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近年来,随着易处理金矿资源的逐步消耗以及黄金价格的不断飙升,如何开发和利用难处理金矿资源成为了人们关注的焦点。我国金矿资源储量丰富,尤其以含砷含硫难处理金矿最为常见,且目前利用情况不容乐观,存在污染严重、成本高、金回收率低等问题,因此加强这类金矿的开发利用具有重大的现实和经济意义。
本研究以湖南某铅锌矿提供的含金砷硫精矿为原料,利用氧化焙烧脱除硫精矿中的硫、砷,打开硫化矿物对金的包裹,得到质量较好的氧化焙烧渣,针对其中金的回收,提出了两种不同的工艺:一种是通过NaOH溶液除去烧渣中一部分铅、锌、砷等对氰化浸出有害的元素,而后用氰化钠溶液浸出碱浸渣中的金;另一种是通过还原熔炼生铁,使金进入生铁而实现富集,然后采用电解分离金和铁。
本文主要对第一种工艺进行了比较全面的研究,对于第二种工艺只开展了炼铁部分的研究,并初步证实了炼铁富集金的可行性。首先对焙烧过程的空气流量进行了计算,考察了焙烧过程的温度、时间对焙烧后硫、砷的脱除率以及金的氰化浸出率的影响;其次探讨了NaOH预浸的温度、液固比、氢氧化钠浓度、时间对铅、锌、砷浸出率以及金氰化浸出率的影响;然后研究了氰化浸出温度、时间、液固比、矿浆pH、氰化钠用量等因素对金浸出率的影响,分析了双氧水氰化助浸的机理,探索了双氧水加入后对氰化浸出时间和氰化钠用量的影响;最后研究了球团C/O质量比与炉渣二元碱度、熔炼温度、熔炼时间对铁和金回收率的影响。
研究结果表明,在空气流量为1.32m3/h,温度为700℃,时间为2h的最佳焙烧条件下,硫的脱除率为99.47%,砷的脱除率为89.22%;在温度为80℃,液固比3∶1,氢氧化钠浓度2mol/L,浸出时间2h的最佳苛性碱预浸条件下,铅、锌、砷的浸出率分别为41.70%、50.73%和27.19%,经碱浸处理后,金的氰化浸出率从直接氰化浸出的57.68%提高至76.64%;在温度为15℃(室温),液固比为3∶1,矿浆pH≈10.5,NaCN加入量为3kg/t矿,浸出时间为24h的最佳氰化浸出条件下,金的浸出率为76.64%;在与直接氰化浸出试验条件相同的情况下,加入双氧水后浸出时间由常规浸出的24h缩短至6~8h,且金的浸出率提高了约5%,当达到同样的金浸出率时,氰化钠的用量由常规浸出的3kg/t减少至2.25kg/t;在球团C/O质量比为0.93,炉渣二元碱度为1.0,熔炼温度为1500℃、熔炼时间为90 min的最佳条件下,铁和金的回收率分别达到97.49%和99.1%,所得生铁中金含量为16g/t,是烧渣金含量的1.63倍,铁含量为97.27 wt.%,炭含量为1.38wt.%。