某炭漿廠氰化提金試驗(yàn)研究和工藝技術(shù)改造*

楊偉甲，周光浪

（鶴慶北衙礦業(yè)有限公司，云南 大理 671507）

某全泥氰化炭漿廠處理量為1 000 t/d，其處理的礦石為單一的含金氧化礦石，原流程中無磨礦作業(yè)，即礦石經(jīng)一段破碎后進(jìn)行洗礦、分級(jí)，然后再進(jìn)行氰化浸出來回收礦石中的金，其中返砂由于含金品位較低暫未進(jìn)行利用，將其堆存于尾礦庫。隨著礦山的不斷開采，原礦中金品位逐漸降低，礦區(qū)深部的礦石，其性質(zhì)也發(fā)生了一定程度的變化。目前出現(xiàn)炭漿金品位偏低，而返砂中金品位偏高，以及生產(chǎn)的不穩(wěn)定和處理量降低等問題，嚴(yán)重影響了炭漿廠的持續(xù)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)存在的問題重點(diǎn)開展了礦石的工藝礦物學(xué)分析、流程考查分析和礦石的可選性試驗(yàn)研究，以分析礦石性質(zhì)的變化情況和影響生產(chǎn)指標(biāo)的因素，為工藝流程改造和技術(shù)指標(biāo)優(yōu)化提供有力依據(jù)[1-3]，從而提高炭漿廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1 原礦性質(zhì)

該廠處理的礦石為低溫?zé)嵋何⒓?xì)粒型金礦，根據(jù)硫物相分析表明，礦石主要為氧化礦，有用組分主要為金，且無共伴生有害、有益組分，原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果Tab.1 Main chemical composition analysis results of raw ore%

礦石主要為假象結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)；主要構(gòu)造有蜂窩狀構(gòu)造、多孔狀構(gòu)造、微晶洞構(gòu)造、碎裂-角礫狀構(gòu)造等。

金主要呈微細(xì)粒浸染狀賦存于高嶺石和伊利石中，少量賦存于黃鐵礦和砷黃鐵礦中，礦石的礦物組成分析結(jié)果見表2。

表2 礦石的礦物組成分析結(jié)果Tab.2 Mineral composition analysis results of ore

礦石粒度篩析和金的分布結(jié)果表明，金主要分布在+0.175 mm的粒級(jí)和-0.074 mm的粒級(jí)中，其分布率分別為50.20%和40.20%，且在+0.175 mm的粒級(jí)中金品位較高，其分析結(jié)果見表3。

表3 礦石的粒度篩析和金的分布結(jié)果Tab.3 Particle size screen analysis of ore and distribution results of gold

2 原工藝流程存在的問題

該廠主要采用全泥氰化的工藝從礦石中回收金，即礦石經(jīng)破碎后進(jìn)行洗礦、分級(jí)，然后溢流產(chǎn)品經(jīng)濃密后進(jìn)行氰化浸出，其工藝流程見圖1。通過對(duì)該炭漿廠進(jìn)行工藝流程考查和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)跟進(jìn)統(tǒng)計(jì)研究分析，發(fā)現(xiàn)該廠存在以下問題：①該廠礦石氰化浸出的細(xì)度為-0.074 mm占80%，根據(jù)對(duì)原礦的粒度篩分分析，目前礦石中-0.074 mm的粒級(jí)僅占52.92%，且金的分布只有40.20%，由于礦石中金的分布發(fā)生了變化，導(dǎo)致礦石經(jīng)洗礦、分級(jí)后的返砂中含金較高，從而造成部分金在返砂中損失；②6#攪拌槽到壓濾工段之間無礦漿緩沖槽，經(jīng)常因堵漿、漏漿等情況造成停產(chǎn)，導(dǎo)致該廠的處理量降低；③洗礦管分布不均勻，導(dǎo)致洗礦的效果不好，部分細(xì)粒級(jí)的礦石進(jìn)入返砂中，且洗礦水量較大，使螺旋分級(jí)機(jī)的溢流濃度過低，對(duì)處理量造成了一定影響；④采用人工攪拌洗炭，導(dǎo)致對(duì)活性炭的預(yù)處理不充分，從而造成吸附過程中炭損過高和金的損失[4-5]。

