫銻率的同時達到抑制金浸出的目的。