低毒環保浸出提金技術研究與應用

柳耀鵬,盧 亮,張 寶

(1.西和縣中寶礦業有限公司， 甘肅 隴南市 742100；2.長沙礦山研究院有限責任公司 國家金屬采礦工程技術研究中心， 湖南 長沙 410012)

氰化提金技術經百余年的不斷發展，已日臻完善，成為一種主要的浸金方式。因工藝簡單、高回收率、低成本等技術經濟優勢，目前廣泛應用在黃金行業中。以該技術提煉的黃金占比達到了70%。該技術的缺點是氰化物有劇毒，要求運輸、貯存和使用過程嚴格執行有關安全規定；同時，該提金技術產生的浸渣、尾液等嚴重污染環境。

山東黃金集團一直以來都將安全環保工作放在重要位置。旗下中寶礦業四兒溝金礦是一家具備采、選、冶綜合能力的股份制礦山企業。為地下開采礦山，目前共有4個生產水平。礦石屬于蝕變巖型氧化金礦石，其有害元素Cu、As較低，適宜采用氰化提金技術。通過全泥氰化浸出試驗，浸渣水分大。另外，還需要采用堿氯除氰技術將尾礦和尾液中的氰根濃度控制在0.5 mg/L以下，如此帶來極大的安全管理費用。因此，急需尋找一種環保、高效、經濟的提金方法。

1 低毒環保藥劑替代氰化提金實驗

1.1 礦石及金物相分析

根據四兒溝金礦礦石性質，結合金物相分析(如表1所示)。可以看出，金主要以裸露-半裸露金為主，占83.73%，而其它形式的包裹金含量相對較低。

1.2 低毒環保藥劑——“金蟬”

“金蟬”藥劑由三聚氰酸鈉、堿性硫脲及穩定劑等混合物組成，是一種低毒性析金藥劑。其主要有效成分為碳化三聚氰酸鈉(化學分子式：C3Na3O3N3，)其分子聚合結構為：

從中可見碳化三聚氰酸鈉其中的類氰基(CN-)由于以強鏈接鍵合在一起，在通常條件下處于穩定的絡合化合物狀態，而不是游離狀氰基(CN-)。這就是“金蟬”藥劑雖然可以測出含有少量氰(CN-)但是同時對于人及其他生物呈現無毒或低毒狀態的主要原因。金蟬黃金選礦劑主要的析金反應為：

C3N3Na3O3+Au+H2O→ Au(CN)2+NaOH

表1 原礦金物相分析結果

1.3 低毒環保替代氰化對比實驗

為了驗證獲得低毒環保浸出提金技術，開展了氰化鈉替代對比試驗。取5個礦樣在鴻遠礦業進行實驗室條件下的選礦試驗，試驗情況如下：

礦樣概況：礦樣分別呈塊狀、松散和泥質物。經干燥、破碎和研磨后，分別呈鐵紅色、土黃色、褐色。用泡塑富集-氫醌容量法對礦樣進行含金量測定，結果為：1#堆渣：0.73 g/t；4#PD5：2.98 g/t；5#PD11:1.88 g/t；3#PD2：2.23 g/t；2#原礦：3.22 g/t。

最后，混勻制作綜合樣(1∶1比例混合)，綜合樣品位為2.21 g/t。試驗樣品為綜合樣，品位2.21 g/t，樣品用量400 g。

從試驗的結果(表2)來看，“金蟬”浸出提金效果很好，與氰化提金技術差距不大，值得進一步驗證、推廣。

表2 氰化鈉替代試驗結果

注：原礦品位：2.21 g/t，細度-200目96.0%，礦漿濃度35%，pH值10-11；藥劑用量0.9 kg/t，炭密度10 g/L，常溫空氣攪拌

2 低毒環保浸出提金試驗

根據實驗室低毒環保藥劑“金蟬”替代氰化鈉實驗結果，對“金蟬”浸出進行了條件試驗，以獲得該提金技術的最佳浸出條件。

試驗礦樣取自破碎供礦礦堆。浸出設備采用實驗室XJT型1 L浸出槽。試驗過程中加堿預浸后浸出藥劑一次性加入，原礦品位2.6 g/t，加堿預浸4 h，活性炭密度10 g/L，采用常溫攪拌浸出。

2.1 磨礦細度對提金的影響

試驗條件如下：礦漿濃度40%，石灰用量1.2 kg/t，“金蟬”用量1.0 kg/t，浸出時間為24 h(含預浸4 h，下同)，試驗結果見圖1。

圖1 磨礦細度對金浸出結果的影響

從圖1可以看出，當磨礦細度-0.074 mm含量為75%時，金浸出率為87.56%，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-0.074 mm含量為90%時，金浸出率達到91.28%，之后，磨礦細度再提高，金浸出率不再升高，因此，磨礦細度選用-0.074 mm含量90%為宜。

2.2 石灰用量對提金的影響

實驗條件為：磨礦細度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，“金蟬”用量1.0 kg/t，浸出時間24 h，試驗結果見圖2。

圖2 石灰用量對金浸出結果的影響

由圖2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73.8%。當石灰用量為1.2 kg/t時，金的浸出率達到了91.31%。之后金的浸出效果逐漸下降。故而，石灰量宜控制在1.2 kg/t。

2.3 “金蟬”用量對提金的影響

試驗條件為：磨礦細度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量1.2 kg/t，浸出時間24 h，試驗結果見圖3。

圖3 “金蟬”用量對金浸出結果的影響

由圖3可知，當“金蟬”量逐漸增加時，金的浸出效果逐漸提高；在達到1.0 kg/t以后，金的浸出效果沒有隨著“金蟬”量增加而改善，因此“金蟬”用量選用1.0 kg/t為宜。

