JP5955393B2 - 黄鉄鉱を含有する金鉱石からの金の浸出方法 - Google Patents
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Description
前処理工程後の金鉱石を、ハロゲン化物イオン及び鉄イオンを含有する金浸出液に酸化剤の供給下で接触させて、当該鉱石中の金成分を浸出する工程3と、
を含む金の浸出方法である。
本発明に係る金鉱石の前処理方法の一実施形態においては、黄鉄鉱を含有する金鉱石を準備する工程1と、当該金鉱石を非酸化性雰囲気下で450℃以上に加熱し、当該金鉱石中の黄鉄鉱を硫化鉄(II)及び単体硫黄に熱分解する工程2とを含み、酸化焙焼工程を含まない。
工程1では黄鉄鉱を含有する金鉱石を準備する。というのは、本発明では難溶性で金浸出率の低い黄鉄鉱中の金の浸出率を高めることを目的とするからである。しかしながら、それ以外の要件、例えば、鉱石中の金の濃度の大小は問わない。本発明の処理対象となる金鉱石は、浮遊選鉱や比重選別といった慣用の選鉱処理を経たものとすることもできる。粉砕摩鉱して鉱石の粒径を小さくし、金浸出液が鉱石内部の金に接触しやすいようにすることもできる。金鉱石中の金濃度は典型的には0.1〜100質量ppm程度であり、より典型的には1〜20質量ppm程度である。
工程2では当該金鉱石を非酸化性雰囲気下で450℃以上に加熱し、当該金鉱石中の黄鉄鉱を硫化鉄(II)及び単体硫黄に熱分解する。このときの化学反応は次式:FeS2→FeS+Sで表される。理論的には酸化硫黄の発生はないが、完全に酸素を遮断することは現実的には困難なケースもある。また、実操業においては、酸化硫黄が発生しても実質的な悪影響を与えない程度であれば、これを処理するための硫酸製造設備も不要であり、非酸化性雰囲気と呼んで差し支えない。そこで、本発明においては非酸化性雰囲気の中には不可避的に混入する程度の酸素が反応系に存在することは許容されている。例えば、黄鉄鉱に対する酸素供給量のモル比が酸素:黄鉄鉱=1:5以下であれば許容され、1:10以下であればより好ましい。当該熱分解を経た後の金鉱石は、後述する金浸出液に対する溶解性が格段に向上する。熱分解を経ない場合に比べて、金の浸出率が約10倍も上昇し得る。本発明で行う熱分解法では黄鉄鉱(FeS2)がヘマタイト(Fe2O3)へ変化しないため、金の浸出率が不十分であると思われたことから、このような結果が得られたことは極めて驚くべき事であった。
本発明に係る金浸出方法の一実施形態においては、前処理工程後の金鉱石を、ハロゲン化物イオン及び鉄イオンを含有する金浸出液に酸化剤の供給下で接触させて、当該鉱石中の金成分を浸出する工程3を実施する。
黄鉄鉱精鉱(パプアニューギニア国産)を準備した。この黄鉄鉱精鉱中の黄鉄鉱の含有量をXRDと化学分析により算定したところ、17質量%であった。黄鉄鉱精鉱をボールミルで粉砕摩鉱して、累積重量粒度の分布曲線において累積重量が80%となる粒径(d80)を24μmに調整した。d80は、レーザ回折式粒度分布測定装置(島津製作所社型式SALD2100)で3回測定したときの平均値とした。次いで、摩鉱後の黄鉄鉱精鉱(200g)に対して、表1に記載の組成を有する塩酸酸性の金浸出液を用いてパルプ濃度100g/Lとし、液温85℃で90時間浸出処理を行った。浸出処理中は空気の吹き込み(精鉱1Lに対して0.1L/min)及び撹拌を継続し、酸化還元電位(ORP:vs Ag/AgCl)を530mV以上に維持した。また、浸出中は、金浸出液のpHが1.0〜1.1を維持するように塩酸を適宜添加した。
比較例1と同じ摩鉱後の黄鉄鉱精鉱(1.5kg)を管状炉に装入し、窒素雰囲気下で1時間かけて700℃まで昇温(昇温速度=10℃/min)した後、1時間加熱した。室温まで放冷後、加熱処理前後のXRD解析により、元鉱中に含まれていたFeS2のピークが消失し、FeSのピークが生じたことを確認した。熱処理により生じた単体硫黄は特に除去操作を施さなかった。
次いで、熱処理後の黄鉄鉱精鉱に対して、比較例1と同じ組成を有する塩酸酸性の金浸出液を用いてパルプ濃度100g/Lとし、液温85℃で18時間浸出処理を行った。浸出処理中は空気の吹き込み(精鉱1Lに対して0.1L/min)及び撹拌を継続し、酸化還元電位(ORP:vs Ag/AgCl)を400mV以上に維持した。また、浸出中は、金浸出液のpHが1.0〜1.1を維持するように塩酸を適宜添加した。
