朱一民 葛文成 張淑敏 楊新華 劉 杰
(1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110819;2.難采選鐵礦資源高效開(kāi)發(fā)利用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧 沈陽(yáng) 110819;3.山東黃金冶煉有限公司,山東 煙臺(tái) 264010)
隨著金礦資源的持續(xù)開(kāi)發(fā)利用,難處理金礦作為金礦資源的重要組成部分,已經(jīng)逐步取代易處理金礦,成為黃金生產(chǎn)的重要原料[1]。金礦常用選礦方法有重選法、浮選法、氰化浸出法等[2],其中氰化浸出法具有浸出率高、對(duì)礦物的適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是金礦浸出中最常用的方法。但氰化物有劇毒,不僅嚴(yán)重污染環(huán)境,還危害人體健康。因此,在金礦提金過(guò)程中,通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝來(lái)降低氰化物的危害已逐漸成為目前主要的研究方向[3-8]。
難處理金礦中的金多以細(xì)?;虬w的形式存在,使得浸出過(guò)程中氰化物的用量增加,選礦成本上升。因此,在難處理金礦資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,研究人員往往試圖通過(guò)多種工藝聯(lián)合作業(yè),并使用低氰或無(wú)氰浸出劑實(shí)現(xiàn)金礦資源的低成本、高效回收[9-12]。蔣蔓等[13]采用無(wú)氰堆浸工藝處理甘肅某低品位金礦石,在浸出濃度為0.34 mL/g、浸出液pH值為10的條件下,以硫代硫酸銨為浸出劑,草酸鈉、三氯化鐵、硫脲為助浸劑,最終獲得金浸出率達(dá)85.7%的貴液;張虹等[14]對(duì)緬甸某金礦石進(jìn)行重選—浸出工藝試驗(yàn)研究,采用三段尼爾森重選及尾礦氰化浸出的聯(lián)合流程,最終獲得金總回收率97.26%的優(yōu)異指標(biāo)。
內(nèi)蒙古某金礦目前采用氰化鈉浸出—樹(shù)脂吸附工藝提金,其浸渣總氰含量高達(dá)50 mg/kg。為降低氰化物用量,使得尾礦氰化物濃度達(dá)到充填技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),本研究擬采用尼爾森重選—重選尾礦低氰浸出工藝進(jìn)行提金試驗(yàn),主要考察浸出條件(重選尾礦的磨礦細(xì)度、浸出劑用量、浸出時(shí)間、液固比等)對(duì)浸出效果的影響,研究結(jié)果可為難處理金礦石提金工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。
試驗(yàn)原料取自內(nèi)蒙古某金礦,原料化學(xué)多元素分析和礦物組成分析結(jié)果分別見(jiàn)表1和表2。
注:Au、Ag的含量單位為g/t。
由表1可知,原料中主要可利用元素為金,有害元素銅含量較低。
由表2可知,原料中銀金礦和碲銀礦等貴金屬礦物微量,主要金屬礦物為黃鐵礦和磁黃鐵礦;非金屬礦物以石英、綠簾石、鈉長(zhǎng)石、云母等為主。
試驗(yàn)所用藥劑氧化鈣為天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的分析純?cè)噭?、金欣為湖北大冶金欣化工公司生產(chǎn)的工業(yè)品;試驗(yàn)用水為去離子水。
原料中的金主要以銀金礦的形式存在,粒度極細(xì),與硫化物主要以包裹體或連生體的形式存在;此外,還有約34%的銀金礦被脈石礦物包裹或存在于脈石礦物粒間,需通過(guò)細(xì)磨使其解離方可回收。根據(jù)礦石特性及尼爾森選礦機(jī)的特點(diǎn),采用尼爾森選礦機(jī)對(duì)本礦樣進(jìn)行重選回收試驗(yàn),流程見(jiàn)圖1。
對(duì)尼爾森重選尾礦采用低氰浸出工藝,以金欣為浸出劑、氧化鈣為調(diào)整劑進(jìn)行浸出試驗(yàn)。通過(guò)條件試驗(yàn)和固液平衡試驗(yàn),確定最佳工藝參數(shù),試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。
在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占87%、分選G值為80 G、流態(tài)化水量為3 L/min、給礦濃度為50%的條件下的尼爾森重選試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。
由表3可知,原礦經(jīng)一段尼爾森重選即可獲得較高品位的金粗精礦,金回收率達(dá)到49.92%;1粗2掃混合精礦累計(jì)金回收率達(dá)55.91%、金品位35.48 g/t。
由尼爾森重選試驗(yàn)結(jié)果可知,通過(guò)尼爾森重選可以預(yù)先獲得一部分合格的金精礦,但重選尾礦金品位仍高達(dá)1.34 g/t。為進(jìn)一步提高金回收率,減少氰化物用量及殘留,對(duì)重選尾礦開(kāi)展了浸出試驗(yàn),重點(diǎn)考察重選尾礦磨礦細(xì)度、金欣用量、浸出時(shí)間、液固比等條件對(duì)浸出效果的影響。
2.2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)
