原生金-砷礦石含有1~2%到10~12%的砷黃鐵礦。在其他硫化物中,實(shí)際上經(jīng)常有黃鐵礦,有時(shí)還有磁黃鐵礦。在很少情況下,礦物中不含微粒金。這類礦石可以用氰化法或者先浮選而后對(duì)浮選精礦進(jìn)行氰化的方法處理。礦石中大部分金常常呈微粒分散狀包裹在硫化物中。對(duì)這類礦石可以進(jìn)行混合浮選,選出金-砷精礦或者金-砷-黃鐵礦精礦。精礦進(jìn)行焙燒,焙燒渣用氰化法處理或送冶煉廠冶煉。在焙燒過程中得到含砷的產(chǎn)品。但是,目前對(duì)這類產(chǎn)品的需要量不大。如果混合浮選后不能得到廢棄尾礦,那么可對(duì)浮選尾礦進(jìn)行氰化或者對(duì)原礦進(jìn)行氰化,而含金硫化物則用浮選法從氰化尾礦中回收。
浮選金-砷礦石時(shí),必須對(duì)已知的方法進(jìn)行試驗(yàn),即分段浮選,礦砂和礦泥分別浮選、在蘇打介質(zhì)中進(jìn)行浮選等,以便改善金-砷礦石浮選過程的各項(xiàng)指標(biāo)。浮選砷黃鐵礦時(shí),必須往礦漿中加氧。磨礦過程中形成的碎鐵可作為氧的吸收劑。當(dāng)存在蘇打灰時(shí),鐵的氧化和吸收氧進(jìn)行得較慢。所以,在制定浮選條件時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)磨礦機(jī)中添加的蘇打量(耗量為1~2公斤/噸)進(jìn)行試驗(yàn),以便使磨礦機(jī)排礦中pH值達(dá)到10~10.2,然后在浮選時(shí)使其降到8.5~8.8。以硫酸銅作為活化劑是很有利的,其用量為100~200???噸。這種藥劑應(yīng)加在掃選中。在個(gè)別情況下,金和砷的回收率會(huì)隨著礦漿同捕收劑攪拌時(shí)間的增加(達(dá)20~30分鐘)而提高。
有時(shí),采用優(yōu)先浮選分選出含金的黃鐵礦精礦和砷精礦,或者單-的金-黃鐵礦精礦是合適的。如果黃鐵礦精礦和砷精礦中的金是用不同方法進(jìn)行回收或者需得到高晶位的砷精礦時(shí),單獨(dú)選出黃鐵礦精礦和砷精礦是合算的。在下列情況下可以只選出單-的金-黃鐵礦精礦:
當(dāng)浮選尾礦合乎廢棄金品位的要求,而砷又無工業(yè)價(jià)值時(shí);
浮選尾礦中的金與黃鐵礦精礦中的金不相同,它可以用氰化法回收時(shí)。
利用石灰或者在石灰介質(zhì)中用空氣進(jìn)行氧化,用軟錳礦和高錳酸鉀抑制砷黃鐵礦,可使黃鐵礦與砷黃鐵礦分離。在許多情況下,氧化劑的效果取決于氧化劑使用制度的制定和遵守得如何。氧化劑的用量過大,與礦漿接觸時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)引起砷黃鐵礦的活化。
浮選泥質(zhì)礦石和含碳礦石時(shí)的困難很大。礦泥中通常有含碳物質(zhì)、各種頁巖和碳酸鹽。在浮選硫化物時(shí),這些組分會(huì)進(jìn)入精礦中,從而提高了精礦的產(chǎn)率和降低精礦質(zhì)量。此外,礦泥能吸收浮選藥劑并阻礙硫化物的浮選。為了研究泥質(zhì)礦石,首先必須確定礦石中的含金性并根據(jù)其質(zhì)量可以試驗(yàn)下列方法:
礦石及其加工產(chǎn)品(粗選尾礦、中間產(chǎn)品、掃選精礦)的脫泥。如果有必要,分離后的礦泥應(yīng)進(jìn)行吸附氰化處理;
使用不同藥劑(KMLI,IIAA,苯胺染料,淀粉等)抑制粗選、掃選或精選作業(yè)中的礦泥浮游;
