湯亦婧 孫春寶 趙志強(qiáng)

（1.礦冶科技集團(tuán)有限公司；2.礦物加工科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院）

黃金因其獨(dú)特的貨幣和材料屬性，一直是我國重要的戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備對(duì)象，但隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)利用，高品位金礦石資源日益減少，提高低品位金礦資源利用率正受到人們的重視［1］。

氰化浸出工藝是提取金礦石中金的主要方法［2-3］，其中堆浸工藝是處理低品位金礦石的主要方法［4-6］，目前正被世界各國廣泛采用。影響堆浸工藝中金浸出率的因素有氰化物濃度、溶解氧濃度、礦石粒度、礦漿pH值、布液強(qiáng)度、浸出周期等［7-8］。為考察影響金浸出率因素的主次順序及顯著性程度，在探索試驗(yàn)工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室柱浸試驗(yàn)，模擬堆浸過程，試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSSStatistics軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1 礦石性質(zhì)

某金礦石金品位0.65 g/t，屬于低品位金礦石，金為主要有價(jià)組分，金礦物主要為自然金，金屬礦物主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦及黃銅礦；非金屬礦物主要為石英、絹云母、長石、石榴子石等。金嵌布粒度較細(xì)，主要以顯微金的形式存在，金礦物以粒間金為主，次為包裹金，裂隙金少量。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，金化學(xué)物相分析結(jié)果見表2。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 過氧化鈣用量試驗(yàn)

金的氰化浸出是固體金顆粒與含氧的氰化物溶液間的多相反應(yīng)［9］，化學(xué)方程式為

金溶解反應(yīng)需要氧的參與，合理提高浸金體系的溶解氧濃度可提高金的溶解速率［10］。為提高氰化浸金體系的溶解氧濃度，會(huì)在浸出過程中使用一些氧化型助浸劑來供氧［11］。過氧化鈣因價(jià)廉、化學(xué)穩(wěn)定性好、易于儲(chǔ)運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于氰化浸金工藝，是一種常見的助浸劑，其作用原理是過氧化鈣水解生成過氧化氫，過氧化氫進(jìn)一步分解而緩慢釋放氧氣。

為研究過氧化鈣用量對(duì)金浸出率的影響，進(jìn)行了4組柱浸試驗(yàn)，過氧化鈣的用量分別為0，0.25，0.5，1 kg/t。稱取不同質(zhì)量的過氧化鈣與礦石充分混勻后裝柱進(jìn)行柱浸試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1并結(jié)合試驗(yàn)過程可以看出，當(dāng)過氧化鈣的用量較低時(shí)，金浸出率和浸金速率隨著過氧化鈣用量的增加而增加；當(dāng)過氧化鈣的用量達(dá)0.5 kg/t后，與不加助浸劑的空白組相比，浸出率可提高7.2個(gè)百分點(diǎn)；繼續(xù)增加過氧化鈣的用量，金浸出率提升效果不突出。因此，過氧化鈣的用量以0.5 kg/t為宜。

2.2 正交試驗(yàn)

金礦堆浸工藝中金浸出率的影響因素有布液強(qiáng)度、氰化鈉濃度、礦石粒度和過氧化鈣用量等，為研究堆浸金浸出率主要影響因素的顯著性程度及主次順序，并對(duì)各因素的交互作用進(jìn)行探究，以現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行了四因素二水平正交試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)選用L8（27）正交表，用A、B、C、D分別表示過氧化鈣用量、氰化鈉濃度、礦石粒度（P80）和布液強(qiáng)度，用數(shù)字1、2表示因素的水平，A×B表示兩因素的交互作用，正交試驗(yàn)因素與水平見表3，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與試驗(yàn)結(jié)果見表4。

（1）方差分析。利用SPSSStatistics軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，主體間效應(yīng)檢驗(yàn)采用一般線性模型進(jìn)行單因素方差分析［12］，置信區(qū)間為95%（顯著性＜0.05時(shí)具有相關(guān)性），方差分析結(jié)果見表5。

由表5可知，對(duì)金浸出率有影響的4個(gè)因素中，過氧化鈣用量A的顯著性為0.048，礦石粒度C的顯著性為0.037，2個(gè)因素都有顯著性意義（顯著性小于0.05），說明過氧化鈣用量和礦石粒度是影響金浸出率的顯著性因素。氰化鈉濃度B和布液強(qiáng)度D的顯著性大于0.05，說明氰化鈉濃度和布液強(qiáng)度對(duì)金浸出率無顯著影響?？紤]兩因素交互作用的組別中，顯著性都大于0.05，無顯著性意義，說明不具有交互作用。

（2）極差分析。正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果見表6。

由表6可知，RC＞RA＞RD＞RB，可得各因素對(duì)金浸出率的影響大小依次為礦石粒度、過氧化鈣用量、布液強(qiáng)度、氰化鈉濃度，其中RC、RA明顯大于RD、RB，可知4個(gè)因素中過氧化鈣用量和礦石粒度是主要因素，氰化鈉濃度和布液強(qiáng)度是次要因素。最優(yōu)水平組合為A2B2C1D1，即添加過氧化鈣0.5 kg/t、氰化鈉濃度0.06%、礦石粒度P80=6 mm、布液強(qiáng)度6 L/（m2h），此條件下的金浸出率達(dá)53.4%，高于所有試驗(yàn)組別的平均金浸出率（47.6%）。

3 結(jié)論

（1）某低品位金礦石金品位為0.65 g/t，金為主要有價(jià)成分，金礦物主要為自然金，嵌布粒度較細(xì)，以裸露金為主；金屬礦物主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦等；非金屬礦物主要為石英。

（2）在柱浸試驗(yàn)中添加氧化型助浸劑過氧化鈣可有效提高金浸出率，當(dāng)過氧化鈣用量為0.5 kg/t時(shí)可獲得48.1%的金浸出率。

（3）對(duì)金浸出率影響的主要因素過氧化鈣用量、氰化鈉濃度、礦石粒度、布液強(qiáng)度進(jìn)行了四因素二水平正交試驗(yàn)，得出顯著影響金浸出率的因素為礦石粒度和過氧化鈣用量，影響的主次順序?yàn)榈V石粒度、過氧化鈣用量、布液強(qiáng)度、氰化鈉濃度，最優(yōu)組合為過氧化鈣用量0.5 kg/t、氰化鈉濃度0.06%、礦石粒度P80=6 mm、布液強(qiáng)度6 L/（m2h），此條件下金浸出率達(dá)53.4%。