某低品位金矿石综合回收金的研究与实践

第６期　２０１０年１２月　矿产综合利用　Ｍｕｌｔｉｏｕｒａｏｓｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ＮＯ．６　Ｄｅｃ．２０１０　

某低品位金矿石综合回收金的研究与实践　

惠学德，吴振祥　

（中国黄金集团科技有限公司。北京１００１７６）　

摘要：针对某低品位金矿石的物质组成和矿石的结构、构造及金的赋存状态，决定用堆浸的方法来处理该低品　位矿石。通过柱浸进行了不同粒度的渗透性、ＣＮ。浓度及浸出时间对浸出率的影响等条件试验，确立了较佳堆浸　的工艺条件，并在此基础上成功地进行了大规模的堆浸，堆浸结果为该金矿带来了较好的经济效益和社会效益。　关键词：低品位金矿；堆浸；综合回收　中图分类号：ＴＦＩ１１．３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－６５３２（２０１０）０６－００１８一Ｄ４　

某金矿位于华北地区，采用炭浆工艺处理品位　

约２～１０・ｇ／ｔ的金矿石。同时每年约有２０万ｔ品位　

低于２ｇ／ｔ的低品位矿石，如果将这部分矿石运到　

２７ｋｍ以外的冶炼厂进行处理，在金价较低时，经济　

上是不合算的。所以这部分矿石主要在采场附近堆　

存。除当地农民手捡少量品位稍高的矿石淘金外，　

大部分金没有回收，造成资源浪费。受业主委托，我　

们对这部分矿石进行了回收试验研究。目的是为了　

寻求简单有效的回收该低品位金矿石中金的方法，　

为企业增加效益。　

１　矿石的性质　

１．１矿石的物质组成　矿样是由炭浆厂采自该矿露天采场剥离后的低　

品位矿石，属以褐铁矿为主的铁帽型金矿石，矿石的　

化学组成见表１，矿石中的金属矿物主要为褐铁矿，　

其次是少量的铁矾类氧化物，锰、钼、铅、锌，铜的氧　

化物，微量的黄铁矿，黄铜矿，方铅矿等，硫化物的总　

量不超过ｌ％，还有微量的自然金，自然银等。脉石　

矿物主要是石英，其次是少量的粘土类矿物，很少量　

的重晶石，磷酸盐类矿物极微。矿石中矿物的大致　

含量见表２。　

１．２矿石的结构构造及金的赋存状态　

１．２．１矿石的结构构造　

矿石的结构疏松易碎，以交代及交代残余结构　

为主，一些褐铁矿还保留有硫化物形态或者残留部　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｏｉｌ　Ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｆｏｒ　Ｌｅａｃｈｉｎｇ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　

Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ　Ｐｏｗｄｅｒ　ｂｙ　Ｓｕｌｐｕｒｉｃ　Ａｃｉｄ　

ＳＨＡ　Ｙｕｅ—ｐｉｎｇ　，ＤＡＩ　Ｘｉｎｇ—ｚｈｅｎｇ　，ＬＩ　Ｙｏｎｇ—ｘｉａｎｇ　，ＧＵＯ　Ｄａ—ｗｅｉ　，　

ＬＩＵ　Ｍａｏ—ｌｉ　，ＨＵＡＮＧ　Ｍｅｎｇ—ｙａｎｇ　，ＨＵＡＮＧ　Ｊｉａｎｇ　

（１．Ｙｕｎｔｏｎｇ　Ｚｉｎｃ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｙｕｎｎａｎ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｚｉｎｃ　ｏｘｉｄｅ　ｐｏｗｄｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｒｏｔａｒｙ　ｋｉｌｎ　ｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｚｉｎｃ　Ｓ　ａｃｉｄ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　

ｒｅｓｉｄｕｅ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｚｉｎｃ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　

ｕｓｉｎｇ　ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ａｓ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ａｇｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｚｉｎｃ　ａｓ　ｍｏｄｅ１．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ　ｋｉ—　

ｎｅｆｉｃ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｚｉｎｃ　ｏｘｉｄｅ　ｐｏｗｄｅｒ　ｂｙ　

ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｉｓ　ａ　ｃｈｅｍｉｃａＵｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｉｓ　６６．８３８ｋＪ／ｍｏｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　

