某銀礦床氧化礦中銀的化學(xué)浸出實驗【我來說兩句】 2009-12-14 16:41:17 中國選礦技術(shù)網(wǎng) 瀏覽 453 次 收藏 【摘要】：查干銀礦床氧化帶中銀主要以硫化銀及鹵化銀等獨立礦物賦存于褐鐵礦中，顆粒微細(xì)。根據(jù)銀的這些賦存特點，進(jìn)行了化學(xué)浸出方法的實驗研究、確定了適合于該礦石的最佳氰化條件及指標(biāo)。其工藝參數(shù)分別為氰化鈉用量為4 kg／t、入浸細(xì)度為－200目占63％～98％、浸出時間為36h、CaO用量為3 kg／t、通氧量以0.4～0.8(min·L)－1 為宜、浸出礦漿濃度為 30％(細(xì)磨 )或40％(粗磨 )。提供了工業(yè)上應(yīng)用的參考數(shù)據(jù)。
查干銀礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)新巴爾虎右旗，是一大型銀、鉛、鋅多金屬礦床。由于地處草原荒漠地區(qū)，該礦床所在地表氧化帶保存較好，氧化帶一般厚度為 3～4 m，部分區(qū)域達(dá) 6－7 m，其中銀的含量相當(dāng)可觀，為了有效地回收氧化帶中的銀 ，筆者進(jìn)行了氧化帶中銀的賦存狀態(tài)研究及其化學(xué)浸出實驗。 一、銀的賦存狀態(tài)研究 為保證銀的賦存狀態(tài)研究的結(jié)果具有代表性 ，所用試樣為采集于該礦床氧化帶中的組合樣品。研究過程中對所選樣品主要進(jìn)行了全分析、物相分析等。 （一）試樣的化學(xué)組成和全分析 為全面了解樣品的化學(xué)組成和礦物組成 ，首先進(jìn)行了樣品的全分析和礦物鑒定。值得指出的是，全分析結(jié)果表明試樣中銀含量很高 (見表1)，但在光學(xué)顯微鏡下 ，銀礦物很難找到，據(jù)此分析認(rèn)為其礦物顆粒太細(xì)，或是非獨立礦物而呈分散狀態(tài)。 表1 試樣的全分析結(jié)果 （二）礦物組成和物相分析由于鐵錳礦物物化性質(zhì)近似，分別測定鐵和錳礦物中的銀無法實現(xiàn)，因此，合并測定鐵和錳礦物中的銀。礦物組成見表2?？紤]到銀礦物顆粒多微細(xì)以及“被包裹”的原因，化學(xué)物相分析用樣為－200目，分析結(jié)果見表3。 表2 試樣礦物組成
表 3 試樣中銀的物相分析結(jié)果
銀的物相分析結(jié)果表明，試樣中硫化銀占銀礦物的大部分，鹵化銀也占相當(dāng)大的比例，二者 占總銀的82％以上。鐵錳礦物中的銀雖然約占總銀的10％，但這并不是鐵錳礦本身含的銀，是因為存在著未被選擇溶出的被包裹的銀礦物。 （三）銀與重要元素的相關(guān)關(guān)系 為了解銀是否與某些元素存在著相互依存的規(guī)律，從而進(jìn)一步查明銀的賦存狀態(tài)，有必要從宏觀上研究銀與有關(guān)重要元素的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)礦床成因特點和前人的資料，試樣中含量最多的元素硅和鋁所組成的礦物相中不可能含有大量的銀，而鐵、錳、鉛礦物則最有可能與銀存在著密切的關(guān)系，因此，關(guān)鍵在于查明 Ag—Fe、Ag—Mn和 Ag－Pb之間的相關(guān)關(guān)系。為此 ，在雙簡顯微鏡下挑選出含量范圍盡量寬廣又具有代表性特征的各種礦物樣品和部分篩析樣，進(jìn)行有關(guān)元素的化學(xué)分析 ，結(jié)果表明，Ag－Mn和 Ag－Pb之間的含量關(guān)系是完全無規(guī)律的，只有鐵與銀的含量表現(xiàn)出了明顯的相關(guān)性，即樣品中銀含量的高低隨著鐵的含量而相應(yīng)地有規(guī)律變動。根據(jù)分析數(shù)據(jù)對兩元素一元回歸，回歸直線見圖1，回歸方程為 (分析樣品數(shù)n=17，計算得到的相關(guān)系數(shù)R=0.9725)，F(xiàn)e（%）＝0.0068Ag（g/t）＋2.594。