浮選并用藥劑處理礦砂部分。
含微粒浸染金的砷黃鐵礦精礦和黃鐵礦-砷黃鐵礦精礦的工業(yè)利用問題,目前還未獲得解決。由于對(duì)砷的各種化合物的需求量有限和這些化合物的毒性大,所以這個(gè)問題很難解決。
砷是火法冶金過程中的有害組分,所以送到冶煉廠中的精礦;對(duì)其中砷的含量有嚴(yán)格的限制。
國(guó)外生產(chǎn)實(shí)踐中,普遍采用對(duì)金-砷精礦進(jìn)行焙燒,然后用氰化法處理焙砂。采用這一方法時(shí),需要仔細(xì)地從氣相中捕收砷,如果砷產(chǎn)品的銷路不佳時(shí),還需要花昂貴費(fèi)用將其貯存或埋藏起來。最好是采用兩段焙燒:I段焙燒的溫度為500~580C,
并給入少量的空氣,Ⅱ段焙燒溫度為600~620并給入大量空氣。只有這樣,焙燒時(shí)才能不致生成易熔化合物,且能得到孔隙性良好的焙砂。焙砂中的砷品位不應(yīng)超過1~1.5%。如果在較高的溫度下和給入過量的空氣條件下進(jìn)行一段焙燒,那將會(huì)因生成不易揮發(fā)的砷酸鹽(例如砷酸鐵FeAsO4)而提高焙砂中的砷品位。砷酸鹽會(huì)覆蓋金的表面,阻礙金在氰化過程中的溶解。對(duì)含有雄黃(AsS)和雌黃(As2S3)的物料進(jìn)行焙燒時(shí),在很大程度上會(huì)生成砷酸鐵。在溫度為600~620℃下進(jìn)行的第二段焙燒多數(shù)為氯化焙燒或者氧化-氯化焙燒。在多數(shù)情況下;通過這種焙燒可使包裹在黃鐵礦或砷黃鐵礦中的金較充分地暴露出來。
對(duì)含碳的金-砷精礦進(jìn)行焙燒時(shí),最好分兩段進(jìn)行:在溫度為500~600℃以及空氣給入量不足的條件下進(jìn)行第-段焙燒,在溫度為650~700℃以及給入過量空氣下進(jìn)行第二段焙燒。第-段焙燒應(yīng)該將砷燒到焙砂中的含量低于1%,而第二段焙燒應(yīng)將活性碳和硫燒盡。為了使活性碳燒盡,不僅需要給入過量的空氣以及相當(dāng)高的溫度,而且還需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。在沸騰焙燒爐中焙燒時(shí),焙燒過程進(jìn)行的較快,而且焙燒得較完全充分。為了在焙燒爐中實(shí)現(xiàn)不用燃料的自燃焙燒,精礦的含硫量應(yīng)為22~24%。
如果焙燒渣送去熔煉,那么就可以進(jìn)行一段焙燒。砷在這種焙燒渣中的含量容許達(dá)到2%。
對(duì)金砷精礦或者焙燒后的焙砂進(jìn)行氰化處理時(shí),又有其不同的特點(diǎn)。對(duì)精礦進(jìn)行氰化時(shí),應(yīng)該預(yù)先用堿處理,分段氰化,用低濃度氧化鈣的氰化溶液進(jìn)行浸出等。如果原礦或其精礦中含有砷的簡(jiǎn)單硫化物(雌黃或雄黃),那么在氰化時(shí)必須用處理含銻礦石及其精礦的方法來進(jìn)行試驗(yàn)。焙燒后的焙砂,通常需要用水沖洗,而后進(jìn)行氰化并使氰化溶液中NaCN的濃度保持在0.08%以上。通過沖洗能大大降低氰化物和石灰的耗量。對(duì)于含有難以回收金的焙砂可用兩段或者三段氰化來處理,必要時(shí)還可以用堿進(jìn)行中間處理。堿能溶解砷的氧化物(特別是砷酸鐵),并能使包裹在這些化合物中的金暴露出來。處理焙砂時(shí),需要NaOH的濃度為6~8%的堿溶液。并將礦漿加熱到80~90%℃,處理時(shí)間為2~3小時(shí)。然后使物料脫水,最后進(jìn)行氰化并對(duì)液相中的金進(jìn)行檢驗(yàn)分析。往溶液中添加氫氧化物或氧化鈣,就能使含Na3AsO4的堿溶液得以再生。砷呈砷酸鈣形式沉淀下來,溶液再用NaOH增濃。
