采用環保“金蟬”藥劑浸出老撾某金礦石試驗研究

郭鵬志，邱 沙，吳藝鵬，康維剛(天津華北地質勘查局，天津 300170)

采用環保“金蟬”藥劑浸出老撾某金礦石試驗研究

郭鵬志，邱 沙，吳藝鵬，康維剛
(天津華北地質勘查局，天津 300170)

采用環保黃金選礦藥劑“金蟬”對老撾瑯勃拉邦省巴烏縣帕奔碳酸鹽類型金礦開展了浸出試驗研究，結果表明：在試驗條件為磨礦細度-0.074mm含量90%以上，礦漿濃度40%，石灰用量3kg/t，堿預處理時間2h，“金蟬”用量600g/t，浸出時間24h時，金的浸出率可以達到96.40%，比采用氰化浸出時浸出率提高1.4%，且藥劑用量降低200g/t，浸出時間縮短12h以上。對“金蟬”浸出尾渣進行了浸出毒性分析，表明尾渣中氰化物、銅、鉛、鋅、砷的浸出毒性值在國家標準限值范圍內，尾渣無需解毒處理，可以直接外排。經濟對比分析表明采用“金蟬”浸出時每年可以降低生產成本393.15萬元。

黃金選礦藥劑；“金蟬”；氰化浸出；浸出毒性

在2007年中國國際礦業大會上，國土資源部正式提出了發展綠色礦業的目標，要求堅持礦產資源開發與環境保護協調發展[1]。面對這一新的要求和發展形勢，更為環保的非氰浸金技術的研究和應用必將越來越受到重視。目前，非氰浸金方法較多。包括硫脲法[2-3]、硫代硫酸鹽法[4]、鹵化法[5]、微生物法、石硫合劑法等[6-8]，但此類工藝通常藥劑耗量大、成本高，工業上無法應用[9]。最近幾年，關于新型環保浸金劑的專利陸續公布[10-14]，國內市場上也出現了多種新型環保浸金劑，如“東北虎”、“金蟬”、“金欣”等，環保浸金藥劑的研究進入了一個快速發展的階段。老撾瑯勃拉邦省巴烏縣帕奔金礦地處水系較為發育地區，且地下溶洞較多。為減少對周邊環境的染污，降低風險，保證礦山開發項目更為安全的實施，有必要開展環保浸金研究。本文選擇“金蟬”浸金藥劑對老撾瑯勃拉邦省巴烏縣帕奔金礦進行了試驗研究。

1 礦石性質

1.1 礦石的多元素分析

礦石多元素分析結果見表1。

表1中多元素分析結果表明，礦石中具有利用價值的元素僅為金，含量為7.5g/t，含有很少量的銀，礦石中的銅、鉛、鋅、砷等元素含量很低。礦石中碳含量為10.94%，但經進一步分析表明含有的碳主要為無機碳，不會對氰化浸出造成影響。

1.2 礦石的礦物組分

礦石中的主要礦物組成見表2。

表1 礦石多元素分析結果/%

注：*Au、Ag的單位為g/t。

表2 礦石主要礦物組成

從礦物組成表2中可以看出，該礦礦物組成較為簡單。礦石中金屬礦物含量很低，僅占礦物相對含量的0.52%，非金屬礦物含量達到99.48%。其中，金屬礦物主要為以褐鐵礦為主的鐵氧化物，含量為0.36%，另外含有少量黃鐵礦，銅礦物、毒砂。脈石礦物主要為方解石和白云石等碳酸鹽礦物，含量達到89.12%，次為石英、絹云母、綠泥石。

1.3 金的賦存狀態

通過化學物相法對礦石進行了分析，考查了礦石中金礦物的賦存狀態，分析結果見表3。

通過表3可以看出，礦石中金的存在形態比較單一，包裹金含量很少，含量為3.74%。其中，石英和硅酸鹽礦物包裹金相對含量為1.34%，硫化礦包裹金相對含量為2.40%。其他均為裸露與半裸露金，品位為7.2g/t，占原礦中金含量的96.26%。

