我国有许多矿山的尾矿库堆存或继续排放着金矿石的化尾渣，原矿石中的硫化物等包裹金而使某些尾渣的金档次较高。这类尾矿如先选用浮选工艺选别硫化物对金进行预先富集，能以极低的采磨选本钱取得金精矿，再对精矿进行预处理，可有用收回其间的金。本文选用常温常压强化碱浸预氧化工艺[1-3]处理某金矿石化尾渣浮选精矿。
一、实验
（一）实验材料
实验物料为某金矿石化尾渣的浮选精矿，含金档次为29.78g/t，含银15.07g/t，含砷0.64%，含硫19.90%，含铁18.20%、SiO2 45.74%、Al2O3 8.78%。物猜中的金为显微不行见包裹金，并以黄铁矿包裹为主。选用超细磨－化办法处理，在<37μm占99.5%的磨矿细度下化24h，金的浸出率仅有3.95%，难于浸出。所用试剂首要有：NaOH（IR），NaCN（AR），CaO（IR），活性炭（IR）。
（二）实验流程与设备
工艺进程：化尾渣浮选难浸金精矿先经塔式磨浸机超细磨，然后进入强化碱浸拌和槽进行碱性常温常压强化预氧化，预氧化矿浆加CaO乳调浆并过滤，滤液回来碱浸预氧化，滤渣参加新水调浆进入化和炭吸附作业。实验所用的仪器设备首要有：螺旋拌和式塔式磨浸机，强化拌和预氧化槽，温度计，pH计，空压机，流量计，化和炭吸附槽等。
（三）实验条件
磨矿条件：金精矿2kg、水2L、<37μm含量9915%、环境温度30℃、环境压力011MPa、矿浆浓度50%。
强化碱浸预氧化条件（预氧化进程没有预热和保温办法，NaOH为接连参加，保持矿浆pH=11～12）：调浆补水2L、矿浆浓度33%、温度30℃、压力011MPa、空气通入量013m3/h、2号引发剂110kg/t、矿浆初温30℃。
化和炭吸附条件：调浆CaO80kg/t、矿浆浓度37%～40%、pH～11、温度30℃、时刻24h。
二、成果和评论
（一）细磨活化
毒砂氧化尽管具有很大的热力学趋势，但其天然暴露在水和空气中的氧化反响半反响期达70年，天然氧化动力学十分缓慢。在相同条件下，毒砂的氧化分化速度约比黄铁矿高4.5倍。但经过细磨活化后，矿藏的热稳定性（熔点、分化温度、反响温度等）下降，耐酸耐碱程度削弱，溶解性、活性、反响速度等进步，使一些高温高压下才干进行的浸出反响能够在常温常压下发作。
塔式磨浸机首要运用研磨效果进行磨矿，细磨才能强且效率高。这类磨机具有一个重要特色，就是在对物料进行细磨的一起也具有很强的机械活化效果，能够一起强化并加快化学浸出进程。因而，它在作为一个高效细磨设备的一起也是一个活化器，且还能够成为一个预浸出器或预氧化器。
跟着细磨的进行，物料被磨细，增加了物料的比表面积和反响”活区”的数目。在必定的磨矿条件下，活化程度与磨矿细度有必定的对应联系。关于实验所用的金精粉，99.5%<37μm的磨矿细度能够满意随后进行的强化碱浸的要求。这一磨矿细度，运用工业化的TW型超细磨塔式磨浸机能够经济完成。
（二）强化碱浸预氧化
难浸金精粉经塔式磨浸机细磨活化后，进入强化碱浸槽中进行预氧化。因为强化的传质条件使新鲜、解离的FeS和FeAsS颗粒表面被强制与NaOH和O2触摸；高剪切速度除掉颗粒表面的掩盖物和锈斑，使钝化效果或钝化膜来不及构成；激烈的传质条件打破或减薄了分散界面层，强化分散；以及碱浸反响放热等要素，加快了砷硫矿藏的氧化速度，并发作如下转化：
3AeAsS＋9NaOH＋4O2＝Na3AsS3＋2Na3AsO4＋3Fe（OH）3 （1）
