CN105567992B - 一种降低难处理金矿热压氧化酸中和成本的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低难处理金矿热压氧化工艺中酸中和成本的方法，具体是通过在浮选工艺中同时富集载金硫化矿物和碳酸盐矿物，控制浮选产品酸碱矿物平衡，将热压氧化前的酸化调节与过剩酸中和工艺流程合并，达到提高金回收率、缩减工艺流程、降低基建投资和运营成本，实现了Fe、As等有害元素的无害化处理，是清洁高效的绿色选冶工艺；该工艺针对我国金矿资源具有以中低品位和中小型矿床为主、分布相对集中以及难处理金矿占比大的特点，适宜采用集中多个矿床浮选金矿的配矿机制进行热压氧化预处理的高效清洁生产工艺；该工艺可显著改善难处理金矿总体回收率低的现状，降低现有焙烧氧化和生物氧化中环保成本，提高资源综合利用率。
Description
技术领域
本发明属于清洁湿法冶金技术领域，具体涉及酸性热压氧化工艺的酸中和方法，特别是一种降低难处理金矿热压氧化酸中和成本的方法。
背景技术
随着金矿开采的不断进行，易处理的金矿资源日益枯竭，难处理金矿成为今后黄金工业的主要资源。据中国黄金协会统计公布，中国难处理金矿资源（主要为微细粒浸染型金矿）金属总量为1500t--2000t，占地质储量的30%以上；且随着深部资源的不断探明，其所占比例呈扩大趋势。目前，针对难处理金矿主要有焙烧氧化、生物氧化和热压氧化三种预处理工艺；前两种工艺应用较为成熟，后一种工艺仅在锌和镍冶炼行业应用，黄金行业尚无应用实例。
热压氧化工艺主要是利用空气或富氧在高压釜中进行高温氧化过程，通过加温、充氧的手段破坏硫化矿物及部分脉石矿物的晶体，使被其包裹的金暴露出来，以便后续氰化浸出回收金。由于该工艺既可处理原矿，也可处理精矿；且具有金回收率高、适应性强、无有害“三废”排放等显著特点，在西方国家被认为是最有效的难处理金矿预处理工艺，我国部分科研院所和企业也跟进研发该项技术。
由于我国金矿资源具有以中低品位和中小型矿床为主、分布相对集中以及难处理金矿占比大等特点；在我国发展直接处理难处理金矿原矿的热压氧化预处理工艺，则存在运营成本高和投资回收难的问题。但是，鉴于我国金矿资源相对集中，且集中区内的矿石性质相近的特点，适宜采用先就地浮选获得金精矿产品，再集中采用配矿机制进行热压氧化预处理的发展思路。从国外难处理金精矿热压氧化的生产实例可知，在生产工艺中大量过剩的酸均采用碳酸钙/石灰中和处理，用量大、成本高；若找到可减少富余酸的低成本中和方法，则可进一步提高经济效益，也便于热压氧化这一清洁生产工艺在我国发展应用。
例如，中国专利文献，公开号为CN103194613A，公开日为2013年07月10日，发明名称为“从含砷、含炭高碱性脉石中提取金的方法”的发明专利，提到将浮选后的高碱性脉石尾矿用以中和生物氧化或热压氧化产出的高酸、高Fe、含As氧化废液，中和渣堆尾矿库，中和液返回循环使用的方法。该中和方法适合单一大型、超大型金矿床的热压氧化生产工艺，存在浮选尾矿中和量大、中和工序成本高的问题；若依据我国金矿资源特点，采用集中多个矿床浮选金矿的配矿机制进行热压氧化预处理，则同样存在大量酸过剩的问题。
针对我国金矿资源相对集中且金矿资源集中区内的矿石性质相近的特点，适宜采用集中多个矿床浮选金矿的配矿机制进行热压氧化预处理，有必要提出新的解决酸过剩的低成本中和方法。
发明内容