1.4 金的粒度特征

經鏡下觀察并結合人工重砂分析，礦石中金礦物以中、細粒嵌布為主，粗粒金、微粒及次顯微金的含量較少。其中，0.037～0.074mm粒級含量達到61.2%；0.074～0.01mm含量占24.84%；小于0.01mm粒級的金礦物較少，僅占5.64%。統計結果見表4。

表3 原礦金礦物物相分析

表4 金礦物粒度測量結果

綜合以上礦石性質研究，表明該金礦為含金碳酸鹽型金礦石，礦物組成相對簡單，砷等有害雜質含量低，礦石中大顆粒金含量低，主要為中、細粒嵌布，且包裹金含量很低，金顆粒多呈單體解離和裸露狀態。

2 試驗研究

2.1 探索試驗

針對該金礦礦石性質，老撾帕奔金礦礦山建設項目設計采用全泥氰化浸出工藝，采用四段浸出、五段浸吸工藝流程，磨礦細度-0.074mm含量90%以上，礦漿濃度40%，石灰耗量3.0kg/t，氰化鈉耗量為800g/t，浸出時間38h，浸出率可以到達95%。

為了對比驗證采用“金蟬”進行浸出的效果，參照礦山設計工藝參數，先進行了兩組“金蟬”藥劑和氰化鈉浸出對比試驗。浸出設備采用RK/XJT型浸出攪拌機，常溫攪拌浸出，浸出尾渣烘干后縮分制樣，分析品位并計算浸出率。浸出工藝流程見圖1。

試驗條件為：磨礦細度-0.074mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量3kg/t，采用石灰進行堿預處理2h，浸出劑用量均為800g/t，浸出時間為32h。試驗過程中堿處理完成后浸出藥劑一次性加入。浸出對比試驗結果見表5。

圖1 浸出工藝流程圖

表5 浸出對比試驗結果

從表5中對比試驗結果可以看出，對于該類型金礦石，采用“金蟬”進行浸出時金的浸出效果很好。當原礦品位為7.5g/t時，“金蟬”浸出尾渣品位為0.26g/t，浸出率可以達到96.53%，優于采用氰化鈉浸出。當原礦品位提高到11.12g/t時，在浸出劑用量仍然為800g/t的條件下，采用“金蟬”浸出時尾渣品位為0.30g/t，浸出率可以達到97.30%，而采用氰化鈉進行浸出時尾渣品位增加到0.42g/t，浸出率為96.22%，兩者的浸出率差已經達到1.08%。可以看出，相比于氰化鈉浸出，采用“金蟬”浸出時浸出效果更好，且藥劑消耗量更低。為了優化工藝指標，有必要對“金蟬”浸出老撾帕奔金礦石進行條件試驗。

2.2 條件試驗

條件試驗流程見圖1。開展的條件試驗主要包括磨礦細度、石灰用量、“金蟬”用量、礦漿濃度、浸出時間。試驗過程中原礦品位為7.5g/t，堿預處理時間均為2h，采用常溫攪拌浸出。

2.2.1 磨礦細度試驗

試驗條件如下：礦漿濃度40%，石灰用量3kg/t，“金蟬”用量800g/t，浸出時間為32h，磨礦細度對浸出結果的影響見圖2。

從圖2中試驗結果可以看出，當磨礦細度-0.074mm含量為75%時，金浸出率為94.13%，隨著磨礦細度的提高，金浸出率不斷升高；當磨礦細度提高到-0.074mm含量為90%時，金浸出率達到96.53%，之后，磨礦細度再增大，金浸出率不再增加，因此，磨礦細度選用-0.074mm含量占90%。2.2.2 石灰用量試驗

試驗條件為：磨礦細度-0.074mm含量90%，礦漿濃度40%，“金蟬”用量800g/t，浸出時間32h，石灰用量對浸出結果的影響見圖3。

圖2 磨礦細度對浸出結果的影響

圖3 石灰用量對浸出結果的影響

由圖3試驗結果可以看出，在不添加石灰進行浸出時，浸出效果較差，金浸出率僅在80%左右，隨著石灰用量的增加，金浸出率逐漸提高。當石灰用量為3kg/t時，金的浸出率達到96.53%，石灰用量超過3kg/t以后，金的浸出率呈現出下降的趨勢，說明過量的石灰不利于金的浸出，因此，石灰用量選用3kg/t。

