選礦小知識(shí)———氰化提金過(guò)程的主要影響因素

      氰化提金是提取金的主要方法之一。利用氰化溶液從礦石中提取金，具有回收率高，對(duì)礦石性質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，可就地產(chǎn)金等特點(diǎn)。所以自從1887年首次利用氰化溶液從礦石中浸出金來(lái)之后，至今仍然得到廣泛應(yīng)用。下面針對(duì)氰化提金過(guò)程的幾個(gè)主要影響因素進(jìn)行一下剖析。

尼日利亞2000t/d金礦炭漿廠

      金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但有氧存在時(shí)，金在稀的氰化溶液中可以生成1價(jià)金的洛合物而溶解。關(guān)于金溶解的化學(xué)反應(yīng)式，目前主要有兩種觀點(diǎn)。能斯特(1846)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定金在氰化溶液中溶解必須有氧參加反應(yīng)，并提出了下列反應(yīng)式：

4AU+8CNˉ+O2+2H2O→4[AU（CN）2]ˉ+4OHˉ    （2-1）

BODLANDER（1896）認(rèn)為，金在氰化溶液中溶解反應(yīng)分兩步進(jìn)行：

2AU+4CNˉ+O2+2H2O→2[AU（CN）2]ˉ+2OHˉ+ H2O2    （2-2）

2AU+4CNˉ+ H2O2→2[AU（CN）2]ˉ+2OHˉ      （2-3）

     上述兩步反應(yīng)的總和，與反應(yīng)式（2-1）是一致的。之后，一些研究者進(jìn)一步證實(shí)，在氰化物溶液溶解金時(shí)有過(guò)氧化氫存在，在氰化物溶液中加入低濃度的過(guò)氧化氫可使金的溶解速度增加。F.HABASHI（1967）考察了這些方程式之后指出：式（2-3）的反應(yīng)是很緩慢的，金的溶解反應(yīng)幾乎完全按（2-2）進(jìn)行。

      金銀的浸出速度與溶液中氰化物的濃度密切相關(guān)。當(dāng)溶液中氰化物濃度小于0.05%時(shí)金銀的浸出力隨氰化物濃度的增大呈直線上升，然后隨氰化物濃度的增大而緩慢上升至最高值，浸出率最高值對(duì)應(yīng)的氰化物濃度約0.15%左右，此后再增大氰化物濃度，金銀的浸出率反而有所下降。在低濃度氰化物溶液中金的浸出速度高的原因在于：⑴低濃度氰化物溶液中氧的溶解度較大；⑵低濃度氰化液中氰根和氧的擴(kuò)散速度較大；⑶低濃度氰化物溶液中賤金屬的溶解量小，氰化物消耗量較少。因此，含金礦石氰化浸出時(shí)氰化物濃度一般為0.02%～0.1%，滲濾氰化浸出時(shí)氰化物濃度一般為0.03%～0.2%。生產(chǎn)實(shí)踐表明常壓條件下，氰化物濃度為0.05%～0.1%時(shí)金的浸出速度最高。某些情況下氰化物濃度為0.02%～0.03%范圍內(nèi)金達(dá)到最高浸出速度。

      當(dāng)溶液中氰化物濃度較高時(shí)，金的浸出速度與氰化物濃度無(wú)關(guān)，但隨溶液中氧的濃度的增大而增大。氧在溶液中的溶解度隨溫度和溶液面上壓力而變化，在通常條件下氧在水中的最高溶解度為5到10毫克每升。

      氰化過(guò)程通常在常溫常壓下進(jìn)行，氰化時(shí)通過(guò)氰化槽中攪拌葉輪的充氣作用或用壓風(fēng)機(jī)向氰化槽中礦漿充氣的方法提高槽內(nèi)礦漿中的溶解氧濃度。

      壓風(fēng)機(jī)鼓入礦漿中的空氣只有少部分溶于礦漿中，其中大部分溢出礦漿表面返回大氣中，實(shí)際上可利用的溶解氧量與供應(yīng)的氧量相差甚大。金鵬選礦研究院為了增加氧的利用率以及增加礦物氧化時(shí)間，研制了富氧浸出裝置，對(duì)于一些雜質(zhì)金屬較多的礦石起到了很好的預(yù)氧化作用。礦漿中溶解氧主要消耗于礦石的磨礦分級(jí)過(guò)程，磨礦過(guò)程中增加大量礦粒新鮮表面，加之礦漿溫度較高，硫化礦物表面的氧化將消耗大量的溶解氧。因此，剛從磨機(jī)排出的礦漿中的溶解氧濃度較低，氰化前應(yīng)適當(dāng)充空氣以提高礦漿中的溶解氧濃度。氰化過(guò)程中溶解氧主要消耗于伴生組分的氧化分解，金屬鐵、硫化鐵、砷銻硫化物及其他硫化物將消耗大部分溶解氧，金銀氰化浸出只消耗相當(dāng)小的一部分溶解氧。

      為了防止礦漿中的氰化物水解，使氰化物充分解離為氰根離子及使金的氰化浸出處于最適宜的PH值，氰化時(shí)必須加入一定量的堿以調(diào)整礦漿的PH值，常將加入的堿稱為保護(hù)堿。可采用苛性鈉、苛性鉀或石灰作保護(hù)堿。生產(chǎn)中常用石灰作保護(hù)堿，因石灰價(jià)廉易得，可使礦泥凝聚，有利于氰化礦漿的濃縮和過(guò)濾。

