破碎方式對低品位金礦石全泥氰化的影響

劉 慶，孫樹錦，陳艷濱，周燕祥，肖發愛

（1.西和縣中寶礦業有限公司，甘肅 隴南 742100；2.山東黃金礦業（沂南）有限公司，山東 臨沂 276300；3.山東黃金礦業（鑫匯）有限公司，山東 平度 266700；4.山東金創股份有限公司，山東 煙臺 265600；5.西和縣中寶礦業有限公司，甘肅 隴南 742100）

破碎和磨礦的方式成為各類金礦選廠主要的耗時工段，根據有關數據顯示，這兩個環節所耗費的能耗比例將高達70%-80%作用。隨著金礦開采的進一步深入，金礦石品位下降，解離難度加大，為了能夠實現金礦石樣本細磨或超細磨的效果，破磨成本增在逐年遞增。金礦業態需要實現更加成熟的氰化浸金效果，通過研究金礦的選冶技術，業內提出了“多碎少磨”的概念，為提高磨礦系統的處理能力、降低能源消耗提供理論指導[1]。

1 金礦石破碎方式概述

在“多碎少磨”的原則指導之下，金礦企業致力于改進磨礦系統的處理能力，為了能夠降低黃金企業不必要的能耗，在金礦石的選礦中優先考慮高壓輥磨機，這種金礦石的破碎方式是一種值得優先考慮的路徑，這是因為其單位破碎能耗低，而且具有較大容量的處理能力。而且高壓輥磨機占地面積不大，所利用的鋼耗總量不大。常常被用作是貴重金屬、有色金屬金屬礦石的常用粉碎設備。采礦企業將高壓輥磨機作為精礦細磨設備，該設備與輥破碎機相比，高壓輥磨機產品中小于0.074mm含量的質量分數高于10%，Bond球磨指數下降約為每噸3.1kwH。通過比較高壓輥磨機與對輥破碎機兩種不同的破碎方法，把不同的金礦石破碎后氰化浸出，所得出的礦物解離效果體現了高壓輥磨機明顯增加的金解離度，高壓輥磨機的平均金浸出率可提高7.7%~10.7%左右。通過多種不同的破碎方式實驗，研究人員嘗試將產品細磨后，再次進行浸出試驗，觀察金礦石礦物單體解離度和產品微裂紋，認為對于低品位金礦石來說，采用常規顎式破碎機和不同輥面壓力的高壓輥磨機，粉碎處理后的物料特性存在著差異。因此，通過實驗，對比破碎方式與低品位金礦石的全泥氰化浸出效果，可分析其浸出影響機理[2]。

2 實驗試樣破碎方式及機理

原試樣的產出地是某地礦區礦石中的金屬礦物質，其中還會有少量的銅藍和藍輝銅礦。礦石中的脈石礦物主要的成分是石英石礦物、明礬石等，含有高容量的二氧化硅，SiO2的質量分數約為92%左右，直接影響了脈石礦物的材料成分。礦石內的含泥量高，有用礦物金的含量，約為0.34g/t。一般金礦物的形式為顆粒金，通過氰化浸出方法可處理提取金元素。對于實驗試樣采用不同方式的鄂式破碎機，其型號分別為：PEX-150*250、XPC-60*100，這兩種不同型號的顎式破碎機，采用20mm圓孔篩組成閉路破碎流程，實現粗碎和中碎兩種不同的破碎效果。然后再使用高壓輥磨機進行全開路細碎破碎。在實驗中采用的高壓輥模機型號為：CLM-25-10，這個類型的高壓輥磨機能與PEF-60*100顎式破碎機實現組合式的實驗操作，對于礦石進行全開路細碎，其中高壓輥磨機的輥面壓力提供為：3.5Nmm2或5.5N/mm2，工作輥間距為4-7mm左右，輥子轉速每秒鐘達到0.4m，轉速適中[3]。

顎式破碎機排礦口寬度與高壓輥磨機的雙輥間距相同，破碎產品小于0.15mm，其顆粒級別能夠作為全泥氰化物試劑樣品的統一標準。在破碎產品中，實驗試劑使用全泥氫化浸出實驗，在3L進出攪拌槽內進行實驗結果的攪拌混合。這樣做是為了能夠加入部分水量，調整礦漿濃度進行過濾實驗。具體的做法是分別提取200g左右的全泥氰化浸出粉碎顆粒試驗樣品，借助不同的粉碎方式取得試驗樣品后，放到攪拌槽內，加入一定量的水，得到合適礦漿濃度后，采用石灰調整酸堿值，當pH值達到10.5-11左右的時候再加入濃度為10%的NaCN溶液。實驗的過程使用JJ-1精密增力電動調速攪拌器，最終攪拌浸出效果樣品可以經過一段時間的比較，對比之后得到實驗結論數據。通過分析這一實驗數據采用浸出完成后的過濾富液化驗，按照渣樣清洗三次烘干制樣就可以得出送檢結論。這一實驗過程嚴格按照鄂式破碎機和高壓輥磨機的配合結果，采用不同的顆粒篩選分析，實現粒度篩分分析最終比較結論，按照實驗送檢樣品的結果得出實驗數據，并分析實驗結果。