2.2.3 “金蟬”用量試驗

試驗條件為：磨礦細度-0.074mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量3kg/t，浸出時間為32h。“金蟬”用量對浸出結果的影響見圖4。

由圖4可知，隨著“金蟬”用量從200g/t增加到600g/t，金浸出率逐步提高。用量為200g/t時，金的浸出率為94.80%；當“金蟬”用量為600g/t時，金的浸出率為96.27%；當“金蟬”用量超過600g/t以后，金浸出率不再有明顯提高，因此，“金禪”用量選用600g/t。

2.2.4 礦漿濃度試驗

試驗條件：磨礦細度-0.074mm含量90%，石灰用量3kg/t，“金蟬”用量600g/t，浸出時間32h。試驗結果見圖5。

圖4 “金蟬”用量對浸出結果的影響

圖5 礦漿濃度對浸出結果的影響

從圖5試驗結果可以看出，隨著礦漿濃度從25%增加到40%時，金的浸出率逐漸提高。當礦漿濃度為40%時，金的浸出率達到最高，為96.40%；當礦漿濃度提高到40%以后，金的浸出率開始下降，說明較高的礦漿濃度不利于金的浸出，因此，選用礦漿濃度為40%。

2.2.5 浸出時間試驗

試驗條件：磨礦細度-0.074mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量3kg/t，“金蟬”用量600g/t。試驗結果見圖6。

從圖6中可以看出，在浸出時間從8h增加48h的過程中，金的浸出率先逐漸增高后不在有明顯變化。浸出時間為16h時，金的浸出率已經可以達到95.73%；浸出時間增加到24h時，浸出率達到96.40%，此后，隨著浸出時間的延長，金的浸出率沒有明顯增加，因此，浸出時間選用24h。

2.3 驗證試驗

為了驗證得到的工藝條件是否可以獲得穩定的浸出率，開展了驗證試驗。驗證試驗條件為：磨礦細度-0.074mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量3kg/t，堿預處理時間2h，“金蟬”用量600g/t，浸出時間24h，結果見表6。

圖6 浸出時間對浸出結果的影響

表6 驗證試驗結果

驗證試驗表明，在最佳浸出條件下，金的浸出率非常穩定，可以達到96.40%，尾渣品位為0.27g/t。同時，驗證試驗結果表明，相比于采用氰化鈉浸出，選用“金蟬”藥劑進行浸出時，藥劑用量可以降低200g/t，而且浸出時間可以縮短12h以上，浸出率比礦山設計中采用氰化鈉工藝浸出高出1.4%。

2.4 浸出貴液分析及尾渣浸出毒性分析

試驗過程中，對采用氰化鈉和“金蟬”浸出得到的濾液分別進行了取樣送化驗分析，并對“金蟬”浸出后過濾得到的尾渣進行了浸出毒性分析。其中，“金蟬”浸出尾渣浸出毒性分析由北京新奧環標理化分析測試中心完成。氰化鈉和“金蟬’浸出得到的貴液主要成分分析結果見表7，“金蟬”浸出尾渣浸出毒性分析結果見表8。

表7 浸出貴液中主要成分分析/(mg/L)

表8 “金蟬”浸出尾渣浸出毒性分析/(mg/L)

表7、表8中分析結果表明，采用氰化鈉進行浸出時貴液中氰化物含量達到210mg/L，銅的含量為2.3mg/L，而采用“金蟬”進行浸出時，貴液中氰化物含量在0.004mg/L以下，銅的含量為0.65mg/L，貴液中氰化物和銅的含量降低非常明顯。不過采用兩種不同的浸出藥劑時，浸出貴液中鉛、鋅、砷的含量及pH值的差別不大。對“金蟬”浸出的尾渣毒性分析表明氰化物含量在0.004mg/L以下，銅、鉛、鋅和砷的浸出毒性值均很低，遠低于國家標準GB5085.3-2007中危險廢物浸出毒性限值標準，可見，采用“金蟬”浸出的尾渣無需進行解毒處理，可以直接排放，符合國家標準。