圖1 炭漿廠原工藝流程Fig.1 The original process flow of CIP plant

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

金的單體解離情況是影響金浸出的重要因素，選擇適宜的磨礦細(xì)度使金礦物和脈石充分解離，能有效的提高對(duì)金的回收和降低磨礦費(fèi)用[6]。為了充分回收礦石中的金，對(duì)原礦進(jìn)行了磨礦氰化浸出試驗(yàn)，采用的磨礦細(xì)度分別為-0.074 mm占60%、70%、80%、90%，試驗(yàn)工藝流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖2 礦石氰化浸出磨礦細(xì)度試驗(yàn)工藝流程Fig.2 Process flow of cyanide leaching ore grinding fineness test of ore

圖3 礦石氰化浸出磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Results of cyanide leaching ore grinding fineness test of ore

從圖3可以看出，當(dāng)磨礦細(xì)度增加到-0.074 mm占70%以后，金的浸出率變化較小，表明在該磨礦細(xì)度下，礦石中大部分金已充分解離，而對(duì)部分嵌布粒度較細(xì)的微細(xì)粒金，進(jìn)一步提高磨礦細(xì)度后很難達(dá)到有效解離。綜合考慮磨礦成本等因素，對(duì)礦石氰化浸出的磨礦細(xì)度選擇-0.074 mm占70%為宜。

3.2 礦漿濃度試驗(yàn)

礦漿濃度會(huì)影響 CN-、O2、Au（CN）2-在礦漿中的擴(kuò)撒速度，從而影響金的浸出速度。降低礦漿濃度雖可以提高礦石的浸出速度和浸出率，但在一定處理量的情況下設(shè)備投資費(fèi)用和藥劑成本等費(fèi)用也會(huì)增加，因此，礦漿濃度的選擇應(yīng)綜合考慮各平衡之間的關(guān)系[7]。為考察目前該廠礦漿濃度的適宜性，采用礦漿濃度為25%、30%、35%、40%、50%的條件進(jìn)行氰化浸出試驗(yàn)，試驗(yàn)工藝流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖4 礦石氰化浸出礦漿濃度試驗(yàn)工藝流程Fig.4 Process flow of cyanide leaching pulp density concentration test of ore

圖5 礦石氰化浸出礦漿濃度試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Results of cyanide leaching pulp density concentration test of ore

從圖5可以看出，當(dāng)?shù)V漿濃度在25%～40%之間時(shí)，對(duì)金的浸出率影響相對(duì)較小，其浸出率在87%～88%之間變化。目前該廠生產(chǎn)中礦漿濃度控制在28%～30%，為考慮進(jìn)一步提升炭漿廠的處理量，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，礦漿濃度選擇40%為宜。

3.3 氰化鈉用量試驗(yàn)

試驗(yàn)工藝流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖6 礦石氰化浸出氰化鈉用量試驗(yàn)工藝流程Fig.6 Process flow of cyanide leaching sodium cyanide dosage test of ore

圖7 礦石氰化浸出氰化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Results of cyanide leaching sodium cyanide dosage test of ore

從圖7可以看出，當(dāng)氰化鈉的單耗高于200 g/t時(shí)，金的浸出率變化較小，趨于穩(wěn)定，綜合考慮，氰化鈉的單耗選擇200 g/t較適宜。目前該廠生產(chǎn)中氰化鈉的單耗控制在（200～220）g/t，與試驗(yàn)結(jié)果基本一致，暫不需進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

3.4 浸出時(shí)間試驗(yàn)

試驗(yàn)工藝流程見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

圖8 礦石氰化浸出時(shí)間試驗(yàn)工藝流程Fig.8 Process flow of cyanide leaching time test of ore

圖9 礦石氰化浸出時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 Results of cyanide leaching time test of ore

從圖9可以看出，該礦石中金較易浸出，礦石經(jīng)過9 h的浸出后，金的浸出率已趨于穩(wěn)定，繼續(xù)延長(zhǎng)浸出的時(shí)間，浸出率的變化較小。目前該廠采取2段預(yù)浸和4段邊浸出邊吸附的工藝流程，其中礦石預(yù)浸時(shí)間約為18 h，結(jié)合本次試驗(yàn)結(jié)果，生產(chǎn)中礦石的浸出時(shí)間已很充足。