在氧化鈣用量為10 kg/t、金欣用量為2 000 g/t、液固比為2 mL/g、浸出時(shí)間為24 h的條件下,考察重選尾礦磨礦細(xì)度對(duì)浸出效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。
由圖3可知,隨著磨礦細(xì)度的提高,浸渣金品位降低,金浸出率升高;當(dāng)重選尾礦磨礦細(xì)度為-0.043 mm占79%時(shí),浸渣金品位為0.22 g/t;繼續(xù)提高磨礦細(xì)度,金浸出率增加緩慢。綜合考慮浸出效果和磨礦成本,確定后續(xù)試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度為-0.043 mm占79%。
2.2.2 氧化鈣用量試驗(yàn)
在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占79%、金欣用量為2 000 g/t、液固比為2 mL/g、浸出時(shí)間為24 h的條件下,考察氧化鈣用量對(duì)浸出指標(biāo)的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。
由圖4可知,氧化鈣用量對(duì)金浸出效果影響不大。綜合考慮,確定后續(xù)試驗(yàn)氧化鈣用量為5 kg/t,此時(shí)浸渣金品位為0.20 g/t,金浸出率為85.07%。
2.2.3 金欣用量試驗(yàn)
在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占79%、氧化鈣用量為5 kg/t、液固比為2 mL/g、浸出時(shí)間為24 h的條件下,考察金欣用量對(duì)浸出效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。
由圖5可知,隨著金欣用量的增加,浸渣金品位降低,金浸出率整體呈升高趨勢(shì);當(dāng)金欣用量為1 200 g/t時(shí),浸渣金品位為0.18 g/t,金浸出率為88.75%;繼續(xù)增加金欣用量,浸渣金品位變化不大??紤]到用量的投入產(chǎn)出比,確定后續(xù)試驗(yàn)金欣用量為1 200 g/t。
2.2.4 液固比試驗(yàn)
在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占79%、氧化鈣用量為5 kg/t、金欣用量為1 200 g/t、浸出時(shí)間為24 h的條件下,考察液固比對(duì)浸出效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。
由圖6可知,液固比對(duì)浸出指標(biāo)的影響不大。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),在設(shè)備及工藝允許的情況下,可通過(guò)減小液固比,擴(kuò)大選廠處理能力。綜合考慮,確定后續(xù)試驗(yàn)的液固比為1.5 mL/g。
2.2.5 浸出時(shí)間試驗(yàn)
在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占79%、氧化鈣用量為5 kg/t、金欣用量為1 200 g/t、液固比1.5 mL/g的條件下,考察浸出時(shí)間對(duì)浸出效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。
由圖7可知,12 h即可獲得較高的金浸出率,繼續(xù)延長(zhǎng)浸出時(shí)間,提高幅度不大。為提高金的綜合回收率,確定后續(xù)試驗(yàn)浸出時(shí)間為36 h,此條件下的金浸出率為91.88%,重選—浸出工藝流程綜合回收率達(dá)96.42%。
按照重選尾礦低氰浸出條件試驗(yàn)確定的最佳工藝條件,開(kāi)展固液平衡試驗(yàn),同時(shí)延用現(xiàn)場(chǎng)樹(shù)脂吸附用量,考察樹(shù)脂對(duì)貴液中金的吸附效果,結(jié)果見(jiàn)表4。
注:含金樹(shù)脂金品位為吸附前后樹(shù)脂金品位差。
由表4可知,重選尾礦經(jīng)低氰浸出—樹(shù)脂吸附,可獲得金吸附率86.94%,重選—浸出—吸附金回收率為91.13%,獲得了較好的選別指標(biāo)。過(guò)濾后浸渣總氰濃度為0.50 mg/kg,滿足《國(guó)家危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5085.3—1996)中尾礦充填的總氰濃度要求。
(1)內(nèi)蒙古某金礦石含金2.83 g/t,主要以銀金礦的形式存在。在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占87%、分選G值為80 G、流態(tài)化水量為3 L/min、給礦濃度為50%的條件下,采用1粗2掃工藝流程進(jìn)行尼爾森重選,混合精礦金回收率達(dá)55.91%、金品位為35.48 g/t,重選尾礦含金1.34 g/t。
(2)對(duì)重選尾礦進(jìn)行低氰浸出,在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占79%、氧化鈣用量為5 kg/t、金欣用量為1 200 g/t、浸出時(shí)間為36 h、液固比為1.5 mL/g的條件下,金浸出率為91.88%,重選—浸出工藝流程綜合回收率達(dá)96.42%;樹(shù)脂吸附貴液,金吸附率為86.94%,重選—浸出—吸附全流程金綜合回收率為91.13%。浸渣總氰濃度為0.50 mg/kg,滿足尾礦充填的總氰濃度要求。