【我来说两句】 2009-12-14 16:41:17 中国选矿技术网 浏览 453 次
收藏【摘要】：查干银矿床氧化带中银主要以硫化银及卤化银等独立矿物赋存于褐铁矿中，颗粒微细。根据银的这些赋存特点，进行了化学浸出方法的实验研究、确定了适合于该矿石的最佳氰化条件及指标。其工艺参数分别为氰化钠用量为4 kg／t、入浸细度为－200目占63％～98％、浸出时间为36h、CaO用量为3 kg／t、通氧量以0.4～0.8(min·L)－1 为宜、浸出矿浆浓度为 30％(细磨 )或40％(粗磨 )。提供了工业上应用的参考数据。
查干银矿床位于内蒙古自治区新巴尔虎右旗，是一大型银、铅、锌多金属矿床。由于地处草原荒漠地区，该矿床所在地表氧化带保存较好，氧化带一般厚度为 3～4 m，部分区域达 6－7 m，其中银的含量相当可观，为了有效地回收氧化带中的银 ，笔者进行了氧化带中银的赋存状态研究及其化学浸出实验。
一、银的赋存状态研究
为保证银的赋存状态研究的结果具有代表性 ，所用试样为采集于该矿床氧化带中的组合样品。研究过程中对所选样品主要进行了全分析、物相分析等。
（一）试样的化学组成和全分析
为全面了解样品的化学组成和矿物组成 ，首先进行了样品的全分析和矿物鉴定。值得指出的是，全分析结果表明试样中银含量很高 (见表1)，但在光学显微镜下 ，银矿物很难找到，据此分析认为其矿物颗粒太细，或是非独立矿物而呈分散状态。
表1 试样的全分析结果
（二）矿物组成和物相分析
由于铁锰矿物物化性质近似，分别测定铁和锰矿物中的银无法实现，因此，合并测定铁和锰矿物中的银。矿物组成见表2。考虑到银矿物颗粒多微细以及“被包裹”的原因，化学物相分析用样为－200目，分析结果见表3。
表2 试样矿物组成
矿物组成
含量
矿物组成
含量
石英（少量长石）
50.7
白铅矿
1.0
白云母
25.5
黄铁矿
0.8
褐铁矿
10.1
其他
2.5
硬锰矿
9.4
表 3 试样中银的物相分析结果
项目
Ag/g·l－1
分布/%
项目
Ag/g·l－1
分布/%
硫化银中的银
312
65.21
铁锰矿中的银
61
12.76
卤化银中的银
84
17.57
方铅矿中的银
8
1.67
自然中的银
5
1.06
合计
478
100.00
硅酸盐矿物中的银
8
1.67
银的物相分析结果表明，试样中硫化银占银矿物的大部分，卤化银也占相当大的比例，二者 占总银的82％以上。铁锰矿物中的银虽然约占总银的10％，但这并不是铁锰矿本身含的银，是因为存在着未被选择溶出的被包裹的银矿物。
（三）银与重要元素的相关关系
为了解银是否与某些元素存在着相互依存的规律，从而进一步查明银的赋存状态，有必要从宏观上研究银与有关重要元素的相关关系。根据矿床成因特点和前人的资料，试样中含量最多的元素硅和铝所组成的矿物相中不可能含有大量的银，而铁、锰、铅矿物则最有可能与银存在着密切的关系，因此，关键在于查明 Ag—Fe、Ag—Mn和 Ag－Pb之间的相关关系。为此 ，在双简显微镜下挑选出含量范围尽量宽广又具有代表性特征的各种矿物样品和部分筛析样，进行有关元素的化学分析 ，结果表明，Ag－Mn和 Ag－Pb之间的含量关系是完全无规律的，只有铁与银的含量表现出了明显的相关性，即样品中银含量的高低随着铁的含量而相应地有规律变动。根据分析数据对两元素一元回归，回归直线见图1，回归方程为 (分析样品数n=17，计算得到的相关系数R=0.9725)，Fe（%）＝0.0068Ag（g/t）＋2.594。
成分
含量
成分
含量
SiO2
68.210
Pb
0.980
Al2O3
11.470
Zn
0.550
CaO
0.720
Cu
0.028
MgO
0.500
As
0.060
TFe
6.670
S
0.500
TMn
6.590
C
0.240
K2O
3.280
Ag
464（g/t）
Na2O
0.290
烧损
6.150
TiO2
0.420
（二）矿物组成和物相分析
由于铁锰矿物物化性质近似，分别测定铁和锰矿物中的银无法实现，因此，合并测定铁和锰矿物中的银。矿物组成见表2。考虑到银矿物颗粒多微细以及“被包裹”的原因，化学物相分析用样为－200目，分析结果见表3。