4 工藝改造措施

實(shí)施返砂再磨再浸改造。在原工藝流程中增加返砂磨礦作業(yè)，并將螺旋分級(jí)機(jī)改為水力旋流器進(jìn)行分級(jí)[8-9]。結(jié)合礦石氰化磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果，礦石磨礦細(xì)度增加到-0.074 mm占70%以后，金的浸出率已呈穩(wěn)定趨勢(shì)，為降低磨礦成本費(fèi)用，可將礦石細(xì)度由原來-0.074 mm占80%調(diào)整為-0.074 mm占70%。通過流程改造后，返砂經(jīng)磨礦分級(jí)后進(jìn)入了氰化系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)返砂中金的回收，使炭漿廠的產(chǎn)金量可增加約30%。

礦漿緩沖槽改造。為解決在壓濾工段堵漿期間造成的停產(chǎn)問題，結(jié)合氰化浸出的試驗(yàn)結(jié)果，可將原氰化工藝流程中在3#攪拌槽加炭和提炭改為在2#攪拌槽進(jìn)行，即礦石在1#攪拌槽進(jìn)行預(yù)浸，在2#至5#攪拌槽內(nèi)進(jìn)行邊浸出邊吸附，形成1段預(yù)浸4段吸附的工藝流程，然后把6#攪拌槽改為礦漿緩沖槽，當(dāng)壓濾工段出現(xiàn)堵漿時(shí)可將礦漿暫存于緩沖槽中。另將氰化的礦漿濃度由原來的28%～30%調(diào)整為40%，同時(shí)由于礦漿濃度的提高和現(xiàn)使用的橋篩過漿面積小，為增大過漿面積，將目前橋式隔炭篩改為圓筒式隔炭篩。流程經(jīng)改造后，炭漿廠日處理量可增加約300 t，其產(chǎn)金量可增加約30%；改善洗礦的效果，更換洗礦管的布置和出水口的設(shè)置，使出水均勻噴灑到篩網(wǎng)上，同時(shí)適當(dāng)增大篩網(wǎng)的尺寸，確保洗礦徹底和降低洗礦水的用量。

建立洗炭系統(tǒng)，加強(qiáng)活性炭的預(yù)處理。更換現(xiàn)在人工洗炭池，換為機(jī)械攪拌洗炭機(jī)，并增加篩分設(shè)備流程，預(yù)先除去炭棱角、易碎炭、微細(xì)粒炭，從而減少吸附過程中金的損失[10]。

通過以上方案改造后，使炭漿廠在返砂中損失的金得到了有效回收，且日處理量進(jìn)一步得到提升，可到達(dá)1 300 t/d。從而提高了炭漿廠的經(jīng)濟(jì)效益，改造后的工藝流程見圖10。

圖10 炭漿廠改造后的工藝流程Fig.10 Process flow of CIP plant after improvement

5 結(jié)論

1）該炭漿廠礦石中的金主要呈微細(xì)粒浸染狀賦存于高嶺石和伊利石中，且金在+0.175 mm的粒級(jí)中的分布率達(dá)到50.20%，按現(xiàn)有工藝流程分析，金主要損失在返砂中。通過對(duì)返砂進(jìn)行磨礦再氰化的流程改造和工藝指標(biāo)優(yōu)化后，可使損失在返砂中的金得到有效回收，經(jīng)改造后炭漿廠的產(chǎn)金量可增加約30%；

2）為有效解決在壓濾工段堵漿期間造成的停產(chǎn)問題，可將氰化工段改造為1段預(yù)浸4段吸附的工藝流程，把6#攪拌槽改為礦漿緩沖槽，同時(shí)將礦漿濃度調(diào)整為40%，將原隔炭篩更換為圓筒式隔炭篩，經(jīng)改造后炭漿廠日處理量可增加300 t，其產(chǎn)金量可增加約30%；

3）應(yīng)加強(qiáng)活性炭的預(yù)處理管理，通過將活性炭進(jìn)行機(jī)械攪拌擦洗，再篩分的方式預(yù)處理后，能有效地降低吸附過程中炭的損失，從而減少由炭末帶走的金屬流失，使尾渣指標(biāo)得到有效控制。