由于鐵錳礦物物化性質(zhì)近似，分別測定鐵和錳礦物中的銀無法實現(xiàn)，因此，合并測定鐵和錳礦物中的銀。礦物組成見表2?？紤]到銀礦物顆粒多微細(xì)以及“被包裹”的原因，化學(xué)物相分析用樣為－200目，分析結(jié)果見表3。 表2 試樣礦物組成
表 3 試樣中銀的物相分析結(jié)果
銀的物相分析結(jié)果表明，試樣中硫化銀占銀礦物的大部分，鹵化銀也占相當(dāng)大的比例，二者 占總銀的82％以上。鐵錳礦物中的銀雖然約占總銀的10％，但這并不是鐵錳礦本身含的銀，是因為存在著未被選擇溶出的被包裹的銀礦物。 （三）銀與重要元素的相關(guān)關(guān)系 為了解銀是否與某些元素存在著相互依存的規(guī)律，從而進(jìn)一步查明銀的賦存狀態(tài)，有必要從宏觀上研究銀與有關(guān)重要元素的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)礦床成因特點和前人的資料，試樣中含量最多的元素硅和鋁所組成的礦物相中不可能含有大量的銀，而鐵、錳、鉛礦物則最有可能與銀存在著密切的關(guān)系，因此，關(guān)鍵在于查明 Ag—Fe、Ag—Mn和 Ag－Pb之間的相關(guān)關(guān)系。為此 ，在雙簡顯微鏡下挑選出含量范圍盡量寬廣又具有代表性特征的各種礦物樣品和部分篩析樣，進(jìn)行有關(guān)元素的化學(xué)分析 ，結(jié)果表明，Ag－Mn和 Ag－Pb之間的含量關(guān)系是完全無規(guī)律的，只有鐵與銀的含量表現(xiàn)出了明顯的相關(guān)性，即樣品中銀含量的高低隨著鐵的含量而相應(yīng)地有規(guī)律變動。根據(jù)分析數(shù)據(jù)對兩元素一元回歸，回歸直線見圖1，回歸方程為 (分析樣品數(shù)n=17，計算得到的相關(guān)系數(shù)R=0.9725)，F(xiàn)e（%）＝0.0068Ag（g/t）＋2.594。 由回歸方程可知，Ag－Fe的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.97，說明它們呈顯著正相關(guān)。顯微鏡下礦物鑒定等工作業(yè)已證明，鐵的絕大部分組成為褐鐵礦，其他礦物含鐵甚低，所以，褐鐵礦是銀的最重要載體礦物。 綜合上述研究，在查干銀礦床的氧化帶中，銀主要賦存在褐鐵礦中，以銀的硫化物和鹵化物獨立存在。
銀礦物的產(chǎn)出形態(tài)基本可分為兩類，即不規(guī)則粒度和膠體同心環(huán)帶——帶狀 ，前者以單晶粒為主，多為或疏或密浸染狀分布；后者以隱晶質(zhì)集合體為主。上述兩類產(chǎn)出形態(tài)的銀礦物在褐鐵礦中均可見到，但白鉛礦和錳礦物等其他礦物只見到不規(guī)則粒狀一種情況。 此外，除硫化銀可以呈兩種形態(tài)外，其他銀礦物也只有不規(guī)則粒度一種形態(tài)，不同銀礦物很少相互連生。 二、銀的化學(xué)浸出實驗 由于查干銀礦床氧化帶中的銀礦物以硫化銀、鹵化銀為主，銀礦物嵌布粒度細(xì)，載體礦物多，其中相當(dāng)一部分銀礦物與鐵、錳礦物緊密共生，甚至于被微細(xì)粒包裹，故該礦床氧化帶中的銀礦石屬于難選冶的礦石類型，所以，研究決定在其選礦工藝流程中第一步采用化學(xué)方法——氰化浸出。在進(jìn)入正式氰化浸出試驗之前，筆者進(jìn)行了一系列探索試驗，探索試驗的結(jié)果，一是銀的浸出率與入浸細(xì)度關(guān)系密切；二是采用CaO堿浸作為預(yù)處理手段。探索性實驗之后，對氰化浸出中各主要工藝參數(shù)進(jìn)行較為系統(tǒng)的實驗研究，以考察這些工藝參數(shù)對氰化指標(biāo)的影響趨勢，這些工藝參數(shù)包括氰化鈉用量、入浸細(xì)度、浸出時間、CaO用量、通氧量、浸出礦漿濃度等。從而確定適合于該礦石的最佳氰化條件及指標(biāo)。 （一）氰化鈉用置試驗 氰化鈉是氰化浸出的主試劑，所以，首先進(jìn)行氰化鈉用量試驗。為了有利于銀的浸出，將入浸細(xì)度提高到－200目98％(－320目89％)，同時，還將浸出時間由24 h延長至36 h。另外考慮到細(xì)磨后，細(xì)粒級產(chǎn)率的增加，泥化傾向的加大，礦漿黏度必然增加，會影響浸出過程中試劑分子及在浸出后生成 Ag(CN)2－絡(luò)合物擴(kuò)散作用 ，故又將浸出礦漿濃度由原來的40％降低為 30％。試驗結(jié)果見表 4。 表4 氰化鈉用量試驗結(jié)果
