破碎方式對低品位金礦石全泥氰化的影響

劉 慶，孫樹錦，陳艷濱，周燕祥，肖發(fā)愛

（1.西和縣中寶礦業(yè)有限公司，甘肅 隴南 742100；2.山東黃金礦業(yè)（沂南）有限公司，山東 臨沂 276300；3.山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司，山東 平度 266700；4.山東金創(chuàng)股份有限公司，山東 煙臺(tái) 265600；5.西和縣中寶礦業(yè)有限公司，甘肅 隴南 742100）

破碎和磨礦的方式成為各類金礦選廠主要的耗時(shí)工段，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，這兩個(gè)環(huán)節(jié)所耗費(fèi)的能耗比例將高達(dá)70%-80%作用。隨著金礦開采的進(jìn)一步深入，金礦石品位下降，解離難度加大，為了能夠?qū)崿F(xiàn)金礦石樣本細(xì)磨或超細(xì)磨的效果，破磨成本增在逐年遞增。金礦業(yè)態(tài)需要實(shí)現(xiàn)更加成熟的氰化浸金效果，通過研究金礦的選冶技術(shù)，業(yè)內(nèi)提出了“多碎少磨”的概念，為提高磨礦系統(tǒng)的處理能力、降低能源消耗提供理論指導(dǎo)[1]。

1 金礦石破碎方式概述

在“多碎少磨”的原則指導(dǎo)之下，金礦企業(yè)致力于改進(jìn)磨礦系統(tǒng)的處理能力，為了能夠降低黃金企業(yè)不必要的能耗，在金礦石的選礦中優(yōu)先考慮高壓輥磨機(jī)，這種金礦石的破碎方式是一種值得優(yōu)先考慮的路徑，這是因?yàn)槠鋯挝黄扑槟芎牡?，而且具有較大容量的處理能力。而且高壓輥磨機(jī)占地面積不大，所利用的鋼耗總量不大。常常被用作是貴重金屬、有色金屬金屬礦石的常用粉碎設(shè)備。采礦企業(yè)將高壓輥磨機(jī)作為精礦細(xì)磨設(shè)備，該設(shè)備與輥破碎機(jī)相比，高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品中小于0.074mm含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于10%，Bond球磨指數(shù)下降約為每噸3.1kwH。通過比較高壓輥磨機(jī)與對輥破碎機(jī)兩種不同的破碎方法，把不同的金礦石破碎后氰化浸出，所得出的礦物解離效果體現(xiàn)了高壓輥磨機(jī)明顯增加的金解離度，高壓輥磨機(jī)的平均金浸出率可提高7.7%~10.7%左右。通過多種不同的破碎方式實(shí)驗(yàn)，研究人員嘗試將產(chǎn)品細(xì)磨后，再次進(jìn)行浸出試驗(yàn)，觀察金礦石礦物單體解離度和產(chǎn)品微裂紋，認(rèn)為對于低品位金礦石來說，采用常規(guī)顎式破碎機(jī)和不同輥面壓力的高壓輥磨機(jī)，粉碎處理后的物料特性存在著差異。因此，通過實(shí)驗(yàn)，對比破碎方式與低品位金礦石的全泥氰化浸出效果，可分析其浸出影響機(jī)理[2]。

2 實(shí)驗(yàn)試樣破碎方式及機(jī)理

原試樣的產(chǎn)出地是某地礦區(qū)礦石中的金屬礦物質(zhì)，其中還會(huì)有少量的銅藍(lán)和藍(lán)輝銅礦。礦石中的脈石礦物主要的成分是石英石礦物、明礬石等，含有高容量的二氧化硅，SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為92%左右，直接影響了脈石礦物的材料成分。礦石內(nèi)的含泥量高，有用礦物金的含量，約為0.34g/t。一般金礦物的形式為顆粒金，通過氰化浸出方法可處理提取金元素。對于實(shí)驗(yàn)試樣采用不同方式的鄂式破碎機(jī)，其型號(hào)分別為：PEX-150*250、XPC-60*100，這兩種不同型號(hào)的顎式破碎機(jī)，采用20mm圓孔篩組成閉路破碎流程，實(shí)現(xiàn)粗碎和中碎兩種不同的破碎效果。然后再使用高壓輥磨機(jī)進(jìn)行全開路細(xì)碎破碎。在實(shí)驗(yàn)中采用的高壓輥模機(jī)型號(hào)為：CLM-25-10，這個(gè)類型的高壓輥磨機(jī)能與PEF-60*100顎式破碎機(jī)實(shí)現(xiàn)組合式的實(shí)驗(yàn)操作，對于礦石進(jìn)行全開路細(xì)碎，其中高壓輥磨機(jī)的輥面壓力提供為：3.5Nmm2或5.5N/mm2，工作輥間距為4-7mm左右，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速每秒鐘達(dá)到0.4m，轉(zhuǎn)速適中[3]。

