陜西某金礦氰化工藝優(yōu)化及生產(chǎn)實踐

于鴻賓 張國剛 王鵬 張晗 楊治國 王毅

摘要： 針對陜西某金礦浸出尾渣和尾液品位偏高、浸吸回收率偏低等問題，對其氰化工藝進行了優(yōu)化及生產(chǎn)實踐。通過提高球磨機磨礦效率和分級效率、延長載金炭吸附時間、優(yōu)化浸出槽充氣系統(tǒng)等措施，金浸吸回收率由86.697 %提高至90.569 %，年可增加黃金39.36 kg，年增加經(jīng)濟效益可達1 101.94萬元，經(jīng)濟效益十分顯著。

關(guān)鍵詞： 金礦;氰化;磨礦;分級;流程考查;工藝優(yōu)化

中圖分類號：TF831 文獻標志碼：A 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2020）11-0067-05 doi：10.11792/hj20201113

陜西某金礦選礦工藝為浮選—金精礦氰化提金工藝，氰化系統(tǒng)設(shè)計處理能力為300 t/d。該金礦自2015年12月投產(chǎn)以來，金精礦氰化系統(tǒng)存在浸出尾渣和尾液品位偏高、浸吸回收率偏低等問題。本文在對磨浸作業(yè)進行詳細流程考查的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況，對金精礦氰化系統(tǒng)進行了工藝優(yōu)化，取得了良好的生產(chǎn)指標和經(jīng)濟效益。

1 金精礦性質(zhì)

金精礦金品位13.44 g/t，銀品位11.50 g/t，Cu、Pb、Zn、Sb和As等有害元素含量均較低。金精礦中金屬硫化物主要為黃鐵礦，其次為黃銅礦、毒砂、輝銅礦、銅藍等;金屬氧化物主要為褐鐵礦、赤鐵礦等;非金屬礦物以鈉長石、石英、白云石為主，其次為鈣鋁榴石、透長石、金云母、滑石和螢石等。金精礦化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，金精礦礦物組成分析結(jié)果見表2。

2 生產(chǎn)工藝流程

現(xiàn)場生產(chǎn)金精礦氰化工藝流程見圖1。金精礦經(jīng)20 m 中心傳動濃密機和45 m2陶瓷過濾機進行兩段脫水。過濾后的金精礦濾餅經(jīng)3 000 mm調(diào)漿槽攪拌后，用泵泵入250 mm水力旋流器分級，旋流器沉砂返回MQY2 100 mm×3 000 mm溢流型球磨機， 旋流器溢流進入砂泵池，由渣漿泵輸送至150 mm水力旋流器組進行分級，沉砂給入二段MQY1 500 mm×3 000 mm 溢流型球磨機，二段球磨排礦再輸送至150 mm水力旋流器組進行分級，構(gòu)成閉路磨礦。水力旋流器溢流自流至9 m浸前濃密機，濃密機溢流返回金精礦再磨作業(yè)，濃密機底流進入5.5 m×6.0 m浸出槽（浸出吸附總槽數(shù)為10槽，一段預(yù)浸，九段浸吸），礦漿分別從前向后自流經(jīng)過浸出槽、浸吸槽，浸出后的尾渣經(jīng)600 m2隔膜壓濾機脫水后堆存。載金炭從尾槽進行串炭，由2#浸吸槽提出載金炭，并送入解吸電解車間進行金的解吸電解，電解后的金泥冶煉成合質(zhì)金出售。

3 工藝流程考查

為了能夠?qū)ΜF(xiàn)場氰化系統(tǒng)的各項工藝參數(shù)及技術(shù)指標進行科學(xué)分析與評價，并為工藝優(yōu)化提供可靠的技術(shù)依據(jù)，對金精礦氰化系統(tǒng)進行了流程考查。金精礦氰化工藝流程考查時處理量為8.96 t/h。

3.1 磨礦作業(yè)

磨礦作業(yè)流程考查結(jié)果見表3。

由表3可知： 一段磨礦作業(yè)與二段磨礦作業(yè)的比生產(chǎn)率分別為0.280 t/（m3·h）和0.063 t/（m3·h）， 表明現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程中磨礦效率較低。

3.2 分級作業(yè)

水力旋流器分級作業(yè)流程考查結(jié)果見表4。

由表4可知：二段分級溢流細度-0.045 mm占91.70 %，未達到95 %的工藝要求，一方面會造成金精礦單體解離不充分，影響浸出效果;另一方面礦漿細度不達標必然會混入一定量的粗砂粒，加劇活性炭的磨損，增加粉炭和金的流失。一段分級水力旋流器分級質(zhì)效率為16.19 %，二段分級水力旋流器分級質(zhì)效率為1.88 %，表明當(dāng)前分級效率較低。有研究[1]表明：當(dāng)產(chǎn)品粒度以0.045 mm為衡量標準時，適宜的水力旋流器分級礦漿濃度為15 %～20 %。生產(chǎn)中，一段分級礦漿濃度為46.43 %，二段分級礦漿濃度為28.75 %，表明分級給礦濃度較高，這是導(dǎo)致分級效率較低的主要原因。此外，分級礦漿濃度過高也會對二段分級溢流產(chǎn)品細度產(chǎn)生不利影響。