3 實驗試樣結果與討論

本實驗對于破碎產品的粒度進行篩分比較，分析其不同破碎狀態下的粒度特征。借助高壓輥磨機和常規顎式破碎機，采用三種不同的開路破碎方式對于其產品進行力篩分分析，其結果分析如下：

當輥面壓力為3.5N/mm2時，此時的高壓輥磨機粉碎產品小于0.15mm的細粒級含量，較常規鄂式破碎機產品高出9.35%，這說明該實驗樣品的綜合細粒成分含量較高。而高壓輥磨機粉碎產品小于0.074mm立級的含量增加了約7.26%單位，該實驗樣品的綜合細粒成分比較適中。使用高壓輥磨機，將其滾面壓力增大到5.5N/mm2時，雙輥對礦石的作用力均加大，粗顆粒的進一步破碎效果，產品中的細粒級別含量隨著顯著增加，可為下一步描述破碎產品的粒度特性提供算法依據。

最常使用的算法是加權算法，以D作為加權平均粒度，單位為毫米。以K 作為偏差系數，數據為為百分數。以wi作為各個粒級質量分數，數據為百分數。以di為各個粒級平均直徑單位為毫米。數據中還會含有標準差，借助基本公式，利用標準差計算偏差系數含量：

根據計算公式，計算得出常規顎式破碎產品平均粒度，Dc=3.91mm，這一粒度數值體現的是兩種不同的輥面壓力，分別在3.5N/mm2時和5.5N/mm2時，輥磨產品的平均粒度為Dm=2.99mm和Dh=2.69mm。這兩種不同的平均粒度顯示出了破碎粒度典型的不同，并且根據常用算式計算得出常規二式破碎機的偏差系數：Kc=90.27%。對比兩種不同壓力之下的高壓輥磨機產品，可發現其偏差系數的范圍值大概在16.48%~19.567%之間。經過高壓輥磨機破碎之后，其產品的細粒級別含量明顯提升，顆粒尺寸集中在細粒級別和中間粒級別之間，如果調整輥面壓力，使其壓力逐漸增大，那么破碎產品的偏差系數將逐漸減小，物料將獲得更好的均勻度。當礦物質粉碎之后，其顆粒性質和粒度大小有直接的對應關系，試驗樣品中黃金的含量分布主要在0.038mm和0.045~0.074mm的微細粒部分，當粒度越來越細，那么黃金的浸出效果更好，這說明高壓輥磨機的破碎效果更好，破碎效率更高。

當高壓輥磨機內的礦物顆粒受到來自于多個方向各方面顆粒的擠壓，將會產生擠壓應力，從理論上來說，產生的單位體積擠壓應力形變更加豐富，這進一步描述了破碎方式對于顆粒產品所產生的應力形變效果，如果選擇不同模式方式下不同粒級的產品，那么測定粒級下產品的BET比表面積和BJH孔隙度差異，就可以表征顆粒內部的性質。這種測定和觀察的目的主要是為了能夠獲得關于金浸出量細觀的信息，對比常規的破碎產品效果比較表面積和孔隙度的測定結果，最終得出高壓輥磨機產品的平均BET數值為1.24m2/g和1.52m2/g，同樣的經過測算，可以發現，這種破碎方式明顯優于常規顎式破碎機產品，其優化率約為24.50%和51.40%。破碎顆粒的粒級一般集中在0.038mm~0.074mm，表面積明顯增加，輥磨產品顆粒表面粗糙，內部裂紋更加豐富，粒度更細[4]。

4 結語

綜上所述，使用高壓輥磨機與常規顎式破碎機相比，高壓輥磨機的破碎比更大，破碎效率更高，粉碎產品的細粒級含量較高，在小于0.074mm情況下，粒級含量可高出約7.25%。整體粒級分布均勻性處于中等水平，隨著輥面壓力增大，立即分布均勻性將逐漸轉好。對比實驗顯示兩種不同破碎方式下，小于0.15mm細粒級產品的全泥氰化浸出效果表明了，經過高壓輥磨機處理之后，其金元素的浸出率將更高，比常規顎破產品的浸出率可提高，約3.8%-6.6%之間，浸出劑節約量約為10%左右，可達到降耗增效的浸出目標。