2.4 礦漿濃度對提金的影響

試驗條件為：磨礦細度-0.074 mm含量90%，石灰用量1.2 kg/t，“金蟬”用量1.0 kg/t，浸出時間24 h，試驗結果見圖4。

圖4 礦漿濃度對金浸出結果的影響

由圖4可知，當礦漿濃度逐漸增加到40%時，金的浸出率也逐漸提高。之后金的浸出率反而逐漸下降，因此礦漿濃度選用40%為宜。

2.5 浸出時間對提金的影響

為了了解浸出時間對提金的影響，要求-0.074 mm含量90%的磨礦細度，40%的礦漿濃度，1.2 kg/t的石灰量，“金蟬”用量1.0 kg/t，試驗結果見圖5。

圖5 浸出時間對金浸出結果的影響

由圖5可以看出，浸出時間從8 h增加到48 h的過程中，金浸出率先逐步升高后不再有明顯變化。浸出時間為24 h時，金的浸出率為91.36%。但是，進一步延長浸出時間，金的浸出率并沒有顯著增加。所以，金的浸出時間應控制在24 h。

2.6 驗證試驗

為了驗證得到的工藝條件是否可以獲得穩定良好的浸出指標，最后進行了驗證試驗，試驗條件為：磨礦細度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量1.2 kg/t，“金蟬”用量1.0 kg/t，浸出時間24 h，試驗結果見表3。

表3 “金蟬”藥劑驗證試驗結果

從試驗結果來看，在最佳浸出條件下，金浸出率比較穩定，浸出回收率達到90%以上，尾渣品位也比較理想。

3 低毒環保浸出提金優化改進

3.1 低毒環保浸出提金對比優化

根據氰化鈉替代實驗，又選擇了低毒環保浸出藥劑“喜金”、“綠金”，并與“金蟬”進行對比優化研究。

(1) “金蟬”與“綠金”藥劑對比。試驗所用礦樣來自7#平硐礦堆，磨礦細度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，藥劑用量1.0 kg/t，石灰用量1.2 kg/t，pH值11～12，常溫攪拌浸出，浸出時間24 h，浸出尾渣洗滌烘干后縮分制樣，對比試驗結果見表4。實驗結果表明，處理本單位礦石使用“金蟬”藥劑的浸出回收率明顯高于“綠金”藥劑。

表4 “金蟬”與“綠金”浸出對比試驗結果

(2) “金蟬”與“喜金”藥劑對比。試驗所用礦樣與浸出設備與“金蟬浸出條件試驗”相同，原礦品位2.6 g/t，磨礦細度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量1.2 kg/t，pH值11～12，常溫攪拌浸出，浸出時間24 h，浸出尾渣洗滌烘干后縮分制樣。藥劑的有效成分結果見表5，浸出對比試驗結果見表6。

表5 藥劑有效成分測試

表6 “金蟬”藥劑和“喜金”藥劑浸出效率比較

試驗結果表明，由于“喜金”藥劑所含有效成分高于“金蟬”藥劑，因此在用量相同或較少的情況下，金浸出率“喜金”高于“金蟬”。在實際生產中使用“喜金”可以降低藥劑單耗。

3.2 低毒環保浸出提金工藝技改

采用氰化鈉浸出提金時，要想保證浸出指標穩定，取得更好的浸渣品位和浸出回收率，普遍采用“富氧”浸出技術。但是在富氧條件下，“金蟬”和“喜金”等浸出劑的浸出效果劣于氰化鈉的浸出效果，原因是“金蟬”中的主要有效成分硫脲被高濃度的氧氣

氧化分解，從而降低了其溶金能力。因此，低毒環保浸出藥劑“喜金”不需要采用“富氧”浸出。

四兒溝選礦廠已建設安裝的空壓機、制氧機等氰化提金系列設備，在低毒環保浸出提金技術改造時拆除。

3.3 技改后低毒環保浸出提金效益

(1) 技改后浸出提金指標。實際生產中，“喜金”藥劑的浸出回收率穩定在91%以上，浸渣品位控制在較好水平，并且藥劑單耗降至0.8 kg/t。

(2) 技改后尾礦庫氰渣毒性。通過對尾礦庫廢渣氰化物含量的實驗，發現采用“喜金”浸出提金的廢渣中所含氰化物的量為0.16 mg/kg。遠低于排放所要求的標準。同時，尾礦庫的排水實驗也同樣滿足環保排放要求。

(3) 技改后經濟效益。使用環保型藥劑作為浸出劑，按每年生產10個月計算，年可節約藥劑、動力、材料、人工等各項成本費用總計298萬元。并一次性節省污水處理車間建設費用200萬元，經濟效益十分顯著。

4 結 論

(1) 為尋找一種環保、高效、經濟的提金方法，四兒溝選冶廠開展了低毒環保浸出提金技術試驗研究。通過反復考查對比，先后選擇“金蟬”和“喜金”兩種新型環保浸出藥劑，并在小型試驗和工業生產中都獲得較好的試驗效果，目前已經在實際生產中投入使用，使用后工藝指標穩定，浸出回收率高達91%以上。

(2) 使用環保型藥劑作為浸出劑，年可節約各項成本費用總計298萬元。并一次性節省污水處理車間建設費用200萬元，經濟效益十分顯著。

(3) 低毒環保型浸出藥劑在四兒溝選冶廠的成功生產實踐，證明環保藥劑基本可以替代劇毒氰化鈉，具有環保無毒、溶金能力強、穩定性好、使用單耗低、藥劑成本低、儲存運輸方便等優點。應用環保藥劑能消除氰化鈉對環境的污染和危害，利國利民，經濟社會環保效益突出，具有很大的推廣應用前景。

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