注：人浸細(xì)度為－200目98％；礦漿濃度為 30％；pH=10.5～11.0堿浸時間為1h；浸出時間為36h。 表4表明：氰化鈉用量增加，銀的浸出率提高。但用量4 kg／t以上時銀的浸出率增加幅度不大；過低的氰化鈉用量將使浸出率急劇下降。故控制氰化鈉用量為4 kg／t時即可滿足浸出的要求。 （二）入浸細(xì)度試驗 礦石的入浸細(xì)度與氰化浸出效果有著十分密切的關(guān)系。不同礦物組成，不同礦物結(jié)構(gòu)都要求不同的入浸細(xì)度以獲得理想的浸出指標(biāo)。該礦石的不同入浸細(xì)度與銀浸出率關(guān)系見表5。 表5 入浸細(xì)度試驗結(jié)果
注：NaCN用量為4kg/t，礦漿濃度為 30％；pH=10.5～11.0；堿浸時間為l h；浸出時間為36h 表5表明：銀浸出率的提高與入浸細(xì)度的增加成正比。磨得越細(xì)，銀浸出率越高，這是由于隨著入浸細(xì)度的增加，原來被包裹的銀礦物得以更多的暴露而被浸出。當(dāng)入浸細(xì)度為－200目63％時，銀的浸出率為56.03％；在工業(yè)上可實現(xiàn)的－200目98％細(xì)磨條件下銀的浸出率為67.63％；而要使銀的浸出率提高到80％以上，則必須將礦石超細(xì)磨至－500目92％以上。顯然這在工業(yè)上難以實現(xiàn)，況且也是不經(jīng)濟(jì)的。由此可見，該礦石屬于難浸的礦石類型，如果只采用單一的氰化浸出，則工業(yè)上很難獲得高回收率指標(biāo)。 （三）CaO用量試驗 氰化浸出一般是在pH＞10的情況下進(jìn)行，石灰以其價廉來源廣而被作為保護(hù)堿廣泛應(yīng)用于氰化浸出工藝中。另據(jù)資料報告，石灰在一定情況下還可以起到強(qiáng)化浸出過程的絡(luò)合作用。CaO的用量試驗結(jié)果見表6。 表6 CaO用量試驗結(jié)果
注：入浸細(xì)度為－200目98％；NaCN用量為4 kg/t，礦漿濃度為30％；堿浸時間為1 h；浸出時間為36h。 表 6表明：CaO用量在 1.8～7.5 kg/t變化時，浸出礦漿的pH值為l0.0～11.5。CaO用量太高，銀的浸出效果不好，當(dāng)CaO用量為7.5kg時，銀的浸出率下降到62％左右。CaO用量控制在 1.8～3.3 kg／t為好，此時礦漿的pH值在 10.0～10.5。但考慮到浸出過程中pH值的波動，在以下試驗中CaO用量選用 3 kg／t。 （四）通氧量試驗 銀的浸出過程需要氧的參加，而氧在溶液中具有一定的溶解度。只有溶液中所溶解的氧量與氰根濃度達(dá)到一定比例時，才能達(dá)到最佳的浸出效果。也就是說氰化鈉用量增加，氰根濃度越高，所需溶解氧量也要求越多，反之亦然。敞開于空氣中的浸出體系，礦漿的本身就溶解有一定量的氧。在氰化物用量較低的情況下這部分溶解氧足以維持浸出過程的完成，而不要另外的補(bǔ)加。但當(dāng)氰化物用量較高時，為了達(dá)到最佳的浸出效果，往往采用向浸出體系中通氧(或空氣)來提高礦漿中的含氧量。該試驗是采用通入純氧的方式(氧氣瓶通氧)，其流量用微型氣體流量計調(diào)節(jié)。對比氰化鈉用量分別在2 kg／t和4 kg／t時，通氧量的變化對浸出率的影響，其結(jié)果見表7。 表7 通氧量的試驗結(jié)果