4FeAsS＋4FeS2＋12NaOH＋3O2＋6H2O＝4Na3AsS3＋8Fe（OH）3 （2）
2FeAsS＋4NaOH＋7O2＝2Fe（OH）3＋2Na3AsO4＋2Na2SO4＋2H2O （3）
2FeAsS＋4NaOH＋7O2＝2FeAsO4＋2Na2SO4＋2H2O （4）
2FeAsS＋4HaOH＋3O2＝2Na2S2O3＋2Fe（OH）2（5）
在必定条件下Na2S2O3和Na3AsS3被进一步氧化成Na2SO4和Na3AsO4，Fe（OH）2被氧化成Fe（OH）3，Fe（OH）3又分化成Fe2O3等。
因为FeAsS在热力学上比FeS2易于氧化，在黄铁矿-毒砂共同体中，总是优先氧化毒砂，这表明了能够运用砷硫矿藏氧化速度的差异到达氧化的选择性。别的，因为金在矿藏晶格中的赋存可引起组成改动、晶格歪曲、错位以及其它矿藏学反响，因而，也形成了硫化物表面的氧化散布存在不同，即表现出表面区域的氧化选择性，从而使FeS2也被选择性氧化，加快金的解离。一起，也因为有硫代盐的生成，使NaOH的耗费仅为相同氧化率条件下将砷硫氧化成盐和硫酸盐所需理论耗量的一少部分。
如图1所示，跟着拌和强化碱浸的进行，砷、硫矿藏被快速氧化，氧化渣金的化浸出率逐步升高。因为金精矿含硫高而含砷低，而且金首要被黄铁矿深深包裹，所以氧化渣金的化浸出率与硫的氧化率呈正相关联系。预氧化48h，硫氧化率87.50%，砷氧化率89.85%，氧化渣化浸出24h，金的浸出率85.85%。预氧化时刻如再延伸，氧化渣金的化浸出收回率会继续升高，但电耗、药剂本钱也将加大。预氧化时刻与金的浸出收回率存在最佳平衡点，不该为了寻求高的金浸出率而疏忽经济本钱。关于实验物料，预氧化48h能够完成技能和经济的最佳匹配，满意难浸金经济的矿藏学解离要求。
图1 硫、砷氧化动力学及对应的金化收回率
强化碱浸反响放热使矿浆温度敏捷上升。碱浸预氧化0～1.75h，浆温从初始的30℃快速上升至65℃峰值点。碱浸3h今后，浆温在61℃水平上保持3h，随后缓慢下降。碱浸完毕时，浆温50℃。强化碱浸进程中反响热的继续放出使浆温远高于环境温度，这一特色使本工艺在冰冷区域应用时也具有杰出的适用性。强化碱浸进程中，渣的色彩改变敏捷。碱浸1.5h，物料显着变黄，碱浸完毕时，物料由初始的灰黑色变成深棕色。因碱浸同期发作Fe3＋、Ca2＋和AsO43－的沉积反响，使已进入液相的砷又被大部分转入固相，溶液中仅含微量砷。
在预氧化的一起，矿浆电位也发作相应的改变，如图2所示。拌和强化碱浸12h，矿浆电位从初始的－843mV快速升高到－247mV，随后缓慢升高改变，碱浸结尾为－53mV。这一改变规则，实际上是物料氧化进程的直观反响。跟着强化碱浸的进行，越来越多的硫、砷矿藏被氧化，矿浆被氧化的才能逐步削弱，其电位必定逐步升高（硫砷等由复原态向氧化态改变）。碱浸完毕时，物料由难浸改变为易浸，使金的提取简单进行。
图2 预氧化矿浆电位的改变
（三）加CaO调浆
碱浸完毕后加CaO乳调浆，使溶液中的杂质离子沉积，溶液净化，利于随后的化提金作业并下降耗费。一起，溶液中的砷构成钙沉积，进一步降砷。如CaO参加量适宜，也能够再生一部分碱，经过滤，滤液可回来碱浸开端段或作为碱浸进程因碱浸放热形成水蒸腾的补水，在循环运用中进一步下降碱耗。
调浆后，溶液的沉降性和过滤性也均得到大幅度改进，易于过滤和沉降，利于后续提金作业和尾矿压滤堆存。
（四）金的收回
