內(nèi)蒙古某金礦尾礦綜合回收試驗研究

陳小輝， 宋 超， 張?zhí)郏?宋洪旺

(1.內(nèi)蒙古金陶股份有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000; 2.長春黃金研究院有限公司， 吉林 長春 130000；3.希爾威金屬礦業(yè)有限公司，北京 100020)

1 前言

我國金礦資源豐富，但富礦少，貧礦多，單一礦少，伴生礦多。隨著金礦開采規(guī)模的增大，金尾礦數(shù)量急劇加大，受早期生產(chǎn)技術(shù)水平和粗放型生產(chǎn)方式的影響，大量的金尾礦品位均在0.5 g/t以上[1-4]。大量高價值金尾礦沒有得到有效處理利用，造成資源浪費。因此，實現(xiàn)該類金尾礦中金的綜合有效回收，對資源合理化利用具有現(xiàn)實意義[5]。

某金礦選廠在建廠初期曾采用混汞法提取金,金回收率較低；后相繼改為全泥氰化、浮選工藝流程，受當時技術(shù)裝備水平限制，金在尾礦中流失較嚴重。該類尾礦資源約330萬t，平均金品位約為0.7 g/t，回收價值較高，因此針對該尾礦資源開展了礦石可選性研究。

2 礦石工藝礦物學研究

該尾礦中，金屬礦物以黃鐵礦為主，銅礦物以黃銅礦為主，有很少的黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦；鉛礦物主要為方鉛礦；鋅礦物為閃鋅礦。磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦；貴金屬礦物為自然金、輝銀礦、自然銀；非金屬礦主要為石英、長石、綠泥石、絹云母，碳酸鹽及黏土礦物。礦物化學多元素分析結(jié)果見表1，礦物相對含量測量結(jié)果見表2。

表1 多元素分析結(jié)果

表2 礦物相對含量測量結(jié)果

3 氰化尾礦漿實驗室預處理試驗

3.1 清水與回水調(diào)漿對比

為比較清水與企業(yè)現(xiàn)場取回的回水對氰化尾礦調(diào)漿處理的影響，分別采用等量的清水與回水對相同兩份氰化尾礦進行調(diào)漿，檢測礦漿液相及毒性浸出液中氰化物含量，并對兩種調(diào)漿方式分別進行了因科法與雙氧水氧化法處理試驗的比較，結(jié)果見表3。

從表3可知，氰化尾礦分別通過清水和回水進行調(diào)漿后，礦漿上清液和毒性浸出液中的氰化物濃度相差不大，特別是采用兩種處理方法在相同的處理條件處理后，回水調(diào)漿的氰化尾礦漿脫氰處理效果比清水調(diào)漿的要稍好，因此，在后續(xù)的氰化尾礦處理試驗中，除浮選指標驗證性試驗，其他試驗都采用清水進行調(diào)漿處理。

表3 氰化尾礦清水與回水調(diào)漿試驗結(jié)果

3.2 方法優(yōu)選處理試驗

根據(jù)氰化尾礦性質(zhì)，結(jié)合現(xiàn)場場地與閑置設(shè)備的實際情況，在不增加較多處理設(shè)施的條件下，選擇堿氯法、因科法、雙氧水氧化法與高效脫氰藥劑法對氰化尾礦按30%礦漿濃度進行調(diào)漿脫氰處理，其中堿氯法采用現(xiàn)場處理參數(shù)并考察增加加藥量(8 g/L)的處理效果，因科法與雙氧水氧化法在前期試驗確定pH值及反應時間的基礎(chǔ)上，對加藥量進行了考察，高效脫氰藥劑法采用研究院自主研制的CG101系列藥劑，在前期試驗確定pH值及反應時間的基礎(chǔ)上，對加藥量進行了考察。試驗處理條件見表4 ，處理結(jié)果見表5。

表4 不同處理方法試驗條件

表5 不同處理方法處理試驗結(jié)果

從表5可見，四種處理方法中，高效脫氰藥劑法處理效果最好，可以將礦漿上清液和毒性浸出液中的氰化物處理至0.5 mg/L以下。堿氯法在5 g/L與8 g/L的漂白粉加量下，沒有將礦漿毒性浸出液中的氰化物處理至0.5 mg/L以下，并且處理過程需要二次調(diào)節(jié)pH值，對礦漿的pH值控制要求比較嚴格，此外根據(jù)現(xiàn)場處理運行情況，處理后存在氰化物返溶現(xiàn)象。因科法和雙氧水氧化法對氰化尾礦漿處理具有一定的效果，但不是很顯著，且加藥量相對較大，需要與其他方法結(jié)合，此外，焦亞硫酸鈉有刺激性氣味，對加藥間空氣環(huán)境影響較大，雙氧水屬于危險化學品，液體藥劑的運輸、儲存要求也比較嚴格。CG101為合成藥劑，化學性質(zhì)穩(wěn)定，適用于對高、中、低濃度含氰廢水或氰化尾礦的處理，因此，從脫氰處理效果、藥劑成本、操作條件、藥劑運輸及貯存等方面綜合考慮，在后續(xù)的試驗中，以高效脫氰藥劑法作為推薦方法，重點優(yōu)化高效脫氰藥劑的使用工藝參數(shù)，使其處理工藝更加經(jīng)濟、合理與穩(wěn)定。