3.3 磨浸作業(yè)

金精礦磨浸作業(yè)流程考查結(jié)果見表5。

由表5可知：在當(dāng)前工藝流程條件下，浸出時間為97.70 h，浸出尾渣金品位為1.752 g/t，尾液金質(zhì)量濃度為0.494 g/m3，金浸出率為86.96 %。金精礦在調(diào)漿過程中金浸出率為28.41 %，一段磨礦分級金浸出率為70.77 %，二段磨礦分級金浸出率為74.89 %，經(jīng)浸前濃密機作業(yè)后金浸出率可達78.24 %， 表明該類型金精礦浸出速度較快。整個浸出流程中CN-質(zhì)量分數(shù)基本高于0.20 %，而有研究[2]表明，當(dāng)氰化物質(zhì)量分數(shù)為0.15 %時，金的溶解速率達到最大值，此后再繼續(xù)增大氰化物質(zhì)量分數(shù)，金的溶解速率反而下降，且氰化物質(zhì)量分數(shù)過高會導(dǎo)致一些難浸的其他金屬溶解并被活性炭吸附，載金炭含雜量勢必會增加[3]，因此可以考慮適當(dāng)降低氰化物用量。

生產(chǎn)實踐中吸附流程前部炭密度一般控制在10～15 g/L，后部炭密度控制在20～40 g/t[3]，而現(xiàn)場生產(chǎn)流程中3#浸吸槽、7#浸吸槽和9#浸吸槽的炭密度均低于10 g/L，炭密度較低，勢必會影響吸附效果。 由表5可知：浸吸槽1.5 m與3.5 m處炭密度值非常接近，表明浸吸槽內(nèi)載金炭分布較均勻。此外，氰化流程中存在“脹水”現(xiàn)象，即生產(chǎn)中回水量大于補加水量。 生產(chǎn)中陶瓷過濾機濾餅的含水率為13.93 %，而金精礦浸渣經(jīng)隔膜壓濾機脫水后濾餅含水率僅為9.04 %，即由于陶瓷過濾機濾餅含水率較高造成進入流程的水量比流出的水量多0.56 m3/h，這是導(dǎo)致流程“脹水”的主要原因。

3.4 磨浸作業(yè)礦漿流程

金精礦磨浸作業(yè)礦漿流程見圖2。

由圖2可知：浸前濃密機底流濃度為50.74 %，嚴重高于設(shè)計的35 %～40 %要求，浸出濃度過高一方面會導(dǎo)致礦漿中溶解氧含量降低，另一方面還會增加礦漿的黏度，影響CN-、O2和Au（CN）-2在礦漿中的擴散速度，從而影響金的浸出速度。此外，在流程考查的過程中觀察到多個浸出槽內(nèi)存在充氣不足的現(xiàn)象， 眾多學(xué)者研究[4-6]認為，CN-與O2的濃度是決定金溶解速度的主要因素，礦漿中CN-與O2的最佳摩爾比為6，由于當(dāng)前流程中CN-質(zhì)量分數(shù)高達0.30 %， 若充氣不足會嚴重影響金的浸出效果。

除了通過流程考查發(fā)現(xiàn)的問題外，現(xiàn)場工藝流程還存在以下3方面的不足：

1）解吸貧炭未進行再生。活性炭在吸附體系中除了對金有選擇性吸附外，對各種有機物、浮選藥劑和賤金屬氧化物也具有很強的吸附能力，這類物質(zhì)的不斷積累會造成炭微孔內(nèi)積存大量雜質(zhì)，因此貧炭不進行再生勢必會影響炭對金的吸附活性。

2）解吸貧炭加入浸出流程前未設(shè)置篩分裝置。載金炭經(jīng)高溫高壓解吸后會產(chǎn)生大量粉炭[7-8]，若未進行篩分就加入到浸吸流程中，會導(dǎo)致微細粒粉炭進入浸渣中，從而造成尾渣品位偏高，致使金流失。

3）金精礦氰化工藝所需磨礦細度為-0.045 mm占95 %，因此礦漿中以細粒級物料為主，細粒級物料比表面積大，表面活性較高，極易吸附至載金炭表面，而生產(chǎn)中載金炭提炭篩規(guī)格較小，導(dǎo)致從流程中提出的載金炭含泥量較高，影響電解金泥質(zhì)量。

4 工藝優(yōu)化

4.1 磨礦分級

1）更換陶瓷過濾機陶瓷片，并加強對陶瓷片的清洗，保證其對金精礦的脫水效果，一方面有利于磨礦作業(yè)供礦穩(wěn)定，另一方面消除流程“脹水”給生產(chǎn)帶來的不利影響。

2）加強對磨礦作業(yè)鋼球充填率的檢測，保證球磨機裝球率為40 %左右，提高球磨機生產(chǎn)率，強化磨礦效率。

3）降低水力旋流器分級給礦濃度，二段分級給礦濃度由28.75 %降低至23 %左右，強化分級效率，保證二段分級產(chǎn)品-0.045 mm達到95 %的要求。