表2 试样矿物组成
矿物组成
含量
矿物组成
含量
石英（少量长石）
50.7
白铅矿
1.0
白云母
25.5
黄铁矿
0.8
褐铁矿
10.1
其他
2.5
硬锰矿
9.4
表 3 试样中银的物相分析结果
项目
Ag/g·l－1
分布/%
项目
Ag/g·l－1
分布/%
硫化银中的银
312
65.21
铁锰矿中的银
61
12.76
卤化银中的银
84
17.57
方铅矿中的银
8
1.67
自然中的银
5
1.06
合计
478
100.00
硅酸盐矿物中的银
8
1.67
银的物相分析结果表明，试样中硫化银占银矿物的大部分，卤化银也占相当大的比例，二者 占总银的82％以上。铁锰矿物中的银虽然约占总银的10％，但这并不是铁锰矿本身含的银，是因为存在着未被选择溶出的被包裹的银矿物。
（三）银与重要元素的相关关系
为了解银是否与某些元素存在着相互依存的规律，从而进一步查明银的赋存状态，有必要从宏观上研究银与有关重要元素的相关关系。根据矿床成因特点和前人的资料，试样中含量最多的元素硅和铝所组成的矿物相中不可能含有大量的银，而铁、锰、铅矿物则最有可能与银存在着密切的关系，因此，关键在于查明 Ag—Fe、Ag—Mn和 Ag－Pb之间的相关关系。为此 ，在双简显微镜下挑选出含量范围尽量宽广又具有代表性特征的各种矿物样品和部分筛析样，进行有关元素的化学分析 ，结果表明，Ag－Mn和 Ag－Pb之间的含量关系是完全无规律的，只有铁与银的含量表现出了明显的相关性，即样品中银含量的高低随着铁的含量而相应地有规律变动。根据分析数据对两元素一元回归，回归直线见图1，回归方程为 (分析样品数n=17，计算得到的相关系数R=0.9725)，Fe（%）＝0.0068Ag（g/t）＋2.594。
由回归方程可知，Ag－Fe的相关系数高达0.97，说明它们呈显著正相关。显微镜下矿物鉴定等工作业已证明，铁的绝大部分组成为褐铁矿，其他矿物含铁甚低，所以，褐铁矿是银的最重要载体矿物。
综合上述研究，在查干银矿床的氧化带中，银主要赋存在褐铁矿中，以银的硫化物和卤化物独立存在。
银矿物的产出形态基本可分为两类，即不规则粒度和胶体同心环带——带状 ，前者以单晶粒为主，多为或疏或密浸染状分布；后者以隐晶质集合体为主。上述两类产出形态的银矿物在褐铁矿中均可见到，但白铅矿和锰矿物等其他矿物只见到不规则粒状一种情况。
此外，除硫化银可以呈两种形态外，其他银矿物也只有不规则粒度一种形态，不同银矿物很少相互连生。
二、银的化学浸出实验
由于查干银矿床氧化带中的银矿物以硫化银、卤化银为主，银矿物嵌布粒度细，载体矿物多，其中相当一部分银矿物与铁、锰矿物紧密共生，甚至于被微细粒包裹，故该矿床氧化带中的银矿石属于难选冶的矿石类型，所以，研究决定在其
选矿工艺流程中第一步采用化学方法——氰化浸出。在进入正式氰化浸出试验之前，笔者进行了一系列探索试验，探索试验的结果，一是银的浸出率与入浸细度关系密切；二是采用CaO碱浸作为预处理手段。探索性实验之后，对氰化浸出中各主要工艺参数进行较为系统的实验研究，以考察这些工艺参数对氰化指标的影响趋势，这些工艺参数包括氰化钠用量、入浸细度、浸出时间、CaO用量、通氧量、浸出矿浆浓度等。从而确定适合于该矿石的最佳氰化条件及指标。
（一）氰化钠用置试验
氰化钠是氰化浸出的主试剂，所以，首先进行氰化钠用量试验。为了有利于银的浸出，将入浸细度提高到－200目98％(－320目89％)，同时，还将浸出时间由24 h延长至36 h。另外考虑到细磨后，细粒级产率的增加，泥化倾向的加大，矿浆黏度必然增加，会影响浸出过程中试剂分子及在浸出后生成 Ag(CN)2－络合物扩散作用 ，故又将浸出矿浆浓度由原来的40％降低为 30％。试验结果见表 4。
表4 氰化钠用量试验结果
NaCN用量/kg·t－1
浸出率/%
NaCN用量/kg·t－1
浸出率/%
13.8
69.05
3.0
62.78
9.2
68.59
2.0
60.31
4.0
67.24
0.5
39.76