注：入浸細(xì)度為－200目98％；NaCN用量為4kg/t；礦漿濃度為30％CaO用量為3 kg／t；堿浸時間為1h；浸出時間為36h。 表7表明：氰化鈉用量的不同，所要求礦漿中含氧量也不同，的確存在一個比例問題。太低或太高的含氧量均未能達(dá)到最佳的浸出效果。當(dāng)氰化鈉用量為2kg／t時，則不需要外界再補(bǔ)加氧，靠礦漿在攪拌過程中礦漿的自然吸氧即可維持浸出過程的完成；但當(dāng)氰化鈉用量提高到4kg/t時，則需要外界補(bǔ)加部分氧氣以增加礦漿的含氧量。試驗表明，通氧量以0.4～0.8(rain·L) 為宜。當(dāng)然，由于整個浸出體系是敞開的，所通入的氧氣絕大部分又從礦漿中逸出而損失掉。 2.5 浸出濃度試驗 礦漿的浸出濃度是決定浸出設(shè)備單位處理量的主要參數(shù)之一，同時也是影響試劑消耗以及浸出效果的主要因素。因此，著重在細(xì)磨 (－200目98％)，和粗磨(－200目63％)兩種入浸細(xì)度條件下探索濃度對浸出率影響的對比試驗，同時，也對降低試劑用量的可能性做進(jìn)一步的探索，其結(jié)果見表8。 表8 浸出濃度試驗結(jié)果
注：CaO用量為3 kg／t；pH=10.0～10.5；堿浸時問為l h；浸出時間為36h。 表8表明：在兩種入浸細(xì)度下，礦漿濃度的變化對銀浸出率的影響是不相同的，礦漿濃度的提高，一方面提高了試劑的初始濃度，可以加快浸出反應(yīng)速度，使絡(luò)合反應(yīng)平衡向生成物[Ag(CN)2－]方向移動，對浸出有利，同時也提高了設(shè)備的單位處理量；但另一方面，隨著礦漿濃度的提高，其礦漿黏度也隨之增加，這對CN擴(kuò)散到銀礦物表面并與之作用生成 Ag(cN)2－及其絡(luò)合物擴(kuò)散等作用顯然不利，此外，還會降低礦漿中的溶解氧量。從試驗結(jié)果來看，粗磨時，前者因素占主導(dǎo)地位，礦漿濃度的提高，使銀浸出略有提高；而細(xì)磨時，由于礦泥量的必然增加，從而使后者因素居主導(dǎo)地位，提高礦漿濃度反而惡化浸出效果，使浸出率下降。所以，粗磨時可以選用40％較高的浸出濃度，以減小浸出槽的體積 ；而細(xì)磨時選用 30％較稀的礦漿濃度，以保證獲得更好的浸出效果。氰化鈉用量仍以4kg／t為宜，只是粗磨時氰化鈉用量4 kg／t與 3 kg／t相比，銀的浸出率只相差2％左右，從成本上考慮 ，可以適當(dāng)?shù)膶⑶杌c用量降至3 kg／t。 （六）浸出時間試驗 相對而言，Ag(CN)2－的絡(luò)合常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 Au(CN)2－。因此，表現(xiàn)為銀礦物較金礦物難浸一些，往往需要更長的浸出時間才能達(dá)到浸出目的。為此，對粗磨和細(xì)磨兩種不同入浸細(xì)度的礦石進(jìn)行浸出時間的試驗對比，以確定出最佳的浸出時間范圍，其結(jié)果見表9。 表9 浸出時間試驗結(jié)果
注：CaO用量為3 kg／t；pH=l0.1～10.5；堿浸時間為1h。粗磨時：礦漿濃度為 40％，NaCN用量為3 kg／t；細(xì)磨時：礦漿濃度為 30％。NaCN用量為 4kg／t。 表9表明：隨著浸出時間的延長，浸出率一直處于上升趨勢。當(dāng)浸出時間達(dá)72 h，銀的浸出率分別由24h的61.79％和50.11％提高到69.47％和59.58％，說明延長浸出時間對銀的浸出有利。24h的浸出時間明顯不足，至少應(yīng)保證36 h以上的浸出時間。 三、結(jié)論 （一）該礦石屬于難浸的“頑銀”礦石。只有在超細(xì)磨－500目92％以上，才能獲得80％以上較好的氰化指標(biāo)，但這在工業(yè)上將無法實現(xiàn)，如果采用單一的氰化手段，工業(yè)上也難以獲得較高的回收率指標(biāo)。 （二）采用工業(yè)上可達(dá)到的磨礦細(xì)度，即－200目63％～98％時，銀的浸出率為 54％～67％。 （三）粗磨時可以采用40％較高的浸出濃度；而細(xì)磨時只能采用30％較低的浸出濃度，否則將會惡化浸出效果。 （四）CaO用量3 kg／t左右為宜；氰化鈉用量應(yīng)控制在4kg／t，如粗磨浸出時，由于可采用稍高的礦漿濃度，氰化鈉用量可適當(dāng)減少到3 kg／t；浸出時間延長對浸出率提高有利，浸出時間至少要達(dá)到36 h。 （五）堿浸可作為有效的預(yù)處理手段，堿浸時間為 l h，適當(dāng)?shù)耐ㄑ鯇鲇欣?/p> |
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