新型環保浸金劑在長山壕金礦的柱浸試驗研究

申永林 徐惠林

摘要：隨著環保標準不斷提高，黃金礦山企業生產壓力日趨增大，采用低毒、無毒新型環保浸金劑替代氰化鈉成為必然趨勢。通過柱浸試驗，考察了多種新型環保浸金劑對長山壕金礦礦石的浸出效果。結果表明：CG505整體優于1號浸金劑和2號浸金劑，其浸出指標最接近氰化鈉，且環境友好，可減輕礦山生產經營壓力，較適合應用于長山壕金礦。

關鍵詞：CG505;環保浸金劑;柱浸;堆浸;滲透速率

進入21世紀以來，生態文明建設成為世界發展的主流。礦山行業為順應時代發展，積極推進綠色礦山、環境友好型礦山建設。內蒙古太平礦業有限公司長山壕金礦（下稱“長山壕金礦”）從建礦伊始就高度重視環境保護及綠色礦山建設，在大規模堆浸生產過程中，采用了國內首創的埋管滴淋技術，有效減少了含氰工藝水蒸發和飛散;采用貴液池覆蓋技術及貴液全封閉循環工藝，實現了生產用水零排放，成為礦山行業生態環境保護的典范[1]。為了進一步提高環保標準，選擇一種高效、環保、低毒、經濟的新型環保浸金劑替代氰化鈉，成為當前的重要工作。目前，國內已研制出多種新型環保浸金劑[2]，并已投放市場。本文選取幾種具有代表性的新型環保浸金劑與氰化鈉進行對比，通過柱浸試驗，選出綜合技術指標最優的浸金劑，為生產應用做好技術儲備。

1 礦石性質

長山壕金礦礦石屬于蝕變巖型貧硫化物金礦石。該礦石中金屬礦物相對含量為2.62 %，金屬硫化物主要為黃鐵礦，少量磁黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等，金屬氧化物為少量磁鐵礦、鈦鐵礦，金礦物主要為自然金;脈石礦物相對含量為97.38 %，以石英、絹云母為主，其次為長石、綠泥石、方解石等碳酸鹽礦物，少量綠簾石、紅柱石、石榴子石、石墨等[3]。礦石化學成分分析結果見表1。

經鏡下對金礦物嵌布狀態統計結果可知：金以粒間金為主，占59.88 %，其中脈石礦物粒間金占40.67 %;包裹金占32.03 %，其中脈石礦物包裹金占28.91 %，硫化物包裹金占3.12 %;裂隙金占8.09 %，主要為脈石礦物裂隙金，偶見少量金礦物與鐵的氧化物連晶嵌布。金礦物嵌布狀態分析結果見表2。

2 試驗部分

2.1 試驗器材

浸柱：柱高2.45 m，內徑165 mm;B716-398T1（LMI）計量泵;藥劑桶：容積25 L樹脂桶，用于配制藥劑及用作貴液收集容器;PL203-1C電子天平，感量0.01 g，用于稱量藥劑;TCS-60H電子秤，感量1 g，用于稱量礦石;500 mL燒杯、250 mL錐形瓶及玻璃棒若干，用于配制藥劑。

2.2 試驗藥劑

1號浸金劑、2號浸金劑、CG505等3種新型環保浸金劑，均為白色固體粉末;氫氧化鈉為工業級，純度>99 %，用于調整藥劑溶液pH;試驗用水為自來水。

2.3 試驗過程

1）入柱礦石量50.00 kg，粒度-9 mm占80 %以上，模擬生產現場設置滴淋強度11.92 L/（m2·h）。

2）入柱藥劑為浸金劑、氫氧化鈉，其中氰化鈉配制要求w（CN-）≥200×10-6、pH=11左右，其他浸金劑配制質量分數為435×10-6、pH=11左右。入柱溶液和浸出貴液均采用25 L樹脂桶盛放，根據設定的滴淋強度及浸出滲透速率，所有浸柱按照每4 d滴淋一桶藥劑溶液（23 L）的速度進行滴淋，每滴淋完一桶藥劑取一次浸出貴液樣品測定金質量濃度，直到貴液金質量濃度趨近于零[4-5]，浸出結束。