注：人浸细度为－200目98％；矿浆浓度为 30％；pH=10.5～11.0碱浸时间为1h；浸出时间为36h。
表4表明：氰化钠用量增加，银的浸出率提高。但用量4 kg／t以上时银的浸出率增加幅度不大；过低的氰化钠用量将使浸出率急剧下降。故控制氰化钠用量为4 kg／t时即可满足浸出的要求。
（二）入浸细度试验
矿石的入浸细度与氰化浸出效果有着十分密切的关系。不同矿物组成，不同矿物结构都要求不同的入浸细度以获得理想的浸出指标。该矿石的不同入浸细度与银浸出率关系见表5。
表5 入浸细度试验结果
入浸细度
浸出率/%
入浸细度
浸出率/%
－500目92%
80.90
－200目98%
－320目97%
73.49
－320目72%
59.28
－320目93%
70.22
－200目89%
－320目89%
67.63
－200目63%
56.03
注：NaCN用量为4kg/t，矿浆浓度为 30％；pH=10.5～11.0；碱浸时间为l h；浸出时间为36h
表5表明：银浸出率的提高与入浸细度的增加成正比。磨得越细，银浸出率越高，这是由于随着入浸细度的增加，原来被包裹的银矿物得以更多的暴露而被浸出。当入浸细度为－200目63％时，银的浸出率为56.03％；在工业上可实现的－200目98％细磨条件下银的浸出率为67.63％；而要使银的浸出率提高到80％以上，则必须将矿石超细磨至－500目92％以上。显然这在工业上难以实现，况且也是不经济的。由此可见，该矿石属于难浸的矿石类型，如果只采用单一的氰化浸出，则工业上很难获得高回收率指标。
（三）CaO用量试验
氰化浸出一般是在pH＞10的情况下进行，石灰以其价廉来源广而被作为保护碱广泛应用于氰化浸出工艺中。另据资料报告，石灰在一定情况下还可以起到强化浸出过程的络合作用。CaO的用量试验结果见表6。
表6 CaO用量试验结果
CaO用量/kg·t－1
矿浆pH值
浸出率/%
1.8
10.0
67.37
3.3
10.5
67.78
5.1
11.0
66.57
7.5
11.5
62.07
注：入浸细度为－200目98％；NaCN用量为4 kg/t，矿浆浓度为30％；碱浸时间为1 h；浸出时间为36h。
表 6表明：CaO用量在 1.8～7.5 kg/t变化时，浸出矿浆的pH值为l0.0～11.5。CaO用量太高，银的浸出效果不好，当CaO用量为7.5kg时，银的浸出率下降到62％左右。CaO用量控制在 1.8～3.3 kg／t为好，此时矿浆的pH值在 10.0～10.5。但考虑到浸出过程中pH值的波动，在以下试验中CaO用量选用 3 kg／t。
（四）通氧量试验
银的浸出过程需要氧的参加，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与氰根浓度达到一定比例时，才能达到最佳的浸出效果。也就是说氰化钠用量增加，氰根浓度越高，所需溶解氧量也要求越多，反之亦然。敞开于空气中的浸出体系，矿浆的本身就溶解有一定量的氧。在氰化物用量较低的情况下这部分溶解氧足以维持浸出过程的完成，而不要另外的补加。但当氰化物用量较高时，为了达到最佳的浸出效果，往往采用向浸出体系中通氧(或空气)来提高矿浆中的含氧量。该试验是采用通入纯氧的方式(氧气瓶通氧)，其流量用微型气体流量计调节。对比氰化钠用量分别在2 kg／t和4 kg／t时，通氧量的变化对浸出率的影响，其结果见表7。
表7 通氧量的试验结果
通氧量/（min·L）－1
浸出率/%
NaCN用量2kg/t
NaCN用量4kg/t
0
60.31
67.24
0.4
59.28
68.80
0.8
57.65
68.60
1.5
56.02
66.34
注：入浸细度为－200目98％；NaCN用量为4kg/t；矿浆浓度为30％CaO用量为3 kg／t；碱浸时间为1h；浸出时间为36h。
