環(huán)保浸金藥劑在生物氧化提金工藝中的應(yīng)用探索試驗研究

摘要：為應(yīng)對日趨嚴(yán)苛的環(huán)保要求，開展了環(huán)保浸金藥劑在生物氧化提金工藝中的應(yīng)用探索試驗研究，以探索其替代氰化鈉藥劑工業(yè)化應(yīng)用的可行性。在礦漿濃度、浸出溫度、pH、浸出時間等均相同的條件下，分別對氰化鈉、環(huán)保藥劑A、環(huán)保藥劑B、環(huán)保藥劑C等4種浸金藥劑的浸金效果進(jìn)行了系列探索試驗。同時，結(jié)合氰化系統(tǒng)內(nèi)液相閉路循環(huán)的實際情況，對上述4種藥劑的浸出貴液進(jìn)行相同條件的鋅粉置換循環(huán)試驗，對比置換貧液在長期閉路循環(huán)條件下，雜質(zhì)離子富集對置換效果等指標(biāo)的影響問題及應(yīng)對方案。以期為黃金提取提供一套科學(xué)的理論依據(jù)與實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：金精礦；氧化渣；環(huán)保藥劑；氰化浸出；置換；環(huán)保浸金

中圖分類號：TF111""""""""" 文章編號：1001-1277（2024）12-0076-04

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20241214

引 言

氰化提金技術(shù)經(jīng)百余年的不斷發(fā)展，已日臻完善，成為一種主要的浸金方式。該技術(shù)憑借其操作流程的簡潔性、高效的金屬回收率及低廉的成本等顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性，在黃金開采與冶煉領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，采用此技術(shù)提煉的黃金產(chǎn)量已占據(jù)總產(chǎn)量的70 %［1］。值得注意的是，作為核心原料的氰化鈉，屬于高度危險化學(xué)品，其在使用、運(yùn)輸及存儲等多個環(huán)節(jié)均潛藏著引發(fā)突發(fā)性環(huán)境污染及嚴(yán)重中毒事故的風(fēng)險［2-5］。鑒于此，開發(fā)構(gòu)建環(huán)境友好型的先進(jìn)生產(chǎn)工藝體系，以推動黃金產(chǎn)業(yè)朝向可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)邁進(jìn)，已成為該領(lǐng)域亟待攻克的一項重大而緊迫的研究課題。

在工業(yè)提金領(lǐng)域，傳統(tǒng)工藝主要分為氰化法與非氰化法兩大類。氰化法依據(jù)回收手段的差異，進(jìn)一步細(xì)分為鋅粉置換法、樹脂交換法、活性炭吸附法等；根據(jù)處理對象的不同，又可分為全泥氰化法、精礦氰化法、尾礦氰化法等。非氰化法則包括了硫脲法、水氯化法、生物氧化法、溴化物法等［6-7］。然而，氰化工藝存在若干顯著缺陷：首先，其毒性特征導(dǎo)致礦山環(huán)保成本高昂，對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在威脅；其次，浸金過程易受鉛、鋅、銅、鐵、砷、硫、銻等雜質(zhì)干擾，致使浸出速率緩慢；最后，部分金礦石直接采用氰化法效果不佳，尤其是被細(xì)粒包裹或含高砷、高硫、有機(jī)碳等難處理成分的金礦石，需經(jīng)過復(fù)雜的預(yù)處理流程后方能應(yīng)用氰化法或強(qiáng)化浸出技術(shù)。鑒于此，環(huán)保提金技術(shù)已成為近年來黃金提取領(lǐng)域研究的重點(diǎn)方向［8］。

在當(dāng)前社會生態(tài)文明建設(shè)的新背景下，國家對生態(tài)環(huán)境保護(hù)提出了更為嚴(yán)格的要求，因此，探索一種既環(huán)保又高效經(jīng)濟(jì)的浸金新藥劑顯得尤為重要。截至目前，已有數(shù)十種非氰浸金藥劑被報道，這些藥劑的主要工藝可大致劃分為兩大類別：一類是在酸性介質(zhì)中進(jìn)行的提金過程，包括硫脲法、水氯化法、溴化法、碘化法及硫氰酸鹽法等；另一類則是在堿性介質(zhì)中實施的提金技術(shù)，如多硫化物法、硫代硫酸鹽法等［9-17］。