3 經濟對比分析

為了客觀評價使用氰化鈉和“金蟬”的效果，以天津華北地質勘查局老撾帕奔金礦建設項目設計參數為依據，現主要從礦山前期建設投資、尾礦解毒成本、浸出藥劑購買成本三個方面進行對比分析。主要數據取自礦山建設初步設計報告。其中，礦山生產規模500t/d，全年工作天數為300d，尾礦漿解毒處理站建設投資415萬元。藥劑價格依據當前市場采購價格。

1)前期建設投資。采用氰化工藝時需投資415萬元用于尾礦漿解毒處理站的建設，而采用“金蟬”浸出時不需要建設尾礦漿處理站。

2)尾礦漿解毒成本費用。依據初步設計，采用氰化浸出工藝時必須先采用焦亞硫酸鈉-空氣氧化法對浸出尾礦漿進行解毒除掉氰化物后再壓濾干排。初步設計中尾渣解毒單位成本為31.01元/t，則每年解毒成本費為465.15萬元；而采用“金蟬”浸出時，尾礦漿無需進行解毒處理，可直接壓濾干排，符合國家標準。

3)浸出藥劑購買成本。依據初步設計，氰化鈉用量為800g/t，市場購置價格為1.8萬元/t，年氰化鈉購買費用為216萬元；“金蟬”藥劑用量為600g/t，市場購置價格為2.4萬元/t，年成本費則為288萬元。

對上述三方面的成本進行綜合分析，采用氰化工藝時，尾礦漿解毒成本費用和氰化鈉購買成本費用為681.15萬元/a，而采用“金蟬”浸出時此兩項費用僅為288萬元/a，每年可節約生產成本393.15萬元。此外，采用“金蟬”浸出時可減少項目建設前期尾礦漿解毒處理站的建設投資415萬元。

4 結 論

1)試驗研究表明：采用“金蟬”進行浸出時的最佳工藝條件為：磨礦細度-0.074mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量3kg/t，堿預處理時間2h，“金蟬”用量600g/t，浸出時間24h，金的浸出率可以達到96.40%。

2)對于老撾帕奔碳酸鹽類型礦石，相比于氰化鈉浸出工藝，采用“金蟬”浸出時浸出率可以提高1.4%，且藥劑消耗量減少200g/t，浸出時間縮短12h以上，浸出效果非常好。

3)采用“金蟬”浸出的尾渣浸出毒性分析表明氰化物含量小于0.004mg/L，銅含量0.26mg/L，鉛含量小于0.07mg/L，鋅含量小于0.02mg/L，砷的含量很低，各項指標均遠低于GB5085.3-2007中危險廢物浸出毒性限值標準，浸出尾礦無需解毒處理，可以直接外排。

4)經濟對比分析表明，天津華北地質勘查局老撾帕奔金礦項目如采用“金蟬”浸出時每年可節約成本費用393.15萬元，而且前期項目建設投資可減少415萬元，經濟效益顯著。

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Experimental study on a gold ore in Laos with environment-friendly Jinchan leaching reagents

GUO Peng-zhi，QIU Sha，WU Yi-peng，KANG Wei-gang

(Tianjin North China Geological Exploration Bureau，Tianjin 300170，China)

A leaching experiment with environment-friendly Jinchan agents was adopted to B.Phatem carbonate type gold ore in Bak-ou county，Luang Pracang province of laos.The results showed that under the condition of grinding fineness of -0.074mm account more then 90%，pulp concentration 40%，lime dosage 3kg/t，pretreatment time with alkaLi 2h，dosage of Jinchan agent 600g/t，leaching time 24h，the gold leaching rate reached to 96.40%.Contrast to cyanide leaching process，gold leaching rate with Jinchan increase 1.4%，dosage amount reduce 200g/t，leaching time shroten more than 12h.Leaching toxicity analysis of the tailings was studied.The amount of cyanide，lead，zinc，arsenic in the tailings was within the national standard limit.So，Leaching tailings can directly discharge，don’t need detoxification treatment.Economic comparative analysis showed that using Jinchan agents can reduce production cost of 3.93 million yuan a year.

gold beneficiation reagent；“Jinchan”；cyanide leaching；leaching toxicity

2015-02-07

郭鵬志(1971-)，男，河南商丘人，碩士，選礦高級工程師，天津華北地質勘查局局長助理，現主要從事礦山管理、資源開發利用研究、企業管理等工作。

TD982

A

1004-4051(2015)12-0131-05