顎式破碎機(jī)排礦口寬度與高壓輥磨機(jī)的雙輥間距相同，破碎產(chǎn)品小于0.15mm，其顆粒級(jí)別能夠作為全泥氰化物試劑樣品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在破碎產(chǎn)品中，實(shí)驗(yàn)試劑使用全泥氫化浸出實(shí)驗(yàn)，在3L進(jìn)出攪拌槽內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的攪拌混合。這樣做是為了能夠加入部分水量，調(diào)整礦漿濃度進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn)。具體的做法是分別提取200g左右的全泥氰化浸出粉碎顆粒試驗(yàn)樣品，借助不同的粉碎方式取得試驗(yàn)樣品后，放到攪拌槽內(nèi)，加入一定量的水，得到合適礦漿濃度后，采用石灰調(diào)整酸堿值，當(dāng)pH值達(dá)到10.5-11左右的時(shí)候再加入濃度為10%的NaCN溶液。實(shí)驗(yàn)的過程使用JJ-1精密增力電動(dòng)調(diào)速攪拌器，最終攪拌浸出效果樣品可以經(jīng)過一段時(shí)間的比較，對比之后得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論數(shù)據(jù)。通過分析這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用浸出完成后的過濾富液化驗(yàn)，按照渣樣清洗三次烘干制樣就可以得出送檢結(jié)論。這一實(shí)驗(yàn)過程嚴(yán)格按照鄂式破碎機(jī)和高壓輥磨機(jī)的配合結(jié)果，采用不同的顆粒篩選分析，實(shí)現(xiàn)粒度篩分分析最終比較結(jié)論，按照實(shí)驗(yàn)送檢樣品的結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 實(shí)驗(yàn)試樣結(jié)果與討論

本實(shí)驗(yàn)對于破碎產(chǎn)品的粒度進(jìn)行篩分比較，分析其不同破碎狀態(tài)下的粒度特征。借助高壓輥磨機(jī)和常規(guī)顎式破碎機(jī)，采用三種不同的開路破碎方式對于其產(chǎn)品進(jìn)行力篩分分析，其結(jié)果分析如下：

當(dāng)輥面壓力為3.5N/mm2時(shí)，此時(shí)的高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)品小于0.15mm的細(xì)粒級(jí)含量，較常規(guī)鄂式破碎機(jī)產(chǎn)品高出9.35%，這說明該實(shí)驗(yàn)樣品的綜合細(xì)粒成分含量較高。而高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)品小于0.074mm立級(jí)的含量增加了約7.26%單位，該實(shí)驗(yàn)樣品的綜合細(xì)粒成分比較適中。使用高壓輥磨機(jī)，將其滾面壓力增大到5.5N/mm2時(shí)，雙輥對礦石的作用力均加大，粗顆粒的進(jìn)一步破碎效果，產(chǎn)品中的細(xì)粒級(jí)別含量隨著顯著增加，可為下一步描述破碎產(chǎn)品的粒度特性提供算法依據(jù)。

最常使用的算法是加權(quán)算法，以D作為加權(quán)平均粒度，單位為毫米。以K 作為偏差系數(shù)，數(shù)據(jù)為為百分?jǐn)?shù)。以wi作為各個(gè)粒級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，數(shù)據(jù)為百分?jǐn)?shù)。以di為各個(gè)粒級(jí)平均直徑單位為毫米。數(shù)據(jù)中還會(huì)含有標(biāo)準(zhǔn)差，借助基本公式，利用標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算偏差系數(shù)含量：