3）主要監測數據包括入柱溶液質量、入柱溶液藥劑用量、入柱溶液pH、浸出貴液質量、浸出貴液金質量濃度、浸出貴液藥劑濃度、浸出貴液pH。

試驗裝置見圖1。

3 結果與討論

3.1 浸出率

對試驗中的數據進行整理、分析，得出試驗結果（原礦與尾渣金品位由縮分后樣品化驗得出），見表3、表4。

由表3可知：各藥劑組渣計金浸出率平均分別為1號浸金劑45.98 %、2號浸金劑52.61 %、CG505 52.38 %、氰化鈉53.59 %。

由表4可知：各藥劑組液計金浸出率平均分別為1號浸金劑45.48 %、2號浸金劑52.62 %、CG505 52.35 %、氰化鈉53.66 %。

2種方法統計的金浸出率相對差值在允許范圍之內，金浸出率平均為1號浸金劑45.73 %、2號浸金劑52.62 %、CG505 52.36 %、氰化鈉53.63 %。

柱浸過程中各藥劑組金浸出率隨浸出時間的變化情況見圖2。

由圖2可知：隨著浸出時間的延長，金浸出速率放緩，氰化鈉、CG505及2號浸金劑的浸出曲線軌跡接近重合，說明新型環保浸金劑（CG505、2號浸金劑）雖然初始反應速率低于氰化鈉，但隨著浸出時間的延長可以接近甚至達到氰化鈉的浸出效果;但1號浸金劑的浸出效果與氰化鈉相比，差距較大。

3.2 滲透速率

在上述試驗的基礎上，進行了藥劑滲透速率對比。在浸柱內礦石浸透、柱頂礦層不積水的條件下，用相同體積的上述藥劑溶液滴淋，測定所用時間，獲得滲透速率。試驗結果見表5。

由表5可知，2號浸金劑的滲透速率與氰化鈉相差較大，1號浸金劑、CG505的滲透速率接近氰化鈉。

3.3 液相CN-質量濃度

各藥劑溶液液相CN-質量濃度對比結果見表6。

由表6 可知，浸出末期，新型環保浸金劑浸液CN-質量濃度遠低于氰化鈉，屬于低毒藥劑。

3.4 指標分析

從浸出角度分析，1號浸金劑在處理長山壕金礦礦石時，金浸出率不僅低于氰化鈉也明顯低于其他新型環保浸金劑，因此不適用于長山壕金礦。從滲透性能角度分析，2號浸金劑在滴淋長山壕金礦礦石時的滲透速率與其他新型環保浸金劑相比差距較大，在滴淋過程中常出現浸柱頂部積液現象，在該項指標上無法滿足長山壕金礦的需要;2號浸金劑滲透性能與其他藥劑差距較大，在相同時間（64 d）內滴淋批次少，造成累計藥劑消耗量偏少。從浸出末期浸液CN-質量濃度分析，新型環保浸金劑浸液CN-質量濃度遠低于氰化鈉，有利于堆浸后期CN-的氧化破壞。

綜上所述，CG505整體優于1號浸金劑和2號浸金劑。雖初期浸出速率略低于氰化鈉，但后期隨著浸出時間的延長逐步接近氰化鈉，這對于長周期的堆浸工藝來說，影響很小。

3.5 成本分析

長山壕金礦為超大型堆浸礦山，每年使用液體氰化鈉約43 200 t，按照液體氰化鈉年均價格3 590元/t計算，氰化鈉采購成本1.550 9億元;CG505的價格為12 000元/t（使用規模大，運輸距離較近），用量12 960 t（與固體氰化鈉用量相同），采購成本1.555 2億元。 在采購成本方面，CG505略高于氰化鈉。但是，CG505環保浸金劑在后期無害化處理、環境恢復方面具有明顯優勢，同時可有效降低政策和法律方面的風險。

4 結 論

1）相比1號浸金劑、2號浸金劑，新型環保浸金劑CG505在處理長山壕金礦礦石時指標較好，其各項試驗指標與氰化鈉接近，且采購成本增幅不大，可減輕礦山生產經營壓力，較適合應用于長山壕金礦。

2）CG505初期浸出速率略低于氰化鈉，后期隨著浸出時間的延長逐步接近氰化鈉，這對于長周期的堆浸工藝來說，影響很小。研究結果對其他堆浸礦山環保浸金劑的試驗研究與應用具有借鑒意義。

[參 考 文 獻]

[1] 智宏偉，齊守智.不斷發展的堆浸技術[J].世界有色金屬，2011（11）：20-24.

[2] 宋翔宇，李翠芬，李瑩，等.一種新型環保浸金劑的應用試驗研究[J].黃金，2014，35（4）：62-66.

[3] 祁玉海，王艷，高歌.內蒙長山壕金礦礦石工藝礦物學研究[J].黃金，2012，33（9）：47-50.

[4] 林泓富.低品位金礦柱浸試驗[J].有色金屬（冶煉部分），2016（7）：46-49.

[5] 趙思佳，劉宇利，肖超，等.內蒙古某低品位金礦石柱浸試驗研究[J].濕法冶金，2014，33（3）：168-171.