4）規(guī)范浸前濃密機操作，保證底流可為浸出槽連續(xù)供礦且礦漿濃度適宜（40 %～45 %），為氰化浸出作業(yè)提供有利條件。

4.2 浸出吸附

1）鑒于目前浸前濃密機脫水后金浸出率可達78.24 %，溢流中液相金質(zhì)量濃度可達15.361 g/m3的現(xiàn)狀，將活性炭吸附由2#浸吸槽前移至1#浸出槽，做到“能收早收”，一方面延長吸附時間，進一步降低尾液金質(zhì)量濃度;另一方面有助于提高載金炭品位，減少載金炭解吸批次，同時最大程度地減少活性炭在流程中的磨損量。

2）對浸出槽內(nèi)充氣系統(tǒng)進行優(yōu)化，對充氣量不足的充氣管進行維修，保證浸出系統(tǒng)中O2濃度，強化金的浸出效果。

3）進一步規(guī)范提串炭制度，加強對炭密度的檢測，對炭密度較低的浸吸槽及時進行串炭，保證浸吸槽內(nèi)炭密度大于10 g/L，最大限度地提高吸附率，保證載金炭具有較高的品位。

4）增加解吸貧炭火法再生設(shè)備，將解吸后的貧炭進行集中火法再生，保證炭的吸附容量和吸附速度，強化金的吸附。

5）浸吸作業(yè)尾槽處增加篩分裝置，篩除高溫高壓解吸過程中產(chǎn)生的粉炭后再加入到流程中，盡量減少金被粉炭吸附而造成的損失。

6）改變載金炭提炭篩的尺寸，將圓筒提炭篩由0.5 m×1.5 m更換為1.0 m×2.5 m，并強化對載金炭的清洗，降低載金炭表面黏附物的雜質(zhì)量，提高金泥質(zhì)量。

4.3 優(yōu)化效果

工藝優(yōu)化前后生產(chǎn)指標對比見表6。

由表6可知：通過工藝優(yōu)化，現(xiàn)場生產(chǎn)指標有了大幅度的提升;浸出尾液金質(zhì)量濃度由0.551 g/m3降低至0.486 g/m3，浸出尾渣金品位由2.026 g/t降低至1.722 g/t，金浸吸回收率由86.697 %提高至90.569 %，工藝指標優(yōu)化效果顯著。以現(xiàn)場正常處理量220 t/d計算，年可增加黃金39.36 kg，年增加經(jīng)濟效益可達1 101.94萬元，經(jīng)濟效益顯著。

5 結(jié) 論

1）陶瓷過濾機脫水效果不佳，導(dǎo)致流程中存在“脹水”現(xiàn)象;磨礦分級作業(yè)存在磨礦效率和分級效率較低的問題。通過加強對陶瓷過濾機的維護，提高球磨機裝球率，降低分級給礦濃度可有效解決這一問題。

2）浸出作業(yè)存在礦漿濃度較高、浸吸槽充氣量不足、部分浸吸槽炭密度較低和氰化物濃度較高等問題，這些因素均會影響金浸吸回收率。同時工藝中還存在解吸貧炭未進行再生、解吸貧炭加入浸出流程前未設(shè)置篩分裝置和載金炭含泥量較高的問題。通過延長活性炭吸附時間、保證浸吸槽內(nèi)充氣量、規(guī)范提串炭制度、增加火法再生及再生炭篩分裝置和改變提炭篩規(guī)格，有效降低了浸出尾渣品位和尾液中金質(zhì)量濃度。

3）通過對氰化工藝進行優(yōu)化，金浸吸回收率由 86.697 %提高至90.569 %，年可增加黃金39.36 kg， 年增加經(jīng)濟效益可達1 101.94萬元，經(jīng)濟效益顯著。此次工藝優(yōu)化還可為其他同類型礦山企業(yè)的氰化工藝流程考查、生產(chǎn)流程評價和生產(chǎn)工藝優(yōu)化提供借鑒與經(jīng)驗。

[參 考 文 獻]

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Optimization of cyanidation process in a gold mine in Shaanxi and its production practice

Yu Hongbin1，Zhang Guogang1，Wang Peng1，Zhang Han1，Yang Zhiguo2，Wang Yi2

（ 1.Changchun Gold Research Institute Co. ，Ltd.;2.Shaanxi Taibai Gold Mining Co. ，Ltd. ）

Abstract： The grade of tailings and tailings solution is relatively high and the recovery rate by leaching and adsorption is relatively low for the leaching process in a gold mine in Shaanxi.In light of those problems，based on flowsheet investigation，the cyanidation process is optimized.By improving the grinding and grading efficiency of ball mills，prolonging adsorption time of gold-loaded carbon， and optimizing aeration system in leaching cells，the gold leach-ingand adsorption rate increases from 86.697 % to 90.569 %，and gold production increases by 39.36 kg，making 11.019 4 million yuan more profits annually，which is significant economic benefit.

Keywords： gold ore;cyanidation;grinding;grade;flowsheet investigation;process optimization