選礦小知識———氰化提金過程的主要影響因素

      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之后，至今仍然得到廣泛應(yīng)用。下面針對氰化提金過程的幾個(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)有過氧化氫存在，在氰化物溶液中加入低濃度的過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。

      氰化過程通常在常溫常壓下進(jìn)行，氰化時(shí)通過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過程，磨礦過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氧化氫作用生成過氧化鈣的緣故。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)具體含金原料通過實(shí)驗(yàn)來確定。

      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。

       氰化提金的過程是復(fù)雜的，針對當(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，但也可影響氰化過程。