某金礦選礦廠浸出前移工藝優化實踐

馬仲凱

(蘇尼特金曦黃金礦業有限責任公司)

引 言

內蒙古某金礦選礦廠采用全泥氰化炭漿提金工藝,處理量為3 000 t/d,主要工藝參數為:破碎產品-8 mm占90 %以上,磨礦分級產品-0.074 mm占93 %以上,浸出礦漿濃度為40 %,礦漿pH值為11～13,首槽CN-質量分數為0.20 ‰～0.21 ‰,平均單槽浸出時間為12.81 h,總浸出時間為76.89 h,平均底炭質量濃度為12.95 g/L。

經過對選礦廠磨礦分級、浸出吸附工藝流程考查分析發現,選礦用水循環利用,回水CN-質量分數一般為0.02 ‰左右,但磨礦分級段浸出率僅為8.87 %,有較大提升空間。查閱大量文獻資料后,確定從提高浸出效率入手。試驗發現,將浸出流程前移至磨礦分級段,能有效提高金浸出率[1]。于2023年4月開展工業試驗,具體工藝控制標準為:將質量分數為30 %液體氰化鈉通過一段砂泵池加入磨礦分級流程,并依據濃密機溢流CN-濃度控制加藥量,pH值控制在12～13;在濃密機大回水箱增設活性炭靜吸附槽,以提高金浸出效率。

1 礦石性質

原礦中金礦物絕大部分為單質金,且粒度較細;76.70 %單質金與石英、長石等連生,13.30 %單質金被石英、磁鐵礦、鈦鐵礦包裹;10.00 %單質金為單體解離金。礦石磨細至-0.038 mm占98.00 %,非包裹金占比增加到92.82 %,其余5.52 %被硫化礦物包裹,1.66 %被硅酸鹽礦物包裹。

礦石工藝礦物學分析結果見表1～4。

表1 化學成分分析結果

表2 礦物組成分析結果

表3 金礦物嵌布狀態分析結果

表4 金礦物嵌布粒度分析結果

2 現場技術指標

選礦廠現場磨礦分級工藝流程見圖1,技術指標見表5～7。

圖1 磨礦分級工藝流程

表5 磨礦分級各產物-0.074 mm粒級占比

由表5、表6可知:礦漿在濃密機停留5.22 h,且-0.074 mm粒級占96.70 %,具備較好的預浸出條件。由表7可知:磨礦分級浸出率僅為8.87 %,判斷磨礦分級段浸出率有進一步提升空間。

表6 礦漿磨礦分級時間

表7 4月流程考查磨礦分級浸出率

3 浸出前移工業試驗

3.1 浸出率指標分析

浸出前移工業試驗流程見圖2。

圖2 工業試驗流程

3.1.1 增加一段砂泵池加藥點

增加一段砂泵池加藥點后磨礦分級段浸出指標見表8。

表8 增加一段砂泵池加藥點后磨礦分級段浸出指標

由表8可知:在補加液體氰化鈉初期,浸出率相比流程考查期間磨礦分級浸出率(8.87 %)沒有較大變化,判斷原因為磨礦分級段有較大量的雜質金屬富集,消耗CN-較多,導致金浸出率提升不明顯;隨著浸出前移工業試驗持續進行,雜質金屬對金浸出影響逐漸降低,磨礦分級浸出率逐漸提高[2]。本階段綜合原礦金品位2.46 g/t,綜合底流金品位1.97 g/t,磨礦分級綜合浸出率19.87 %,相較流程考查期間有較大提升。

3.1.2 控制濃密機溢流CN-質量分數

5月5日開始,制訂濃密機溢流CN-質量分數保持在0.11 ‰工藝控制標準,磨礦分級段浸出指標見表9。

表9 控制CN-質量分數0.11 ‰磨礦分級段浸出指標

由表9可知:控制濃密機溢流CN-質量分數保持在0.11 ‰后,發現浸出率明顯提高,尤其是原礦品位,相對CN-質量分數較低時,浸出率升高更為明顯。本階段綜合原礦金品位2.58 g/t,綜合底流金品位2.03 g/t,磨礦分級綜合浸出率21.26 %。

3.1.3 提高濃密機溢流CN-質量分數

5月14日開始,提高濃密機溢流CN-質量分數控制標準至0.20 ‰,磨礦分級段浸出指標見表10。

表10 控制CN-質量分數0.20 ‰磨礦分級段浸出指標

由表10可知:將濃密機溢流CN-質量分數控制標準提高至0.20 ‰后,磨礦分級綜合浸出率升高至26.16 %,相比流程考查期間,浸出率提高了194.93 %。本階段綜合原礦金品位2.21 g/t,綜合底流金品位1.63 g/t,磨礦分級綜合浸出率26.16 %。

3.1.4 各階段浸出率對比

工業試驗共分為4個階段:階段Ⅰ,一段砂泵池不補加液體氰化鈉,期間由于使用焦亞硫酸鈉,導致壓濾回水中CN-質量分數降低,濃密機溢流CN-質量分數僅為0.01 ‰～0.02 ‰;階段Ⅱ,一段砂泵池開始補加液體氰化鈉,期間濃密機溢流CN-質量分數為0.07 ‰～0.08 ‰;階段Ⅲ,一段砂泵池繼續補加液體氰化鈉,并制訂濃密機溢流CN-質量分數控制標準為0.10 ‰～0.11 ‰;階段Ⅳ,一段砂泵池持續補加液體氰化鈉,提高濃密機溢流CN-質量分數控制標準為0.20 ‰～0.21 ‰。