根據(jù)計(jì)算公式，計(jì)算得出常規(guī)顎式破碎產(chǎn)品平均粒度，Dc=3.91mm，這一粒度數(shù)值體現(xiàn)的是兩種不同的輥面壓力，分別在3.5N/mm2時(shí)和5.5N/mm2時(shí)，輥磨產(chǎn)品的平均粒度為Dm=2.99mm和Dh=2.69mm。這兩種不同的平均粒度顯示出了破碎粒度典型的不同，并且根據(jù)常用算式計(jì)算得出常規(guī)二式破碎機(jī)的偏差系數(shù)：Kc=90.27%。對比兩種不同壓力之下的高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品，可發(fā)現(xiàn)其偏差系數(shù)的范圍值大概在16.48%~19.567%之間。經(jīng)過高壓輥磨機(jī)破碎之后，其產(chǎn)品的細(xì)粒級(jí)別含量明顯提升，顆粒尺寸集中在細(xì)粒級(jí)別和中間粒級(jí)別之間，如果調(diào)整輥面壓力，使其壓力逐漸增大，那么破碎產(chǎn)品的偏差系數(shù)將逐漸減小，物料將獲得更好的均勻度。當(dāng)?shù)V物質(zhì)粉碎之后，其顆粒性質(zhì)和粒度大小有直接的對應(yīng)關(guān)系，試驗(yàn)樣品中黃金的含量分布主要在0.038mm和0.045~0.074mm的微細(xì)粒部分，當(dāng)粒度越來越細(xì)，那么黃金的浸出效果更好，這說明高壓輥磨機(jī)的破碎效果更好，破碎效率更高。

當(dāng)高壓輥磨機(jī)內(nèi)的礦物顆粒受到來自于多個(gè)方向各方面顆粒的擠壓，將會(huì)產(chǎn)生擠壓應(yīng)力，從理論上來說，產(chǎn)生的單位體積擠壓應(yīng)力形變更加豐富，這進(jìn)一步描述了破碎方式對于顆粒產(chǎn)品所產(chǎn)生的應(yīng)力形變效果，如果選擇不同模式方式下不同粒級(jí)的產(chǎn)品，那么測定粒級(jí)下產(chǎn)品的BET比表面積和BJH孔隙度差異，就可以表征顆粒內(nèi)部的性質(zhì)。這種測定和觀察的目的主要是為了能夠獲得關(guān)于金浸出量細(xì)觀的信息，對比常規(guī)的破碎產(chǎn)品效果比較表面積和孔隙度的測定結(jié)果，最終得出高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品的平均BET數(shù)值為1.24m2/g和1.52m2/g，同樣的經(jīng)過測算，可以發(fā)現(xiàn)，這種破碎方式明顯優(yōu)于常規(guī)顎式破碎機(jī)產(chǎn)品，其優(yōu)化率約為24.50%和51.40%。破碎顆粒的粒級(jí)一般集中在0.038mm~0.074mm，表面積明顯增加，輥磨產(chǎn)品顆粒表面粗糙，內(nèi)部裂紋更加豐富，粒度更細(xì)[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，使用高壓輥磨機(jī)與常規(guī)顎式破碎機(jī)相比，高壓輥磨機(jī)的破碎比更大，破碎效率更高，粉碎產(chǎn)品的細(xì)粒級(jí)含量較高，在小于0.074mm情況下，粒級(jí)含量可高出約7.25%。整體粒級(jí)分布均勻性處于中等水平，隨著輥面壓力增大，立即分布均勻性將逐漸轉(zhuǎn)好。對比實(shí)驗(yàn)顯示兩種不同破碎方式下，小于0.15mm細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品的全泥氰化浸出效果表明了，經(jīng)過高壓輥磨機(jī)處理之后，其金元素的浸出率將更高，比常規(guī)顎破產(chǎn)品的浸出率可提高，約3.8%-6.6%之間，浸出劑節(jié)約量約為10%左右，可達(dá)到降耗增效的浸出目標(biāo)。