本次試驗選用3種不同類型的新型環(huán)保浸金藥劑。其中，環(huán)保藥劑A目前已開始應(yīng)用于黃金的提取生產(chǎn)，具有環(huán)保、回收率高、穩(wěn)定性好、操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)；環(huán)保藥劑B繼承了氰化法簡便、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，且環(huán)保、成本低、儲存方便；環(huán)保藥劑C在使用過程中能減少資源的消耗，具有低毒環(huán)保、用量少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。研究通過對生物氧化預(yù)處理的氧化渣樣品開展對比試驗，系統(tǒng)地評估了上述3種新型環(huán)保浸金藥劑的效能，旨在深入探索這些新型浸金藥劑在替代氰化鈉方面的潛力，為黃金提取提供一套科學(xué)的理論依據(jù)與實踐指導(dǎo)，以推動該領(lǐng)域向更加綠色、高效的方向發(fā)展。

1 試驗部分

1.1 試樣化學(xué)成分分析

試樣取自某公司生物氧化提金車間，金精礦經(jīng)生物氧化預(yù)處理得到的氧化渣，通過兩段高效濃密機(jī)沉降洗滌，一段壓濾洗滌調(diào)漿后，加入石灰乳堿浸調(diào)整礦漿pH，再經(jīng)二段壓濾洗滌，濾餅作為試樣。試樣化學(xué)成分分析結(jié)果如表1所示。

1.2 藥劑毒性

環(huán)保藥劑的一大優(yōu)勢就是低毒性，以急性經(jīng)口毒性LD50為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，對環(huán)保藥劑A、環(huán)保藥劑B、環(huán)保藥劑C、氰化鈉分別進(jìn)行毒性檢測，檢測結(jié)果如表2所示。

由表2可知：環(huán)保藥劑A、環(huán)保藥劑B、環(huán)保藥劑C的藥劑毒性約為氰化鈉的3 ‰。

1.3 試驗方法

取足量試樣用清水調(diào)漿，控制浸出濃度為30 %，氰化鈉作浸出劑，制備浸出貴液，將貴液進(jìn)行鋅粉置換處理，得到足量貧液，后續(xù)浸出試驗均使用上述貧液調(diào)漿，以確保后續(xù)試驗條件與現(xiàn)場生產(chǎn)條件一致，從而保證試驗的準(zhǔn)確性。在礦漿濃度、浸出溫度、pH、浸出時間相同的條件下，分別進(jìn)行氰化鈉、環(huán)保藥劑A、環(huán)保藥劑B及環(huán)保藥劑C 4種浸金藥劑浸出效果對比試驗；對上述4種浸金藥劑的浸出貴液進(jìn)行相同條件的鋅粉置換試驗，對比置換效果；控制其他浸出條件相同，氰化鈉用量一定，進(jìn)行環(huán)保藥劑A、環(huán)保藥劑B、環(huán)保藥劑C 3種浸金藥劑達(dá)到最佳浸出效果的用量對比試驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 環(huán)保藥劑A

2.1.1 浸出效果對比試驗

取1 600 g試樣，縮分成4份，每份400 g，分別加入4個2 000 mL反應(yīng)槽內(nèi)，用貧液調(diào)漿并攪拌，控制浸出濃度30 %，浸出pH值≈11，浸出時間40 h。環(huán)保藥劑A浸出效果對比試驗結(jié)果如表3所示。

2.2.2 置換效果對比試驗

取適量環(huán)保藥劑A與氰化鈉浸出貴液，加入10 %醋酸鉛處理后的鋅粉（與生產(chǎn)現(xiàn)場條件相同），進(jìn)行鋅粉置換試驗，對比環(huán)保藥劑A與氰化鈉的置換效果。試驗結(jié)果如表4所示。

由表3、表4可知：環(huán)保藥劑A對金的浸出效果略低于氰化鈉，但差別不大，置換貧液循環(huán)使用進(jìn)行浸出調(diào)漿，對浸出效果基本無影響；環(huán)保藥劑A浸出貴液的置換效果與氰化鈉浸出貴液的置換效果基本無差別，并且環(huán)保藥劑A的置換貧液循環(huán)利用不會影響置換效果。