工業試驗各階段磨礦分級段工藝浸出指標見表11。由表11可知:隨著濃密機溢流CN-質量分數控制標準的提高,磨礦分級段浸出率明顯提高。為降低原礦金品位波動對工業試驗結果的影響,浸出率/原礦金品位作為參考指標,進一步說明適當控制濃密機溢流CN-質量分數有效地提高了磨礦分級工藝的浸出效率。

表11 工業試驗各階段磨礦分級段工藝浸出指標

3.1.5 作用機理分析

分析研究發現,浸出前移提高浸出率的主要作用機理有以下幾點:

1)浸出前移可以將流程浸出終點提前,在吸附槽數量不變的情況下,延長活性炭在高品位貴液中吸附時間,從而提高浸出率和吸附率,進而提高回收率。

2)金的氰化絡合反應受擴散控制,在磨礦過程中,研磨作用破壞或減弱了被浸金微粒表面由于各種垢膜形成的包裹層或包覆層等界面層,強化了CN-、O2及[Au(CN)2]-在礦漿中的擴散能力,進一步提高金與氰化物之間反應速率[3]。

3)含微粒金礦石在磨碎過程中持續進行單體解離,使被包裹的金微粒逐漸暴露出來,這一過程有利于金氰化絡合反應進行。根據歷年工藝礦物學研究結果,金在一段分級作業有明顯的富集現象,所以添加一段砂泵池加藥點能最大程度減少金的沉積,提高回收率。

4)浸出前移至磨礦分級反應過程中,經過細磨的黃鐵礦反應活性提高,與OH-發生反應后分解,形成可溶性砷酸鹽,有效防止在后續氰化過程中在微粒金表面形成砷化合物的鈍化膜,從而促進金氰化浸出[4]。

5)球磨機中鋼球、礦石、襯板之間相互研磨及白灰與水之間發生反應會產生大量的熱,有助于金氰化絡合反應發生。

3.2 其他指標分析

3.2.1 回水箱靜吸附

在現場濃密機溢流回水箱中增加1 m3活性炭靜吸附箱,吸附箱共加入新活性炭700 kg;回水箱容積36 m3,回水箱理論吸附炭密度為19.44 g/L;根據流程考查結果,濃密機溢流回水經過回水箱時間約為0.15 h。回水箱靜吸附試驗結果見表12。

表12 回水箱靜吸附試驗結果

由表12可知:回水箱靜吸附效果并不理想,分析造成這一現象的原因是含金貴液在回水箱停留時間較短,活性炭吸附時間不足[5]。

3.2.2 液體氰化鈉單耗

統計工業試驗前后液體氰化鈉使用情況,對比結果見表13。

由表13可知:在原礦金品位差別不大的情況下,浸出前移后液體氰化鈉單耗明顯升高,分析造成這一現象的原因主要有以下3點。

1) 5月5日開始,浸出尾槽添加破氰藥劑焦亞硫酸鈉,造成整個流程中CN-額外消耗。

2) 磨礦過程中,球磨機內鋼球與襯板相互研磨產生大量新鮮鐵粉及分級階段富集的雜質金屬與CN-反應,造成液體氰化鈉耗量增大[6]。

3) 球磨機內溫度過高,且磨礦分級段氧氣含量充足,可能造成部分氰化鈉水解揮發或者被氧化,導致液體氰化鈉額外消耗。

由浸出前移工業試驗結果可知:工藝流程增加一段砂泵池液體氰化鈉加藥點磨礦分級流程金的浸出,在此基礎上對濃密機溢流CN-質量分數加以控制能大幅提高磨礦分級段浸出率,從而提高后續工藝流程浸出及吸附效率[7]。

4 結 論

1)工業試驗過程中,選礦廠磨礦分級工藝浸出率由優化前8.87 %提高至26.16 %;液體氰化鈉單耗由2.22 kg/t升高至2.52 kg/t。

2)浸出前移至磨礦分級過程中,礦物解離表面新鮮,反應活性高,浸出和堿浸預處理氧化速度快,顯著縮短浸出和堿浸預處理時間,金回收率提高。

3)現場工藝流程增加一段砂泵池液體氰化鈉加藥點對磨礦分級流程浸出金有積極作用,過程中對濃密機溢流CN-藥劑質量分數加以控制能大幅提高磨礦分級段浸出率,從而提高后續工藝流程的浸出及吸附效率。

4)隨著破氰藥劑焦亞硫酸鈉的停止添加和一段砂泵池補加液體氰化鈉浸出前移試驗的持續進行,現場工藝流程趨于穩定,液體氰化鈉耗量將逐漸恢復正常水平。

5)回水箱靜吸附效果不理想的原因為活性炭吸附時間太短。根據流程考查結果,礦漿在濃密機停留5.22 h,后期可考慮在濃密池中安裝可靠的靜吸附裝置,能有效解決這一問題。