先進(jìn)行不完全氧化焙燒,而后進(jìn)行氯化揮發(fā)是從金-砷精礦中回收金的-種可行方法。氯化揮發(fā)試驗(yàn)的條件如下:焙砂中的含硫量為3.5~4%,NaCl耗量為焙砂重量的7.5~10%,氯化揮發(fā)的溫度為1000℃。在這些條件下,約有96~98%的金轉(zhuǎn)入揮發(fā)物中而被回收。
分解金-砷精礦的壓熱-堿浸方法值得進(jìn)一步研究。在溫度為100℃,氣相中的氧分壓為10大氣壓的條件下,用150~180克/升NaOH溶液對(duì)精礦進(jìn)行2小時(shí)的壓熱處理,就能保證+分完全地使硫化物分解,使98~99%的砷和硫進(jìn)入液相。沖洗后浸出渣中的金可用氰化法(不添加石灰)加以回收。壓熱分解可以在水介質(zhì)中,借助于在50大氣壓下使空氣中的氧通過壓熱浸出器來實(shí)現(xiàn)。在這些條件下,砷被氧化并生成砷酸鐵和硫酸。
細(xì)菌浸出是使金-神精礦被氧化的很有發(fā)展前途的方法。采用這-方法能相當(dāng)完全地使金暴露出來。細(xì)菌浸出后所得到的砷化合物(主要是砷酸鹽和亞砷酸鈣)難溶于水中,而且其毒性很小。這是采用焙燒工藝和火法冶煉時(shí)生成的砷化合物所無法比擬的。
為了使砷黃鐵礦氧化,建議采用人工培養(yǎng)的鐵硫桿菌,其在原始溶液中的濃度為106-107細(xì)胞/毫升。細(xì)菌浸出的試驗(yàn)是在靜態(tài)條件下進(jìn)行的,必須測(cè)定下列主要參數(shù)的最佳值:原始細(xì)菌溶液的pH值;三價(jià)鐵的濃度,原始礦漿中的液固比細(xì)菌浸出的時(shí)間。
這些參數(shù)的原始數(shù)值是:pH值;1.8~2;Fe3+的濃度為3~4克/升,液固比=30~50,時(shí)間為300~400小時(shí)。然后使細(xì)菌適應(yīng)于具體的條件,溶液進(jìn)行中間脫砷(添加石灰乳使pH值達(dá)到3~3.5),并按照順流的工藝流程組織細(xì)菌浸出試驗(yàn),力圖縮短細(xì)菌浸出的時(shí)間和在較稠的礦漿中實(shí)現(xiàn)這-方法。對(duì)于某些金-砷精礦來說,砷黃鐵礦開始氧化的最佳條件是:液固比二5:1,浸出時(shí)間為120~150小時(shí)。在砷黃鐵礦被氧化的同時(shí),部分黃鐵礦(約30~40%)也被氧化。
細(xì)菌浸出后的浸出渣需用水洗滌,然后對(duì)浸出渣進(jìn)行氰化。除了氰化法之外,還可以用硫脲法、水氯化法等進(jìn)行試驗(yàn)。
為了從黃鐵礦和砷黃鐵礦中暴露出金,還有-些比較新的方法(如機(jī)械化學(xué)法和電化學(xué)法)應(yīng)引起重視。
部分氧化的礦石中所含的砷有-部分是呈臭蔥石和其他氧化礦物狀態(tài)存在的。這種礦石中的金被臭蔥石薄膜所覆蓋,因此難以進(jìn)行浮選和氰化。臭蔥石可用脂肪酸捕收劑進(jìn)行浮選。
為了從部分氧化礦石中回收金和砷,可用包括下列作業(yè)的流程進(jìn)行試驗(yàn):
用巰基捕收浮選金和硫化物,其精礦進(jìn)行焙燒,焙砂加以氰化;浮選尾礦用NaOH溶液處理,以便浸出砷和除掉金粒表面上的薄膜;殘?jiān)们杌ㄌ幚?用石灰或高濃度NaOH溶液從堿性溶液中沉淀砷。石灰能沉淀,同時(shí)還能使NaOH再生。再生后的NaOH可以循環(huán)使用。