ｉＳ　０．３３．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｚｉｎｃ　ｏｘｉｄｅ　ｐｏｗｄｅｒ；Ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ；Ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ　

收稿Ｅｔ期：２０１０－０７－２６　

作者简介：惠学德（１９６６一），男，高级工程师，注册监理工程师，硕士学位，目前从事生产技术管理工作。

　第６期　惠学德等：某低品位金矿石综合回收金的研究与实践　・１９・　

｝单位为ｇ／ｔ。　

表２矿石中矿物的含量　

金属矿物　脉石矿物　褐铁矿　６２％　石英　３０％　黄铁矿　黄铜矿　＜１％　粘土类　５％　方铅矿　其他金属氧化物　碳酸盐　矾类　１％～２％　重晶石　１％　自然金　微　锡石　自然银　微　合计　３６％　合计　６％　

分，多数褐铁矿是运移再沉淀胶结其他矿物而成。　

矿石的结构以蜂窝状构造为主，其次是块状构　

造，网脉状构造。　

１．２．２矿石中金的赋存状态及粒度　

自然金是矿石中最重要的金独立矿物，它在矿　

石中主要呈微细粒他形晶分布于褐铁矿中，其次是　

呈粒状，脉状沿褐铁矿的间隙或褐铁矿与脉石的间　

隙分布，很少量的呈他形粒状分部于脉石中，其中，　

分布于褐铁矿中的自然金占８８．９２％，脉石中的自　

然金占３．３７％，矿物间隙中的自然金占７．７ｌ％。　

该金矿中的金矿物为自然金，其粒度除个别较　

大外，绝大部分颗粒是细粒、微细粒的，一２０１．ｚｍ以　

下占金矿物的４６．３６％，一４３Ｉ，ｚｍ占６６％。　

从物相分析结果不难看出：该金矿矿石的金粒　

微细，矿石氧化程度较高，用重选法不太合适，堆浸　

比较适宜。　

２试验装置及工艺　

２．１试验装置　

整个试验是在　ＯＯ×３０００ｒａｍ的聚氯乙烯浸　

出柱中进行的，试验装置示意图见图１。　

２．２工艺过程　

将矿样装入浸出柱中，用一定浓度的氰化钠溶　

液从上部滴淋，在浸出柱的下部用一容器接人，收集　

到一定体积，一定时间后取样分析贵液中Ａｕ品位　图例　

１．氰化钠溶液加药槽　２．控制阀　３．氰化钠溶液加药软管　４．帆布　５．矿石　６．聚乙烯堆浸柱　７．卵石　８．篦子　９．贵液池　１Ｄ．贵液　

图１试验装置示意图　

和ＣＮ一离子浓度，以观察贵液中ＣＮ一离子浓度和　

Ａｕ的浸出率随时间的变化情况。浸出一定时间后　

终止滴定，水洗然后晾干，取尾矿缩分分析，计算出　

实际浸出率。　

３　试验结果　

３．１渗透性试验　

为了考查不同粒度的矿石是否适合于堆浸，首　

先进行了渗透性试验，即考查不同粒度矿石达到渗　

透平衡所需的时问，结果如表３所示。　

表３　不同粒度矿样的渗透性试验结果　

注：（１）渗透时间系指从开始滴淋到浸出平衡所需要的　时间；（２）收缩比系指矿石在加入水溶液后达到饱和状态时　的高度与原高度之比。　

从试验结果可以看出：该金矿的低品位矿石在　

一２０ｍｍ和一１０ｍｍ粒度下均能渗透，即在此粒度下　

均适于堆浸，只是细粒物料的渗透速度低于粗粒物　

料。　

此外，Ａｕ在氰化物中的溶解速度还与矿粒的大　

小有关，矿粒越小，其中Ａｕ暴露在矿粒表面的机会　

就越多，ＣＮ一离子就容易与Ａｕ作用而使其溶解；矿　

