本文關鍵詞：難選金銀鐵氧化礦粗磨—分類磁選—分組提取金銀的選冶理論與工藝

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【摘要】：金銀鐵一直是國家戰(zhàn)略經(jīng)濟儲備的主體,廣泛應用于珠寶首飾、建筑及現(xiàn)代高新技術產(chǎn)業(yè)中。坐落于云南大理鶴慶縣的北衙金礦,是我國西南地區(qū)最大的貴金屬共伴生氧化礦,一直以來,礦山采用“細磨-氰化浸出金銀-磁選鐵”的工藝流程回收金銀鐵。為了提高金浸出率,解決銀鐵回收率低的問題,本論文對北衙金銀鐵氧化礦進行了資源綜合利用研究,對緩解國內(nèi)金銀鐵資源的短缺具有十分重要的實際意義。工藝礦物學研究結果表明,礦石含Au為1.91g/t,含Ag為41.20g/t,含F(xiàn)e為35.17%,屬伴生銀的低品位金鐵共生礦。礦石含Cu為0.40%,主要為與鐵結合氧化銅,但仍含有少量以孔雀石為主的自由氧化銅。礦石含Pb為1.18%,主要為鉛鐵礬及結合鉛,當前條件下難以利用。礦石含Mn為1.76%,主要為鉛硬錳礦和硬錳礦。根據(jù)粒度組成結果,礦石中-0.01mm粒級累積產(chǎn)率高達18.07%,屬高泥類礦石,而根據(jù)各礦物的粒度分布結果,礦石中金銀嵌布粒度最細,褐鐵礦／錳礦物嵌布粒度居中,磁鐵礦／磁赤鐵礦嵌布粒度最粗。根據(jù)金的賦存狀態(tài),重點對氰化浸出過程中礦泥的劫金行為和銅的溶解規(guī)律進行了分析和研究。采用斯皮爾曼等級相關公式對礦泥的吸附行為過程進行了分析,根據(jù)計算的相關系數(shù)可知,次生礦泥中過磨的褐鐵礦和白云石更易吸附已溶金。通過銅溶解氰化鈉理論耗量計算公式的推導可知,銅的溶解主要與游離氰根離子濃度有關,在游離氰根離子濃度小于1g/L時,銅基本不溶解,此時金浸出率也可在0.8g/L左右達到較高水平,因此控制游離氰根離子濃度在0.8-1.0g/L的范圍內(nèi)可實現(xiàn)金的選擇性浸出。銀的元素特征X射線面掃描結果表明,北衙礦石中銀主要賦存于錳礦物中,必須破壞錳礦物的晶體結構,才能獲得較好的銀浸出指標。基于此,本論文對錳的預先浸出機理進行了分析。熱力學分析結果表明,錳浸出需在礦漿pH值小于3.62的強酸性環(huán)境下進行,并需要添加還原劑來降低礦漿電位至1.2295V以下。選擇鐵粉做還原劑,在常溫條件下,反應正向進行程度高,還原反應過程較為徹底,并推斷出總反應方程式為：3MnO2+6H2S04+2Fe=Fe2(SO4)3+3MnS04+6H20.動力學分析結果表明,錳預先浸出過程服從內(nèi)擴散控制動力學方程,屬于固體膜內(nèi)擴散步驟控制,并推導出整個反應的動力學方程式為：1-2ε/3-(1-ε)2/3=0.12171K0r0-2C10.13227C20.13727t。此外,對銀與金的氰化浸出吸附行為也進行了分析,根據(jù)電化學分析結果,金浸出速度大于銀,而根據(jù)動力學分析結果,氧濃度的高低又是決定金溶解速度快慢的關鍵因素�；诖�,本論文采用兩種常見的過氧化物按一定比例配制而成的助浸劑BY-2,比常規(guī)助浸劑表現(xiàn)出了更強的釋放氧能力,可提高金的溶解速度,為銀的浸出創(chuàng)造時間。而對于已浸出的金銀,活性炭對金銀的共吸附行為研究結果表明,吸附過程先發(fā)生金銀自由吸附,后由于銀吸附活性比金低,再發(fā)生金取代吸附銀,這是導致銀吸附率低的主要原因。鐵的磁選行為分析計算結果表明,隨著原礦磨礦細度的增加,磁鐵礦／磁赤鐵礦和褐鐵礦／錳礦物中的微細粒級含量增加明顯,礦物回收率也呈逐步降低趨勢,由此證明北衙礦山采用的細磨工藝是導致鐵總回收率低的根本原因。此外,其它主要礦物在鐵磁選過程中也存在著較為明顯的富集特征,孔雀石由于與褐鐵礦嵌布關系密切的原因,在較粗的磨礦細度下也在弱磁性礦物中富集,白云石則在任何磨礦細度下,均在非磁性礦物中富集。在上述研究結果的基礎上,本論文對北衙實際礦石進行了選冶小型試驗研究,并創(chuàng)新性地提出了“粗磨-分類磁選-分組提取金銀”的資源綜合利用新思路,即在粗磨條件下,對礦石進行強磁性礦物、弱磁性礦物和非磁性礦物的分類,在源頭上減少次生礦泥和鐵難選粒級的生成,然后針對各分組產(chǎn)品的礦石性質(zhì),消除影響金銀浸出的不利因素,分別確定了“強磁性礦物再磨-氰化浸出金銀；弱磁性礦物還原酸浸錳銅-強化氰化浸出金銀-磁選鐵；非磁性礦物強化氰化浸出金銀”的工藝流程,最終獲得了金浸出率為93.05%、銀浸出率為74.34%、鐵總回收率為70.86%的小型試驗指標,實現(xiàn)了金銀鐵資源的綜合利用。工業(yè)化應用首先在不改變選廠“先金銀后鐵”流程結構的前提下,對原生產(chǎn)流程進行了局部優(yōu)化,生產(chǎn)應用結果表明,獲得了金浸出率為93.09%、銀浸出率為36.91%,鐵總回收率為51.30%的生產(chǎn)指標。對于選冶小型試驗研發(fā)的新工藝流程,工業(yè)化應用面臨著分組產(chǎn)品在浸出作業(yè)前是否沉降困難和含氰根礦漿由堿入酸的調(diào)漿過程是否安全兩大難題,基于此,本論文分別進行了磁選分組產(chǎn)品的沉降試驗和含氰根礦漿由堿入酸的調(diào)漿試驗。最終在上述研究結果的基礎上,確定了新工藝的工業(yè)試驗建議流程。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD953

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：1241679