本发明针对我国金矿资源相对集中且金矿资源集中区内的矿石性质相近的特点，适宜采用集中多个矿床浮选金矿的配矿机制进行热压氧化预处理的清洁生产工艺，提供了一种降低难处理金矿热压氧化工艺的酸中和成本方法，该方法是通过在浮选工艺中同时富集载金硫化矿物和碳酸盐矿物，控制浮选产品酸碱矿物平衡，将热压氧化前的酸化调节与过剩酸中和工艺流程合并，达到提高金回收率、缩减工艺流程、降低中和成本的效果。
本发明的技术方案如下：
一种降低难处理金矿热压氧化工艺的酸中和成本方法，包括如下步骤：
A、含金原矿石被破碎、磨矿至适宜粒度后在浮选槽中进行载金硫化矿物（黄铁矿、砷黄铁矿和褐铁矿等）和碳酸盐矿物（方解石、白云石等）的同步浮选富集，获得浮选金精矿产品；
B、将浮选金精矿运输至热压氧化厂进行再磨矿，再磨矿后的浮选金精矿在酸化中和调节槽中与热压氧化后的返液混合调浆，调浆后得到的矿浆经蒸汽加热装置和高压隔膜泵进入热压氧化反应釜反应；
C、反应完成后的矿浆经闪蒸塔进行回收蒸汽热量，蒸汽热量返回步骤B供蒸汽加热装置使用，冷却后的矿浆进入分流槽；
D、分流槽中的部分矿浆返回步骤B进行酸化中和调浆，剩余部分矿浆进入浓密机，浓密机的溢流返回步骤B，底流进入后续炭浆提金工序。
所述步骤A中，含金原矿石被破碎、磨矿的细度根据矿石性质由选矿试验确定，一般至少80%小于74微米。
所述步骤A中，获得的浮选金精矿产品，主要包含载金硫化矿物和碳酸盐矿物，所述浮选金精矿产品中硫化物的硫（S2-）含量范围为4-20%，硫化物的硫（S2-）和总碳酸根（CO3 2-）的质量比例控制在0.5-1.0之间。
所述步骤B中，将浮选金精矿产品进行再磨矿达到至少80%颗粒有效直径小于25微米。
所述步骤B中，酸化中和调节槽中的矿浆浓度为40-60%，中和后酸度控制为氢离子[H+]浓度为0.001-0.1mol/L。
所述步骤D中，分流槽中的矿浆返回量根据浮选金精矿产品中的硫含量计算控制，进入反应釜中的矿浆硫化物中硫（S2-）含量为4-8%。
本发明的特点及效果包括：
（1）在浮选富集过程中，同时富集载金硫化矿物和碳酸盐矿物，该同步浮选方法可回收碳酸盐中包裹的金，显著提高金的回收率。
（2）利用含金矿石中普遍存在的碳酸盐矿物实现了热压氧化过程中富余酸的低成本中和，可直接降低热压氧化生产运营成本20%以上。
（3）将热压氧化前的酸化调节与过剩酸中和工艺流程合并，缩减了对热压氧化后矿浆溢流水中的酸中和工序，缩短了工艺流程，进一步降低了基建投资和运营成本。
（4）热压氧化后矿浆中的Fe、As有害元素经酸化中和调浆后返回热压氧化反应釜高温处理，生成稳定的臭葱石和硫酸钙，实现了有害元素无害化处理，是清洁高效的绿色选冶工艺。
附图说明
图 1 为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所涉及的降低难处理金矿热压氧化工艺中酸中和成本的工艺原则流程。以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
（1）试验处理对象为四川某矿山金矿。
该矿为石英脉型含硫化物金矿，金属矿物以黄铁矿、毒砂、赤铁矿（含磁铁矿）为主，脉石矿物以石英、辉石、白云石及绿泥石等为主。矿石中没有独立金矿物，没有吸附金；金主要以次显微金-超次显微金的形式赋存于毒砂和黄铁矿中。该矿石的化学多项分析详见表1，金物相分析结果详见表2。
表1 化学多项分析结果
表2 金物相分析结果