粒越大，ＣＮ一离子穿越矿粒表面而进入矿粒与Ａｕ　

接触的难度就大，这从尾矿筛析（表４）中可以看出，　

无论是一２０ｍｍ还是一１０ｍｍ原矿，其浸渣中细粒级　

中Ａｕ的含量总是低于粗粒级，这说明细粒级矿石　・２０・　矿产综合利用　２０１０矩　

中的Ａｕ更容易溶解。但是，物料越细，其中所含的　

细泥就越多，矿石的渗透性就差，溶解氧也大大减　

少，不利于氰化反应，同时，浸出后洗涤效果就差，造　

成浸出后的金又吸附于矿粒表面，因此，其整个浸出　

率并不高，如３　柱的总浸出率比１　柱低就有这方面　

的原因；另一方面，将原矿破碎的越细，消耗的其他　成本也就越大，经济上不合算。因此，从本次试验结　

果来看，对该金矿的低品位矿石的堆浸处理以破碎　

到一２０ｒａｍ比较合理。　

表４尾渣筛析结果　

粒度　原矿品位尾渣品位渣计浸出率总浸出率　／ｒａｍ　／ｇ・ｔ～　／ｇ・ｔ　／％　／％　

３．２浸出过程中ＣＮ一离子浓度的变化　

为了检测浸出过程中游离的ＣＮ一离子浓度随　

时间的变化情况，试验中用ＫＩ溶液作指示剂，用　

ＡｇＮＯ。作滴定剂对贵液中的ＣＮ一离子进行滴定分　

析，分析结果如图２所示。　

２　＼　蠼　

键　ｌ　Ｚ　Ｕ　

图２浸出时间与ＣＮ一离子浓度的变化关系　

从图中可以看出：ＣＮ一离子浓度均随时间的延　

长而降低，ｌ　柱的变化曲线较典型，２　柱和３　柱的折　

线点是表示在此时补加了ＮａＣＮ，如果不补加的话，　

其变化趋势将同１　柱一样；同时也可以看出，低初　始浓度的浸出柱其ＣＮ一离子浓度的变化率要比高　

浓度的变化率大。在浸出过程中，浸出剂中ＣＮ一离　

子浓度的降低是有几个方面原因：首先，矿石中Ａｕ　

的溶解要消耗游离的ＣＮ一离子，这部分ＣＮ一离子的　

消耗是有效的；其次，一部分ＣＮ一离子与ｃｕ，Ａｇ等　

金属形成络合物而损失，矿石中的杂质越多，越不利　

于金的溶解；除此而外，ＣＮ一离子形成ＨＣＮ而挥发　

也消耗一部分ＣＮ一离子，这部分消耗量将随溶液　

ｐＨ值的降低而增大，因此，维持堆浸过程中浸出液　

的ｐＨ值在１０以上是很必要的。　

３．３浸出时间对浸出率的影响　

为了考查浸出过程中金的浸出率随时间的变化　

情况，对贵液实施了分析，分析结果如图３所示。　

９０　８０　７０　薹６０　篓５０　４Ｏ　３０　２０　１０　

浸出时间／ｄ　

图３浸出时间与浸出率的变化关系　

从图３可看出：三条曲线的变化趋势是一致的，　

均随着浸出时间的延长浸出率逐渐增加，在开始几　

天内增加较快，随后趋于平缓，随着浸出时间的延　长，浸出率最终将不再增加；初始ＣＮ一离子浓度低　

时浸出率增加的幅度较低（２　柱），浸出率也较低，　

这一趋势也符合堆浸中的实际情况。　

在其他条件一致的情况下，浸出液的ＣＮ一离子　

浓度越大，Ａｕ的溶解速度就越快，反之就慢。根据　

当量定律，当ＣＮ一离子浓度大时其反应生成的Ａｕ　

（ＣＮ）２一络合物就多，Ａｕ的浸出率就高。　

在一般情况下，ＣＮ一与金发生化学反应，生成可　

溶性的Ａｕ（ＣＮ）２一的反应很快，而ＣＮ一向金粒表面　

扩散速度很慢，所以，扩散速度决定金的浸出速度。　

就是说，在其他条件一样的情况下，溶液中ＣＮ一浓　

度大，它向金表面扩散的速度就快。因此，初始　

ＣＮ一浓度大时，反应速度较快。　

３．４浸出过程中贵液浓度的变化　

为了考查浸出过程中贵液浓度的变化情况，对