実施例1で使用した摩鉱後の黄鉄鉱精鉱(1.5kg)に対して、表1に記載のように保持温度及び保持時間を変化させたときのXRD解析におけるFeS2及びFeSの回折強度変化を調査した。実験は管状炉を使用し、窒素雰囲気下で行った。熱分解により生成する単体硫黄は蒸発させて窒素気流により除いた。昇温速度はすべて10℃/minとした。冷却は室温になるまで放冷した。XRD解析はリガク社製型式RINT2200 ultimateを使用した。FeS2は2θ=32.98°と56.15°、FeSは2θ=43.67°と33.78°に特徴的なピークをもつのでこれらの入射角に着目した。結果を表2に示す。
比較例1と同じ摩鉱後の黄鉄鉱精鉱(1.5kg)を管状炉に装入し、窒素雰囲気下で1時間かけて700℃まで昇温(昇温速度=10℃/min)した後、1時間加熱した。室温まで放冷後、熱処理後の黄鉄鉱精鉱に対して、表3に記載の組成を有する塩酸酸性の金浸出液を用いてパルプ濃度100g/Lとし、液温85℃で浸出処理を行った。浸出処理中は空気の吹き込み(精鉱1Lに対して0.1L/min)及び撹拌を継続し、酸化還元電位(ORP:vs Ag/AgCl)を600mV以上に維持した。ただしNaBrに関してはNaBrを添加せず、他の成分は同じ条件でも浸出を行った。一定の時間ごとにサンプリングを行い液中の金の濃度を定量した。また、浸出中は、金浸出液のpHが1.0〜1.1を維持するように塩酸を適宜添加した。
比較例1と同じ摩鉱後の黄鉄鉱精鉱(1.5kg)を実施例3と同じ組成を有する塩酸酸性の金浸出液を用いてパルプ濃度100g/Lとし、液温85℃で浸出処理を行った。浸出処理中は空気の吹き込み(精鉱1Lに対して0.1L/min)及び撹拌を継続し、酸化還元電位(ORP:vs Ag/AgCl)を600mV以上に維持した。ただしNaBrに関しては実施例2と同じくNaBrを添加せず、他の成分は同じ条件でも浸出を行った。一定の時間ごとにサンプリングを行い液中の金の濃度を定量した。また、浸出中は、金浸出液のpHが1.0〜1.1を維持するように塩酸を適宜添加した。
実施例1で使用した摩鉱後の黄鉄鉱精鉱に対し、窒素雰囲気下での熱分析(セイコー社製型式TG/DTA6300)により、各温度における重量変化と吸熱−発熱を調査した。昇温速度は毎分20℃とした。結果を図2に示す。450℃で質量の減少が始まり、同時に発熱が見られることから黄鉄鉱の分解が始まっていることが判る。窒素雰囲気下では最低でも450℃まで昇温しなければ黄鉄鉱の熱分解は生じない。ただし、上述したXRD解析の結果からみると、450℃付近では熱分解に長時間を要すると考えられ、600℃以上での加熱処理が望ましい。
Claims (8)
- 黄鉄鉱を含有する金鉱石を準備する工程1、及び、当該金鉱石を非酸化性雰囲気下で450℃以上に加熱し、当該金鉱石中の黄鉄鉱を硫化鉄(II)及び単体硫黄に熱分解する工程2を含み、酸化焙焼工程を含まない前処理と、
前処理工程後の金鉱石を、ハロゲン化物イオン及び鉄イオンを含有する金浸出液に酸化剤の供給下で接触させて、当該鉱石中の金成分を浸出する工程3と、
を含む金の浸出方法。 - 金浸出液が塩化物イオン及び臭化物イオンを含有する請求項1に記載の金の浸出方法。
- 工程3における金の浸出は酸化還元電位(参照電極は銀/塩化銀)を550mV以上に保持する条件下で行われる請求項1又は2に記載の金の浸出方法。
- 工程2における熱分解は前記金鉱石を600〜750℃で5〜60分保持する条件下で行われる請求項1又は2に記載の金の浸出方法。
- 金鉱石中の黄鉄鉱の含有量が5〜80質量%である請求項1〜3の何れか一項に記載の金の浸出方法。
- 工程2で発生する気体状の単体硫黄は金鉱石から固気分離により除去される請求項1〜4の何れか一項に記載の金の浸出方法。
- 工程2で発生する硫化鉄(II)及び単体硫黄は冷却して共に固体状で回収し、一緒に金浸出液に接触させることで金の浸出工程を実施する請求項1〜4の何れか一項に記載の金の浸出方法。
- 金浸出液のpHを1.9以下に保持して金の浸出工程を実施する請求項1〜6の何れか一項に記載の金の浸出方法。
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