高铁氰化渣湿法处理的研究进展及工艺开发

第32卷第5期2010年10月山东冶金ShandongMetallurgyVol.32No.5October2010摘要：综述了氰化渣处理的意义及处理工艺研究概况，现有的处理工艺不能有效地回收渣中的包裹金及铁等有价金属。针对高铁渣特点，开发了氰化渣处理新工艺，即氰化渣低温还原焙烧—磁选回收铁—氰化钠溶解回收金，废渣中主要物质是二氧化硅。该工艺能耗低、回收率高、废渣可利用。指出应进一步探讨二氧化硅对氰化钠浸出的影响、工艺简化及铁的形态等。关键词：氰化渣；湿法处理；金；铁；回收中图分类号：TF803.2文献标识码：A文章编号：1004-4620（2010）05-0003-031氰化渣处理的意义氰化渣是黄金生产过程中主要的固体废弃物，无论是常规氰化，还是焙烧氰化，都会产生大量尾渣，渣中含有大量的金、铁等有价金属，氰渣中金的品位高达7.13g/t，铁的含量达到37%。在矿产资源日渐减少的情况下，氰化尾渣的工业利用价值日渐明显。目前金厂没有合理有效的方法回收氰渣中的金和铁，只能低价卖给化工厂，使金和其他有价金属得不到合理的回收利用，造成资源的浪费。氰化尾渣中金的赋存状态主要以伴生金和包裹金为主［1］，铁的存在形式有赤铁矿、褐铁矿、磁铁菱铁矿、硅酸铁等。通过单纯的重选、浮选、扫选只能回收单体金，不能回收尾渣中的包裹金［2］。传统的黄金冶炼方法是经过磨矿、常规氰化浸出方法提取金［3-5］，但是该方法用于氰化尾渣时，尽管经过多次磨矿，金的回收率仍很低。目前，黄金生产企业处理低品位金矿石可经过焙烧、氰化方法首先回收其中的贵金属，可以回收部分金，但是大部分铁矿物在整个流程中一直循环，不仅增加了物料的处理量，而且也达不到预期的金属回收效果。因此有必要寻求有效合理的方法处理氰化渣。2氰化渣处理的研究概况根据金的赋存状态不同，目前低品位金矿中金的提炼方法也有所不同。选矿方法［6］，若复杂金矿中金单体解离度比较高，将矿经过细磨，采用强化分散矿泥，强化浮选等措施，但此方法对于连生金和包裹金效果甚微。对于难处理金矿石，还有报道其他的方法［7-9］，比如焙烧、生物氧化、加压氧化方法等。生物氧化利用嗜酸细菌和中温嗜热细菌等自养菌种，预先对包裹金的黄铁矿和毒砂等矿物进行处理，将其氧化为硫酸盐、硫磺及硫酸，从而使金裸露出来，再进行有效的氰化提金。该方法有其自身的局限性，细菌生长需要特定的条件，环境有变化，细菌的成长生存会受到限制。中国的金矿产资源多种多样，而细菌氧化炼金技术仅针对于某一特定种类矿有效，因此该方法很难得到推广。在焙烧氰化工艺中［10-11］，氰化浸金时对焙砂进行过细磨，焙砂的浸金率有所提高，这可以说明焙砂中有小颗粒的金被包裹，通过细磨可使其得到暴露。但在工业上超细磨矿也是不可取的，因为第一，超细磨矿要浪费大量能源，可能得不偿失；第二，颗粒太细会给后续操作带来很多麻烦。硫酸加压氧浸法采用湿法冶金的方法来分解黄铁矿、毒砂而使包裹金被解离，是目前用湿法冶金来分解黄铁矿、毒砂的方法中最成功的一种［12-13］。在高温、高压下使黄铁矿、毒砂分解，主要包括硫化物中的硫氧化为硫酸盐，砷经过亚砷酸盐氧化为砷酸盐。加压氧浸这一流程已于1985年应用于加利福尼亚Homestake公司的McLauglin金厂，矿浆先在3台高压釜中加压氧化处理。高压釜为直径4.2m、长16m的4隔室卧式釜，温度175℃，压力1500～2000kPa，金的设计回收率90%，高压釜的设计处理能力为2700t。该方法主要缺点：材质要求高、投资大、不易实施，银在氧化过程中生成了银黄钾铁钒，难以回收。有文献报道［14］，在渣中加入一定量的添加剂，在马弗炉中焙烧，并通入空气搅拌，冷却后转入浸出槽，加入氰化钠在搅拌条件下浸出36h，金的浸出率达到50%。该方法具有操作简单、投资小、见效快的优点，但是该方法处理氰化渣时，由于渣中金品位较低，含有较多的其他有价金属，尤其高铁渣，铁含量较高，并且参与整个流程的循环，增加了氰化高铁氰化渣湿法处理的研究进展及工艺开发*张亚莉，于先进，张丽鹏，李德刚（山东理工大学化工学院，山东淄博255081）山东冶金2010年10月第32卷过程中物料的循环量，使能耗增多，随固体量增多，在液固比一定的条件下，氰化钠的用量也增多，即焙砂处理量大，设备投资大，氰化钠耗量高等。在另一文献［15］中提到，在氰化浸出前增加水浸工序，将焙烧置于搅拌槽内，在水介质中冲入足量空气，进行搅拌氧化水浸，使FeS氧化成FeSO4，浸渣氰化浸出。这相当于在氰化浸出前增加除铁工序。笔者在研究过程中发现，氰化尾渣中的铁大部分以氧化物的形式存在，尤其是以赤铁矿的状态。即便是含有FeS，在渣焙烧过程中，渣中的FeS会发生如下反应：2FeS+3O3=2FeO+2SO2。（1）通过计算可得反应的吉布斯自由能变化见表1。