表7表明：氰化钠用量的不同，所要求矿浆中含氧量也不同，的确存在一个比例问题。太低或太高的含氧量均未能达到最佳的浸出效果。当氰化钠用量为2kg／t时，则不需要外界再补加氧，靠矿浆在搅拌过程中矿浆的自然吸氧即可维持浸出过程的完成；但当氰化钠用量提高到4kg/t时，则需要外界补加部分氧气以增加矿浆的含氧量。试验表明，通氧量以0.4～0.8(rain·L) 为宜。当然，由于整个浸出体系是敞开的，所通入的氧气绝大部分又从矿浆中逸出而损失掉。
2.5 浸出浓度试验
矿浆的浸出浓度是决定浸出设备单位处理量的主要参数之一，同时也是影响试剂消耗以及浸出效果的主要因素。因此，着重在细磨 (－200目98％)，和粗磨(－200目63％)两种入浸细度条件下探索浓度对浸出率影响的对比试验，同时，也对降低试剂用量的可能性做进一步的探索，其结果见表8。
表8 浸出浓度试验结果
NaCN用量/kg·l－1
矿浆浓度/%
入浸率/%
－200目98%
－200目63%
4
30
66.79
56.25
40
60.65
56.68
3
30
62.78
52.13
40
58.84
54.74
2
30
60.31
－
40
56.94
51.72
注：CaO用量为3 kg／t；pH=10.0～10.5；碱浸时问为l h；浸出时间为36h。
表8表明：在两种入浸细度下，矿浆浓度的变化对银浸出率的影响是不相同的，矿浆浓度的提高，一方面提高了试剂的初始浓度，可以加快浸出反应速度，使络合反应平衡向生成物[Ag(CN)2－]方向移动，对浸出有利，同时也提高了设备的单位处理量；但另一方面，随着矿浆浓度的提高，其矿浆黏度也随之增加，这对CN扩散到银矿物表面并与之作用生成 Ag(cN)2－及其络合物扩散等作用显然不利，此外，还会降低矿浆中的溶解氧量。从试验结果来看，粗磨时，前者因素占主导地位，矿浆浓度的提高，使银浸出略有提高；而细磨时，由于矿泥量的必然增加，从而使后者因素居主导地位，提高矿浆浓度反而恶化浸出效果，使浸出率下降。所以，粗磨时可以选用40％较高的浸出浓度，以减小浸出槽的体积 ；而细磨时选用 30％较稀的矿浆浓度，以保证获得更好的浸出效果。氰化钠用量仍以4kg／t为宜，只是粗磨时氰化钠用量4 kg／t与 3 kg／t相比，银的浸出率只相差2％左右，从成本上考虑 ，可以适当的将氰化钠用量降至3 kg／t。
（六）浸出时间试验
相对而言，Ag(CN)2－的络合常数远远小于 Au(CN)2－。因此，表现为银矿物较金矿物难浸一些，往往需要更长的浸出时间才能达到浸出目的。为此，对粗磨和细磨两种不同入浸细度的矿石进行浸出时间的试验对比，以确定出最佳的浸出时间范围，其结果见表9。
表9 浸出时间试验结果
浸出时间/h
浸出率/%
浸出时间/h
浸出率/%
－200目98%
－200目63%
－200目98%
－200目63%
24
61.79
50.11
60
68.93
56.70
36
67.24
54.12
72
69.47
59.58
48
68.21
55.02
注：CaO用量为3 kg／t；pH=l0.1～10.5；碱浸时间为1h。粗磨时：矿浆浓度为 40％，NaCN用量为3 kg／t；细磨时：矿浆浓度为 30％。NaCN用量为 4kg／t。
表9表明：随着浸出时间的延长，浸出率一直处于上升趋势。当浸出时间达72 h，银的浸出率分别由24h的61.79％和50.11％提高到69.47％和59.58％，说明延长浸出时间对银的浸出有利。24h的浸出时间明显不足，至少应保证36 h以上的浸出时间。
三、结论
（一）该矿石属于难浸的“顽银”矿石。只有在超细磨－500目92％以上，才能获得80％以上较好的氰化指标，但这在工业上将无法实现，如果采用单一的氰化手段，工业上也难以获得较高的回收率指标。
（二）采用工业上可达到的磨矿细度，即－200目63％～98％时，银的浸出率为 54％～67％。
（三）粗磨时可以采用40％较高的浸出浓度；而细磨时只能采用30％较低的浸出浓度，否则将会恶化浸出效果。
（四）CaO用量3 kg／t左右为宜；氰化钠用量应控制在4kg／t，如粗磨浸出时，由于可采用稍高的矿浆浓度，氰化钠用量可适当减少到3 kg／t；浸出时间延长对浸出率提高有利，浸出时间至少要达到36 h。
（五）碱浸可作为有效的预处理手段，碱浸时间为 l h，适当的通氧对浸出有利。