将参加CaO乳后的矿浆过滤，滤渣再参加新水化。图3给出了在NaCN参加量6kg/t、活性炭密度17.5g/L条件下，金的化浸出和吸附动力学。浸出和吸附24h，金的化收回率为85.85%，吸附收回率为99.62%。
图3 金的浸出和吸附动力学
三、定论
运用超细磨塔式磨浸机的机械活化效果以及强化碱浸预氧化槽的强化拌和效果，在常温常压下引发硫、砷矿藏在高温高压下发作的氧化反响，使某金矿石化尾渣的浮选精矿由难浸改变为易浸，然后接化和炭吸附作业经济收回金。关于含金档次29.78 g/ t 、含砷0.64 %、含硫19.90 %的化尾渣浮选精矿，预氧化后金的化浸出收回率由预氧化前选用超细磨- 化办法的3.95 %进步到85.85 % ，炭吸附率99.62 %。
参考文献
[1]Meng Yuqun. Pretreatment and thiosulfate leaching of re2fractory gold2bearing arsenosulfide concentrates [J]. Journalof University of Science and Technology Beijing , 2005, 12（5）: 385 - 389.
[2] Meng Yuqun. A new extraction process of carbonaceous re2fractory gold concentrate [J]. Transactions of NonferrousMetals Society of China , 2005, 15（5）: 1178 - 1184.
[3] 孟宇群, 代淑娟, 宿少玲. 某含砷难浸金矿石进步收回率研讨[J]. 黄金, 2005 , 26（1）: 34 - 36.
作者单位：
中国科学院金属研讨所（孟宇群）
东北大学（代淑娟、刘德军、高付清）
一、实验
（一）实验材料
实验物料为某金矿石化尾渣的浮选精矿，含金档次为29.78g/t，含银15.07g/t，含砷0.64%，含硫19.90%，含铁18.20%、SiO2 45.74%、Al2O3 8.78%。物猜中的金为显微不行见包裹金，并以黄铁矿包裹为主。选用超细磨－化办法处理，在<37μm占99.5%的磨矿细度下化24h，金的浸出率仅有3.95%，难于浸出。所用试剂首要有：NaOH（IR），NaCN（AR），CaO（IR），活性炭（IR）。
（二）实验流程与设备
工艺进程：化尾渣浮选难浸金精矿先经塔式磨浸机超细磨，然后进入强化碱浸拌和槽进行碱性常温常压强化预氧化，预氧化矿浆加CaO乳调浆并过滤，滤液回来碱浸预氧化，滤渣参加新水调浆进入化和炭吸附作业。实验所用的仪器设备首要有：螺旋拌和式塔式磨浸机，强化拌和预氧化槽，温度计，pH计，空压机，流量计，化和炭吸附槽等。
（三）实验条件
磨矿条件：金精矿2kg、水2L、<37μm含量9915%、环境温度30℃、环境压力011MPa、矿浆浓度50%。
强化碱浸预氧化条件（预氧化进程没有预热和保温办法，NaOH为接连参加，保持矿浆pH=11～12）：调浆补水2L、矿浆浓度33%、温度30℃、压力011MPa、空气通入量013m3/h、2号引发剂110kg/t、矿浆初温30℃。
化和炭吸附条件：调浆CaO80kg/t、矿浆浓度37%～40%、pH～11、温度30℃、时刻24h。
二、成果和评论
（一）细磨活化