2.2 環(huán)保藥劑B

環(huán)保藥劑B浸出試驗及鋅粉置換試驗條件與環(huán)保藥劑A相同。試驗結(jié)果如表5、表6所示。

由表5、表6可知：環(huán)保藥劑B的金浸出率為91 %左右，低于氰化浸出的金浸出率；環(huán)保藥劑B浸出貴液的置換效果也明顯差于氰化鈉浸出貴液的置換效果。

2.3 環(huán)保藥劑C

環(huán)保藥劑C浸出試驗及鋅粉置換試驗條件與環(huán)保藥劑A、環(huán)保藥劑B試驗條件均相同。試驗結(jié)果如表7、表8所示。

由表7、表8可知：環(huán)保藥劑C的金浸出率均未達(dá)到90 %；環(huán)保藥劑C浸出貴液的置換率遠(yuǎn)低于氰化鈉浸出貴液的置換率。環(huán)保藥劑C浸金效果較差，因此后續(xù)試驗不再考察該藥劑浸金性能。

2.4 環(huán)保藥劑用量對比試驗

取4 000 g試樣，縮分成10份，每份400 g，分別加入10個2 000 mL反應(yīng)槽內(nèi)，用貧液調(diào)漿并攪拌，控制浸出濃度30 %，浸出pH值≈11，浸出時間40 h。分別在環(huán)保藥劑A、環(huán)保藥劑B用量為 4 kg/t、7 kg/t、10 kg/t、20 kg/t、30 kg/t條件下進(jìn)行浸金試驗，試驗結(jié)果如表9、表10所示。

由表9、表10可知：環(huán)保藥劑A用量為20 kg/t時，達(dá)到最佳浸出效果，平均金浸出率為95.77 %，與使用氰化鈉時的金浸出率相近；環(huán)保藥劑B用量為30 kg/t時，浸出率最高，為91.85 %，低于環(huán)保藥劑A與氰化鈉的金浸出率。

3 結(jié) 語

環(huán)保藥劑A、環(huán)保藥劑B、環(huán)保藥劑C與氰化鈉的浸出效果與浸出貴液鋅粉置換對比試驗結(jié)果說明，環(huán)保藥劑A可作為替代氰化鈉的最佳環(huán)保浸出藥劑。環(huán)保藥劑A對于工藝系統(tǒng)較為合適，與傳統(tǒng)的氰化浸出工藝相比，浸出效果相差不大，對后續(xù)鋅粉置換工藝影響較小，基本達(dá)到了預(yù)期的試驗效果，且該藥劑低毒環(huán)保，可為該公司實現(xiàn)無毒浸金藥劑工業(yè)化試驗及應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)，對于黃金行業(yè)實現(xiàn)高效、節(jié)能、綠色發(fā)展具有重要意義。

［參 考 文 獻(xiàn)］

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Exploratory experimental study on the application of

eco-friendly gold leaching agents in bio-oxidation gold extraction processes

Abstract：In response to increasingly stringent environmental regulations，an exploratory experimental study was conducted on the application of eco-friendly gold leaching agents in bio-oxidation gold extraction processes to assess the feasibility of replacing sodium cyanide with industrial alternatives.Under identical conditions of slurry concentration，leaching temperature，pH value，and leaching time，an exploratory experimental study was carried out on the gold leaching performances of 4 gold leaching agents：sodium cyanide，eco-friendly agent A，eco-friendly agent B，and eco-friendly agent C.Additionally，considering the actual conditions of the closed-loop liquid phase circulation in the cyanidation system，loop zinc powder replacement tests under identical conditions were performed on pregnant solutions obtained using the 4 agents.The study compared the effects of impurity ion accumulation on indices such as replacement performance during long-term closed-loop operations and explored potential mitigation strategies in hope that it can provide a set of scientific theories and pratical guidance for gold extraction.

Keywords：gold concentrate;oxidation residue;eco-friendly agent;cyanide leaching;replacement;non-toxic gold leaching