      石灰的加入量以維持礦漿的PH值為10～12為宜，礦漿中的氧化鈣含量為0.002%～0.012%。目前多數(shù)氰化廠在高堿條件下進(jìn)行氰化，以降低氰化物消耗量。但當(dāng)含金礦石中某些硫化礦物在高堿條件下更易與氧作用時(shí)，以在低堿條件下進(jìn)行氰化較有利，為了加速金的溶解礦漿PH值一般不宜低于10.0。高堿介質(zhì)有利于碲化物的分解，但礦漿PH 值不宜過(guò)高。以石灰作保護(hù)堿當(dāng)PH值大于11.5時(shí)金的浸出速度明顯降低，這可能是由于石灰與在礦漿中累積的過(guò)氧化氫作用生成過(guò)氧化鈣的緣故。用苛性鈉或苛性鉀作保護(hù)堿時(shí)礦漿PH值大于12以后金的浸出速度也有所下降。因此，氰化礦漿的最適宜PH值（或氧化鈣含量）應(yīng)據(jù)具體含金原料通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。

      金的浸出速度與礦漿溫度有關(guān)，金的浸出速度隨礦漿溫度的升高而增大，至85度時(shí)金浸出速度達(dá)最大值，再進(jìn)一步升高礦漿溫度時(shí)金的浸出速度下降，礦漿中的溶解氧的濃度隨礦漿溫度的上升而下降，在100度時(shí)礦漿中的溶解氧濃度為0。金的浸出速度隨溫度的上升而提高是由于金浸出 的陰極極化作用隨礦漿溫度的上升而減小，生成的氫大部分從礦漿中溢出，只有少部分停留在陰極區(qū)表面，此時(shí)氧的去極作用不如在極化強(qiáng)烈情況所起的作用。但提高氰化礦漿溫度將引起許多不良后果，提高礦漿溫度不僅消耗大量燃料，而且增加賤金屬礦物的浸出速度和氰化物的水解速度，增加氰化物的消耗量。因此生產(chǎn)實(shí)踐中除在寒冷地區(qū)為了使浸出礦漿不凍結(jié)而采取適當(dāng)?shù)谋卮胧┩猓话氵x礦廠均在大于15度到20度的常溫條件下進(jìn)行氰化浸出。

      浸出礦漿中的礦泥包括原生礦泥和次生礦泥兩部分。原生礦泥來(lái)自于存在礦床中的高嶺土之類的粘性礦物，次生礦泥是礦石在運(yùn)輸、破碎、磨礦過(guò)程中產(chǎn)生的礦泥，主要為石英、硅酸鹽、硫化礦物之類的礦物質(zhì)。礦漿中的礦泥極難沉降，懸浮在礦漿中，增加礦漿粘度，降低試劑的擴(kuò)散速度和金的浸出速度，礦泥還可以吸附氰化礦漿中的已溶金。

       礦漿粘度與礦漿濃度有關(guān)，直接影響浸出試劑在礦漿中的擴(kuò)散速度。浸出礦漿濃度較低時(shí)，可相應(yīng)提高金的浸出速度和浸出率，可減少浸出時(shí)間，但此時(shí)浸出礦漿體積大，須增加設(shè)備容積，成比例的增加浸出劑用量，貴液中金的含量低。礦漿濃度高雖可適當(dāng)降低試劑耗量，但將降低試劑擴(kuò)散速度，延長(zhǎng)浸出時(shí)間。因此，氰化浸出最適宜的礦漿濃度一般須根據(jù)礦石性質(zhì)用實(shí)驗(yàn)的方法決定。

       氰化浸出時(shí)間隨礦石性質(zhì)、氰化浸出方法和氰化作業(yè)條件而異。氰化浸出初期金的浸出速度較高，氰化浸出后期金的浸出速度很低，當(dāng)延長(zhǎng)浸出時(shí)間所產(chǎn)生的產(chǎn)值不足以抵償所花的成本時(shí)，應(yīng)終止浸出，再延長(zhǎng)浸出時(shí)間得不償失。一般攪拌氰化浸出時(shí)間常大于24小時(shí)，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)40小時(shí)以上，碲化金的浸出時(shí)間需72小時(shí)左右。滲濾氰化浸出時(shí)間一般為5天以上。 

       在生產(chǎn)實(shí)踐中，通常把PH值控制在11到12范圍內(nèi)，并主要采用廉價(jià)的石灰作為保護(hù)堿，石灰的濃度一般控制在0.01%到0.05%。如果工藝上要求采用較強(qiáng)的堿度，或防止堆浸礦堆結(jié)鈣、設(shè)備和管道內(nèi)壁結(jié)垢時(shí)，也可采用氫氧化鈉作為保護(hù)堿。

       氰化提金的過(guò)程是復(fù)雜的，針對(duì)當(dāng)前難選金礦，低品位金礦的不斷出現(xiàn)，礦石性質(zhì)的復(fù)雜性，使的影響提金的因素也層出不窮。還有諸多的未知領(lǐng)域值得研究和探討。以上探討主要是一些氰化過(guò)程中的外在影響因素。

      金礦石的礦物組成是多種多樣的，除了惰性的、不與氰化物起作用的礦物（石英、硅酸鹽、氧化鐵）外，常常存在能與氰化物及溶液中氧起反應(yīng)的物質(zhì)。它們進(jìn)行的副反應(yīng)，增加反應(yīng)劑的消耗，降低金的浸出速度和浸出率。這些起副反應(yīng)的產(chǎn)物還可能使鋅置換沉淀金作業(yè)發(fā)生困難。因此，金礦石的礦物組成，是決定氰化指標(biāo)的主要內(nèi)在因素。金礦石中，常見(jiàn)的并強(qiáng)烈影響氰化浸金效果的礦物有：含鐵、銅、銻、砷的礦物；含鋅、汞、鉛等礦物雖然比較少，但也可影響氰化過(guò)程。