新型環(huán)保浸金劑在長(zhǎng)山壕金礦的柱浸試驗(yàn)研究

申永林 徐惠林

摘要：隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，黃金礦山企業(yè)生產(chǎn)壓力日趨增大，采用低毒、無毒新型環(huán)保浸金劑替代氰化鈉成為必然趨勢(shì)。通過柱浸試驗(yàn)，考察了多種新型環(huán)保浸金劑對(duì)長(zhǎng)山壕金礦礦石的浸出效果。結(jié)果表明：CG505整體優(yōu)于1號(hào)浸金劑和2號(hào)浸金劑，其浸出指標(biāo)最接近氰化鈉，且環(huán)境友好，可減輕礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)壓力，較適合應(yīng)用于長(zhǎng)山壕金礦。

關(guān)鍵詞：CG505;環(huán)保浸金劑;柱浸;堆浸;滲透速率

進(jìn)入21世紀(jì)以來，生態(tài)文明建設(shè)成為世界發(fā)展的主流。礦山行業(yè)為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，積極推進(jìn)綠色礦山、環(huán)境友好型礦山建設(shè)。內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司長(zhǎng)山壕金礦（下稱“長(zhǎng)山壕金礦”）從建礦伊始就高度重視環(huán)境保護(hù)及綠色礦山建設(shè)，在大規(guī)模堆浸生產(chǎn)過程中，采用了國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的埋管滴淋技術(shù)，有效減少了含氰工藝水蒸發(fā)和飛散;采用貴液池覆蓋技術(shù)及貴液全封閉循環(huán)工藝，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)用水零排放，成為礦山行業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的典范[1]。為了進(jìn)一步提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，選擇一種高效、環(huán)保、低毒、經(jīng)濟(jì)的新型環(huán)保浸金劑替代氰化鈉，成為當(dāng)前的重要工作。目前，國(guó)內(nèi)已研制出多種新型環(huán)保浸金劑[2]，并已投放市場(chǎng)。本文選取幾種具有代表性的新型環(huán)保浸金劑與氰化鈉進(jìn)行對(duì)比，通過柱浸試驗(yàn)，選出綜合技術(shù)指標(biāo)最優(yōu)的浸金劑，為生產(chǎn)應(yīng)用做好技術(shù)儲(chǔ)備。

1 礦石性質(zhì)

長(zhǎng)山壕金礦礦石屬于蝕變巖型貧硫化物金礦石。該礦石中金屬礦物相對(duì)含量為2.62 %，金屬硫化物主要為黃鐵礦，少量磁黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等，金屬氧化物為少量磁鐵礦、鈦鐵礦，金礦物主要為自然金;脈石礦物相對(duì)含量為97.38 %，以石英、絹云母為主，其次為長(zhǎng)石、綠泥石、方解石等碳酸鹽礦物，少量綠簾石、紅柱石、石榴子石、石墨等[3]。礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

經(jīng)鏡下對(duì)金礦物嵌布狀態(tài)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知：金以粒間金為主，占59.88 %，其中脈石礦物粒間金占40.67 %;包裹金占32.03 %，其中脈石礦物包裹金占28.91 %，硫化物包裹金占3.12 %;裂隙金占8.09 %，主要為脈石礦物裂隙金，偶見少量金礦物與鐵的氧化物連晶嵌布。金礦物嵌布狀態(tài)分析結(jié)果見表2。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)器材

浸柱：柱高2.45 m，內(nèi)徑165 mm;B716-398T1（LMI）計(jì)量泵;藥劑桶：容積25 L樹脂桶，用于配制藥劑及用作貴液收集容器;PL203-1C電子天平，感量0.01 g，用于稱量藥劑;TCS-60H電子秤，感量1 g，用于稱量礦石;500 mL燒杯、250 mL錐形瓶及玻璃棒若干，用于配制藥劑。

2.2 試驗(yàn)藥劑

1號(hào)浸金劑、2號(hào)浸金劑、CG505等3種新型環(huán)保浸金劑，均為白色固體粉末;氫氧化鈉為工業(yè)級(jí)，純度>99 %，用于調(diào)整藥劑溶液pH;試驗(yàn)用水為自來水。

2.3 試驗(yàn)過程

1）入柱礦石量50.00 kg，粒度-9 mm占80 %以上，模擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置滴淋強(qiáng)度11.92 L/（m2·h）。

2）入柱藥劑為浸金劑、氫氧化鈉，其中氰化鈉配制要求w（CN-）≥200×10-6、pH=11左右，其他浸金劑配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為435×10-6、pH=11左右。入柱溶液和浸出貴液均采用25 L樹脂桶盛放，根據(jù)設(shè)定的滴淋強(qiáng)度及浸出滲透速率，所有浸柱按照每4 d滴淋一桶藥劑溶液（23 L）的速度進(jìn)行滴淋，每滴淋完一桶藥劑取一次浸出貴液樣品測(cè)定金質(zhì)量濃度，直到貴液金質(zhì)量濃度趨近于零[4-5]，浸出結(jié)束。

3）主要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括入柱溶液質(zhì)量、入柱溶液藥劑用量、入柱溶液pH、浸出貴液質(zhì)量、浸出貴液金質(zhì)量濃度、浸出貴液藥劑濃度、浸出貴液pH。