（2）探索试验表明该矿适宜采用浮选工艺富集回收金。如图1所示，将矿石破碎磨矿至矿样粒度90%小于74微米，通过同步浮选获得载金硫化矿物和碳酸盐矿物的混合金精矿。相比传统单富集载金硫化矿物的工艺，该方式可将金的回收率从86%提升到94%，金精矿产率从4.8%增加至6.5%（详见表3）。同步浮选所用浮选药剂为：硫酸铜200 g/t；硫化钠1000g/t；碳酸钠500 g/t；水玻璃1500 g/t；丁基黄药、Y-89黄药和大豆脂肪酸皂复配（2/1/1)500 g/t；二号油20 g/t。
表3 两种浮选试验结果对比
（3）浮选金精矿在热压氧化车间进行再磨至矿样粒度80%小于25微米，再磨后的金精矿在酸化中和调节槽中与热压氧化后的返液混合。一方面调节了热压氧化入料的酸度（一般入料矿浆pH值1-3），另一方面中和了返回液中过量的酸。
（4）中和后的矿浆经蒸汽加热后泵如热压氧化反应釜，在温度195℃、氧分压0.7Mpa、矿浆浓度50%的条件下反应2小时后减压溢流排放至闪蒸塔进行降温和蒸汽热量回收。
（5）闪蒸塔中矿浆经进一步降温降压后在分流槽中分流，70%的矿浆返回酸化中和调节槽；30%的矿浆进入固液分离流程，分离后的液体返回酸化中和调节槽，固体进入炭浆提金流程。采用同步浮选工艺后，每吨浮选金精矿经热压氧化后可节省168kg石灰或300kg碳酸钙，显著降低试剂费用和中和成本。
（6）矿浆经中和调浆、氰化浸出、炭浆提金后，矿浆浓缩后进入尾矿库，液体部分返回氰化浸出，固体矿渣经次氯酸钙处理后排放至尾矿库；载金炭进行洗涤、解吸、再生，活性炭返回炭浆提金，解吸液经电积熔炼后获得金锭。整个炭浆提金工艺金的综合回收率>90%。
Claims (2)
1.一种降低难处理金矿热压氧化工艺的酸中和成本方法，其特征在于包括如下步骤：
A、含金原矿石被破碎、磨矿后在浮选槽中进行载金硫化矿物和碳酸盐矿物的同步浮选富集，获得浮选金精矿产品；所述含金原矿石被破碎、磨矿后，至少80%的含金原矿石的细度小于74微米；所获得的浮选金精矿产品主要包含载金硫化矿物和碳酸盐矿物，所述浮选金精矿产品中硫化物的硫S2-含量范围为4-20%，硫化物的硫S2-和总碳酸根CO3 2-的质量比例控制在0.5-1.0之间；
所用浮选药剂为：硫酸铜200 g/t；硫化钠1000 g/t；碳酸钠500 g/t；水玻璃1500 g/t；丁基黄药、Y-89黄药和大豆脂肪酸皂复配按2：1：1，500 g/t；二号油20 g/t；
所述载金硫化矿物包括黄铁矿、砷黄铁矿和褐铁矿；所述碳酸盐矿物包括方解石、白云石；
B、将浮选金精矿进行再磨矿，使得至少80%的浮选金精矿产品颗粒的有效直径小于25微米，再磨矿后的浮选金精矿在酸化中和调节槽中与热压氧化后的返液混合调浆，调浆后得到的矿浆经蒸汽加热装置和高压隔膜泵进入热压氧化反应釜反应；所述酸化中和调节槽中的矿浆浓度为40-60%，中和后酸度控制为氢离子[H+]浓度为0.001-0.1mol/L；
C、反应完成后的矿浆经闪蒸塔进行回收蒸汽热量，蒸汽热量返回步骤B供蒸汽加热装置使用，冷却后的矿浆进入分流槽；
D、分流槽中的部分矿浆返回步骤B进行酸化中和调浆，剩余部分矿浆进入浓密机，浓密机的溢流返回步骤B，底流进入后续炭浆提金工序。
2.根据权利要求1所述的降低难处理金矿热压氧化工艺的酸中和成本方法，其特征在于：所述步骤D中，分流槽中的矿浆返回量根据浮选金精矿产品中的硫含量计算控制，进入反应釜中的矿浆硫化物中的硫S2-含量为4-8%。
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