古重砂矿化学提纯处理流程：精选提纯工艺技术解析

核心结论速览：

• 古重砂矿提纯的关键在于“重选预富集+化学浸出”的组合工艺，火法与湿法联合可显著提升金、银回收率

• 氯化分金工艺对高品位重砂金（Au>5000g/t）的单次回收率可达99.5%以上

• 焙烧预处理是化学提纯的核心环节，温度控制在550-650℃可有效脱除硫、砷杂质

• 火法冶炼与湿法浸出可灵活组合，根据矿石品位和成分选择最优路线

一、古重砂矿的资源价值与处理难点

古重砂矿是历史砂矿开采过程中遗留的富含重矿物的尾矿资源。这类物料经历了早期重选粗选，密度较高的有用矿物（金、银、钛铁矿、锆石、独居石等）已得到初步富集，但细粒级有用矿物尤其是细粒金、银的回收率普遍偏低。

古重砂矿化学提纯处理流程面临的挑战来自三个方面。重砂中金的嵌布粒度极细，部分呈粉末状或显微状包裹于硫化矿物中，机械分选方法如跳汰、摇床难以有效回收。重砂成分复杂，常含有硫、砷等有害元素，若直接氰化或酸浸，药剂消耗量大且浸出率不稳定。传统火法工艺虽能处理高品位物料，但渣量大、金损失高，湿法工艺则存在废液处理成本问题。

工艺矿物学分析表明，古重砂矿中可回收的有用矿物主要为多种钛矿物、磁铁矿、锆石，同时可综合回收金红石和独居石。由于矿物组成复杂，含多种磁性强弱不同、磁性变化范围大的含钛矿物，仅通过单一磁选、电选或浮选方法均难以有效分离。古重砂矿化学提纯处理流程必须结合矿物物性差异，采用重磁电化联合流程实现有用矿物的综合回收。

二、化学提纯的技术原理

古重砂矿化学提纯处理流程的核心逻辑分为两条技术路线：火法冶炼路线和湿法浸出路线。

火法路线基于火试金原理。人工挑金后余留的含细粒金重砂经冶炼配料，添加硼砂、石英、面粉、苏打等助熔剂，在1150-1400℃高温下熔炼造渣，控制熔渣硅酸度为0.5-1.5，使细粒金与铅捕集剂结合形成黄铅（铅扣），再经灰吹得到成色80%以上的合质金。该工艺操作简单、成本较低，且可附带回收其他贵金属。

湿法路线采用焙烧加氯化浸出组合工艺。重砂原料经磨细至-200目占90%以上后，在550-650℃下焙烧2小时左右，脱除硫、砷及有机碳等干扰元素。焙烧后的物料进入氯化分金工序，在盐酸体系中加入氯酸钠作为氧化剂，于70-90℃下将金氧化为$AuC{l}_4$⁻络离子，再通过亚硫酸钠还原沉淀得到金粉。该工艺对高品位重砂金（Au>5000g/t）的回收率可达99.5%以上，且渣量仅为传统火法工艺的三分之一。

三、古重砂矿化学提纯处理流程详解

一套完整的古重砂矿化学提纯处理流程通常包含以下工序：

预处理与分级。 原矿经筛分除去粗粒脉石，筛下物料进入螺旋溜槽或摇床进行重选预富集。某海滨砂矿采用筛分加螺旋溜槽一粗一扫流程，可获得产率23.78%、Fe回收率93.70%、TiO₂回收率93.11%的重砂产品。预富集大幅减少了后续化学处理的物料量。

磁选分组。 重砂先经150mT弱磁选回收磁铁矿，弱磁尾矿再进入高梯度强磁选，在0.4-0.8T场强下将钛铁矿与独居石、锆石分离。高梯度磁选后，钛精矿TiO₂品位可达53%以上。

焙烧预处理。 对于含硫、砷较高的重砂，需在550-650℃下焙烧，使硫化物氧化为SO₂挥发，砷则以As₄O₆形式脱除。焙烧烟气须经除尘和尾气吸收处理。焙烧后的物料磁性发生变化，可利用磁选进一步分离。

化学浸出（湿法路线）。 焙砂进入氯化分金工序。控制矿浆浓度10-15%，盐酸浓度10-15%，升温至70-80℃后逐步加入氯酸钠（加入量为理论量的5-10倍），反应至终点后再升温至80-90℃恒温反应，最后升温至92-97℃除氯。氯化渣中金可降至200g/t以下，再经氰化浸出可进一步降至8g/t以下。

还原沉淀与精炼。 氯化浸出液在35-45℃下加入亚硫酸钠（理论量的1.8-2.2倍），将金还原沉淀，过滤洗涤后熔炼铸锭。含银较高的氯化渣可经氨浸分银（氨水浓度8-10%），再用水合肼还原得到银粉。

火法路线（替代第四、五步）。 对于高品位金重砂（Au>80000g/t），可采用直接熔炼。经配料（硼砂、石英、面粉、苏打）后装入石墨坩埚，在1250℃保温40分钟，熔融体注入200-500℃预热的铸铁模，表面结壳后水淬，使黄铅与熔渣分离，最后灰吹得合质金。

四、火法与湿法路线的技术对比

对于Au>5000g/t的高品位重砂，湿法氯化分金通常8小时内可完成，通过反复溶出可大幅降低渣中金损失。对于低品位物料（Au<500g/t），可采用先焙烧再氰化的组合工艺。

五、关键设备配置与工艺参数

古重砂矿化学提纯处理流程的核心设备配置如下：

工艺控制要点：氯化分金时氯酸钠须分多次逐步加入，防止反应剧烈导致冒槽。焙烧温度需根据物料硫砷含量动态调整，温度过低脱除不彻底，过高则产生烧结。熔炼火法路线中铸铁模需预热至200-500℃，防止高温冲击产生裂纹。

六、常见技术问题与对策

细粒金在重选尾矿中损失大

部分古重砂矿中粉末状细粒金占比高，跳汰、摇床难以回收。解决方案：对重选尾矿增加浮选或湿法浸出工序。含金重砂经重选后产生的尾矿，可采用氧化浸出或氯化浸出回收残余细粒金，浸出率可达95%以上。

焙烧过程中砷、硫脱除不彻底

焙烧温度和时间不足时，砷、硫残留会影响后续氰化浸出效果。对策：采用两段焙烧法，先在550℃保温30分钟防止烧结，再升至650℃保温2小时。同时控制入炉物料水分小于5%，保证焙烧气氛为氧化性。

氯化分金反应剧烈，金损失风险高

氯酸钠一次性加入会导致反应失控和溶液冒槽。应分3-5批次逐步加入，初始温度控制在70-80℃，待金大量溶出后再升温至80-90℃加速反应。同时配备尾气碱洗装置吸收逸出氯气。

七、结论与建议

古重砂矿化学提纯处理流程的技术路线选择取决于原料品位、成分和项目规模。对于Au>5000g/t的高品位重砂，火法冶炼路线操作简便、投资适中，但需配套烟气处理设施。对于Au在500-5000g/t的中低品位物料，湿法焙烧加氯化分金加还原沉淀路线在回收率（>99.5%）和环境友好度方面优势明显。银含量较高的重砂（Ag>3%），可在氯化分金后增加氨浸分银工序，实现金银综合回收。

在流程设计时，建议首先开展工艺矿物学研究，查明金的赋存状态、硫砷含量和矿物间嵌布关系。根据试验结果确定重选磁选化学处理的工艺组合，并预留中间物料循环回路（如氯化渣返回再浸、沉银液循环）以提升综合回收率。对于含金品位较低的古重砂矿，经济可行性评估尤为关键。

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