毒砂氧化尽管具有很大的热力学趋势，但其天然暴露在水和空气中的氧化反响半反响期达70年，天然氧化动力学十分缓慢。在相同条件下，毒砂的氧化分化速度约比黄铁矿高4.5倍。但经过细磨活化后，矿藏的热稳定性（熔点、分化温度、反响温度等）下降，耐酸耐碱程度削弱，溶解性、活性、反响速度等进步，使一些高温高压下才干进行的浸出反响能够在常温常压下发作。
塔式磨浸机首要运用研磨效果进行磨矿，细磨才能强且效率高。这类磨机具有一个重要特色，就是在对物料进行细磨的一起也具有很强的机械活化效果，能够一起强化并加快化学浸出进程。因而，它在作为一个高效细磨设备的一起也是一个活化器，且还能够成为一个预浸出器或预氧化器。
跟着细磨的进行，物料被磨细，增加了物料的比表面积和反响”活区”的数目。在必定的磨矿条件下，活化程度与磨矿细度有必定的对应联系。关于实验所用的金精粉，99.5%<37μm的磨矿细度能够满意随后进行的强化碱浸的要求。这一磨矿细度，运用工业化的TW型超细磨塔式磨浸机能够经济完成。
（二）强化碱浸预氧化
难浸金精粉经塔式磨浸机细磨活化后，进入强化碱浸槽中进行预氧化。因为强化的传质条件使新鲜、解离的FeS和FeAsS颗粒表面被强制与NaOH和O2触摸；高剪切速度除掉颗粒表面的掩盖物和锈斑，使钝化效果或钝化膜来不及构成；激烈的传质条件打破或减薄了分散界面层，强化分散；以及碱浸反响放热等要素，加快了砷硫矿藏的氧化速度，并发作如下转化：
3AeAsS＋9NaOH＋4O2＝Na3AsS3＋2Na3AsO4＋3Fe（OH）3 （1）
4FeAsS＋4FeS2＋12NaOH＋3O2＋6H2O＝4Na3AsS3＋8Fe（OH）3 （2）
2FeAsS＋4NaOH＋7O2＝2Fe（OH）3＋2Na3AsO4＋2Na2SO4＋2H2O （3）
2FeAsS＋4NaOH＋7O2＝2FeAsO4＋2Na2SO4＋2H2O （4）
2FeAsS＋4HaOH＋3O2＝2Na2S2O3＋2Fe（OH）2（5）
在必定条件下Na2S2O3和Na3AsS3被进一步氧化成Na2SO4和Na3AsO4，Fe（OH）2被氧化成Fe（OH）3，Fe（OH）3又分化成Fe2O3等。
因为FeAsS在热力学上比FeS2易于氧化，在黄铁矿-毒砂共同体中，总是优先氧化毒砂，这表明了能够运用砷硫矿藏氧化速度的差异到达氧化的选择性。别的，因为金在矿藏晶格中的赋存可引起组成改动、晶格歪曲、错位以及其它矿藏学反响，因而，也形成了硫化物表面的氧化散布存在不同，即表现出表面区域的氧化选择性，从而使FeS2也被选择性氧化，加快金的解离。一起，也因为有硫代盐的生成，使NaOH的耗费仅为相同氧化率条件下将砷硫氧化成盐和硫酸盐所需理论耗量的一少部分。
如图1所示，跟着拌和强化碱浸的进行，砷、硫矿藏被快速氧化，氧化渣金的化浸出率逐步升高。因为金精矿含硫高而含砷低，而且金首要被黄铁矿深深包裹，所以氧化渣金的化浸出率与硫的氧化率呈正相关联系。预氧化48h，硫氧化率87.50%，砷氧化率89.85%，氧化渣化浸出24h，金的浸出率85.85%。预氧化时刻如再延伸，氧化渣金的化浸出收回率会继续升高，但电耗、药剂本钱也将加大。预氧化时刻与金的浸出收回率存在最佳平衡点，不该为了寻求高的金浸出率而疏忽经济本钱。关于实验物料，预氧化48h能够完成技能和经济的最佳匹配，满意难浸金经济的矿藏学解离要求。
图1 硫、砷氧化动力学及对应的金化收回率