試驗(yàn)裝置見圖1。

3 結(jié)果與討論

3.1 浸出率

對(duì)試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，得出試驗(yàn)結(jié)果（原礦與尾渣金品位由縮分后樣品化驗(yàn)得出），見表3、表4。

由表3可知：各藥劑組渣計(jì)金浸出率平均分別為1號(hào)浸金劑45.98 %、2號(hào)浸金劑52.61 %、CG505 52.38 %、氰化鈉53.59 %。

由表4可知：各藥劑組液計(jì)金浸出率平均分別為1號(hào)浸金劑45.48 %、2號(hào)浸金劑52.62 %、CG505 52.35 %、氰化鈉53.66 %。

2種方法統(tǒng)計(jì)的金浸出率相對(duì)差值在允許范圍之內(nèi)，金浸出率平均為1號(hào)浸金劑45.73 %、2號(hào)浸金劑52.62 %、CG505 52.36 %、氰化鈉53.63 %。

柱浸過程中各藥劑組金浸出率隨浸出時(shí)間的變化情況見圖2。

由圖2可知：隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，金浸出速率放緩，氰化鈉、CG505及2號(hào)浸金劑的浸出曲線軌跡接近重合，說明新型環(huán)保浸金劑（CG505、2號(hào)浸金劑）雖然初始反應(yīng)速率低于氰化鈉，但隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)可以接近甚至達(dá)到氰化鈉的浸出效果;但1號(hào)浸金劑的浸出效果與氰化鈉相比，差距較大。

3.2 滲透速率

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了藥劑滲透速率對(duì)比。在浸柱內(nèi)礦石浸透、柱頂?shù)V層不積水的條件下，用相同體積的上述藥劑溶液滴淋，測(cè)定所用時(shí)間，獲得滲透速率。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，2號(hào)浸金劑的滲透速率與氰化鈉相差較大，1號(hào)浸金劑、CG505的滲透速率接近氰化鈉。

3.3 液相CN-質(zhì)量濃度

各藥劑溶液液相CN-質(zhì)量濃度對(duì)比結(jié)果見表6。

由表6 可知，浸出末期，新型環(huán)保浸金劑浸液CN-質(zhì)量濃度遠(yuǎn)低于氰化鈉，屬于低毒藥劑。

3.4 指標(biāo)分析

從浸出角度分析，1號(hào)浸金劑在處理長(zhǎng)山壕金礦礦石時(shí)，金浸出率不僅低于氰化鈉也明顯低于其他新型環(huán)保浸金劑，因此不適用于長(zhǎng)山壕金礦。從滲透性能角度分析，2號(hào)浸金劑在滴淋長(zhǎng)山壕金礦礦石時(shí)的滲透速率與其他新型環(huán)保浸金劑相比差距較大，在滴淋過程中常出現(xiàn)浸柱頂部積液現(xiàn)象，在該項(xiàng)指標(biāo)上無法滿足長(zhǎng)山壕金礦的需要;2號(hào)浸金劑滲透性能與其他藥劑差距較大，在相同時(shí)間（64 d）內(nèi)滴淋批次少，造成累計(jì)藥劑消耗量偏少。從浸出末期浸液CN-質(zhì)量濃度分析，新型環(huán)保浸金劑浸液CN-質(zhì)量濃度遠(yuǎn)低于氰化鈉，有利于堆浸后期CN-的氧化破壞。

綜上所述，CG505整體優(yōu)于1號(hào)浸金劑和2號(hào)浸金劑。雖初期浸出速率略低于氰化鈉，但后期隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)逐步接近氰化鈉，這對(duì)于長(zhǎng)周期的堆浸工藝來說，影響很小。

3.5 成本分析

長(zhǎng)山壕金礦為超大型堆浸礦山，每年使用液體氰化鈉約43 200 t，按照液體氰化鈉年均價(jià)格3 590元/t計(jì)算，氰化鈉采購成本1.550 9億元;CG505的價(jià)格為12 000元/t（使用規(guī)模大，運(yùn)輸距離較近），用量12 960 t（與固體氰化鈉用量相同），采購成本1.555 2億元。 在采購成本方面，CG505略高于氰化鈉。但是，CG505環(huán)保浸金劑在后期無害化處理、環(huán)境恢復(fù)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可有效降低政策和法律方面的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié) 論

1）相比1號(hào)浸金劑、2號(hào)浸金劑，新型環(huán)保浸金劑CG505在處理長(zhǎng)山壕金礦礦石時(shí)指標(biāo)較好，其各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)與氰化鈉接近，且采購成本增幅不大，可減輕礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)壓力，較適合應(yīng)用于長(zhǎng)山壕金礦。

2）CG505初期浸出速率略低于氰化鈉，后期隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)逐步接近氰化鈉，這對(duì)于長(zhǎng)周期的堆浸工藝來說，影響很小。研究結(jié)果對(duì)其他堆浸礦山環(huán)保浸金劑的試驗(yàn)研究與應(yīng)用具有借鑒意義。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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[3] 祁玉海，王艷，高歌.內(nèi)蒙長(zhǎng)山壕金礦礦石工藝礦物學(xué)研究[J].黃金，2012，33（9）：47-50.

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