强化碱浸反响放热使矿浆温度敏捷上升。碱浸预氧化0～1.75h，浆温从初始的30℃快速上升至65℃峰值点。碱浸3h今后，浆温在61℃水平上保持3h，随后缓慢下降。碱浸完毕时，浆温50℃。强化碱浸进程中反响热的继续放出使浆温远高于环境温度，这一特色使本工艺在冰冷区域应用时也具有杰出的适用性。强化碱浸进程中，渣的色彩改变敏捷。碱浸1.5h，物料显着变黄，碱浸完毕时，物料由初始的灰黑色变成深棕色。因碱浸同期发作Fe3＋、Ca2＋和AsO43－的沉积反响，使已进入液相的砷又被大部分转入固相，溶液中仅含微量砷。
在预氧化的一起，矿浆电位也发作相应的改变，如图2所示。拌和强化碱浸12h，矿浆电位从初始的－843mV快速升高到－247mV，随后缓慢升高改变，碱浸结尾为－53mV。这一改变规则，实际上是物料氧化进程的直观反响。跟着强化碱浸的进行，越来越多的硫、砷矿藏被氧化，矿浆被氧化的才能逐步削弱，其电位必定逐步升高（硫砷等由复原态向氧化态改变）。碱浸完毕时，物料由难浸改变为易浸，使金的提取简单进行。
图2 预氧化矿浆电位的改变
（三）加CaO调浆
碱浸完毕后加CaO乳调浆，使溶液中的杂质离子沉积，溶液净化，利于随后的化提金作业并下降耗费。一起，溶液中的砷构成钙沉积，进一步降砷。如CaO参加量适宜，也能够再生一部分碱，经过滤，滤液可回来碱浸开端段或作为碱浸进程因碱浸放热形成水蒸腾的补水，在循环运用中进一步下降碱耗。
调浆后，溶液的沉降性和过滤性也均得到大幅度改进，易于过滤和沉降，利于后续提金作业和尾矿压滤堆存。
（四）金的收回
将参加CaO乳后的矿浆过滤，滤渣再参加新水化。图3给出了在NaCN参加量6kg/t、活性炭密度17.5g/L条件下，金的化浸出和吸附动力学。浸出和吸附24h，金的化收回率为85.85%，吸附收回率为99.62%。
图3 金的浸出和吸附动力学
三、定论
运用超细磨塔式磨浸机的机械活化效果以及强化碱浸预氧化槽的强化拌和效果，在常温常压下引发硫、砷矿藏在高温高压下发作的氧化反响，使某金矿石化尾渣的浮选精矿由难浸改变为易浸，然后接化和炭吸附作业经济收回金。关于含金档次29.78 g/ t 、含砷0.64 %、含硫19.90 %的化尾渣浮选精矿，预氧化后金的化浸出收回率由预氧化前选用超细磨- 化办法的3.95 %进步到85.85 % ，炭吸附率99.62 %。
参考文献
[1]Meng Yuqun. Pretreatment and thiosulfate leaching of re2fractory gold2bearing arsenosulfide concentrates [J]. Journalof University of Science and Technology Beijing , 2005, 12（5）: 385 - 389.
[2] Meng Yuqun. A new extraction process of carbonaceous re2fractory gold concentrate [J]. Transactions of NonferrousMetals Society of China , 2005, 15（5）: 1178 - 1184.
[3] 孟宇群, 代淑娟, 宿少玲. 某含砷难浸金矿石进步收回率研讨[J]. 黄金, 2005 , 26（1）: 34 - 36.
作者单位：
中国科学院金属研讨所（孟宇群）
东北大学（代淑娟、刘德军、高付清）