3.3 加藥量試驗

由于CG101藥劑為復合型藥劑，為考察最佳藥劑量，對CG101- A與CG101- B藥劑量進行了試驗，反應時間為0.5 h，試驗結(jié)果見表6。

表6 不同加藥量處理試驗結(jié)果

從表6 可見，氰化尾礦調(diào)漿液相中氰化物濃度為 5.89 mg/L時，CG101- A與CG101- B加藥量分別為0.5 g/L和0.6 g/L，即可將氰化尾礦漿液相和毒性浸出液中的氰化物處理至0.125 mg/L和0.06 mg/L，增加加藥量效果提升不明顯。

3.4 處理時間試驗

為考察反應時間對處理效果的影響，進行了不同處理方式反應時間的試驗，試驗結(jié)果見表7。

從表7可見，不同處理方式反應時間對處理效果影響不同，在加藥處理曝氣處理，對氰化物具有一定的脫除效果，可以降低后續(xù)處理的加藥量，加藥處理后再進行模擬浮選曝氣處理，氰化物脫除效果不明顯，此外，在氰化尾礦漿液相濃度5 mg/L左右時，加藥反應0.5 h，可達到處理的目標要求。

表7 不同反應時間處理試驗結(jié)果

3.5 穩(wěn)定性驗證試驗

由于企業(yè)現(xiàn)場處理條件與實驗室處理條件存在一定差距，為盡可能貼近現(xiàn)場處理條件，進行了降低礦漿攪拌強度、大樣礦漿處理等試驗，試驗結(jié)果見表 8。

從表8可見，進行大樣礦漿處理試驗，處理效果雖然有所波動，但都能將尾礦漿液相及毒性浸出液中的氰化物處理至目標要求，降低礦漿攪拌強度，在礦漿充分攪拌均勻前提下，氰化物的脫除效果影響不大。

表8 穩(wěn)定性試驗結(jié)果

4 浮選指標驗證試驗

為檢驗氰化尾礦預處理方法是否對浮選指標造成不利影響，并研究經(jīng)過浮選流程后，尾礦漿液相、固相及毒性浸出液中各種污染物的變化，按浮選流程圖1和圖2進行了氰化尾礦預處理前后的浮選指標對比，并對浮選尾礦漿液相、固相及毒性浸出液中各種污染物進行了檢測分析，預處理條件見表9，試驗結(jié)果見表10至14。

圖1 浮選開路試驗流程

圖2 浮選閉路試驗流程

表9 浮選前預處理條件

表10 預處理開路浮選試驗礦漿液相檢測結(jié)果

表11 預處理前開路浮選綜合條件試驗結(jié)果

表12 預處理前開路浮選綜合條件試驗結(jié)果

表13 預處理前閉路浮選綜合條件試驗結(jié)果

依照企業(yè)提供的浮選工藝流程、藥劑制度與操作參數(shù)對預處理前后的氰化尾礦進行了同等條件的開路與閉路浮選試驗，從表11至表 14中兩者浮選指標對比來看，預處理后浮選精礦金的品位與回收率都明顯高于預處理前的。在閉路試驗中預處理前，浮選精礦金品位2.59 g/t，金回收率35.19%；預處理后，浮選精礦金品位5.78 g/t，金回收率62.99%?？梢姡∵x預處理對浮選指標不僅沒有產(chǎn)生不利的影響，而且具有一定的正向影響效應。

表14 預處理后閉路浮選綜合條件試驗結(jié)果

由表15至表20可知，處理后尾礦漿及處理后浮選尾礦漿液相中與毒性浸出液中氰化物的含量均達到0.5 mg/L以下，主要重金屬(銅、鉛、鋅、鎘、砷)浸出指標也可滿足《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)表1及表4一級標準要求，達到目的要求。

表15 預處理閉路浮選試驗礦漿液相檢測結(jié)果

5 浮選尾礦預鑒別

根據(jù)《危險廢物鑒別標準- 通則》(GB 5085.7—2019)中第6.2條“具有毒性危險特性的危險廢物利用過程產(chǎn)生的固體廢物，經(jīng)鑒別不再具有危險特性的，不屬于危險廢物”。為檢驗氰化尾礦經(jīng)預處理與浮選后的尾礦性質(zhì)，對浮選尾礦進行毒性浸出試驗、一般固廢鑒別浸出試驗與毒性物質(zhì)含量的檢測，結(jié)果見表21、表22和表23。

由表21和表23可知，浮選后尾礦漿經(jīng)浸出毒性檢測不具有危險特性，經(jīng)水平振蕩浸出后浸出液與《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)表1及表4一級標準比較，符合第Ⅰ類一般工業(yè)固廢廢物要求。依據(jù)《危險廢物鑒別標準毒性物質(zhì)含量鑒別》(GB 5085.6—2007)，對表20中的毒性物質(zhì)含量進行計算，計算結(jié)果見表24，各類型毒性物質(zhì)含量及總含量都低于危險廢物的標準值。

表16 預處理開路浮選試驗礦漿毒浸結(jié)果

表17 預處理開路浮選試驗礦漿水浸結(jié)果

表18 預處理閉路浮選試驗礦漿毒浸結(jié)果

表19 預處理閉路浮選試驗礦漿水浸結(jié)果

表20 預處理閉路浮選試驗毒性物質(zhì)含量檢測結(jié)果

表21 浮選尾礦漿毒性浸出試驗結(jié)果

表22 浮選尾礦漿一般固廢鑒別浸出試驗結(jié)果

表23 浮選尾礦毒性物質(zhì)含量

表24 浮選尾礦毒性物質(zhì)含量鑒別計算結(jié)果

6 工藝流程

依據(jù)上述試驗結(jié)果及相似工程案例，推薦以下工藝流程。具體處理工藝見表25。

表25 處理工藝參數(shù)

圖3 推薦工藝流程圖

根據(jù)對采樣數(shù)據(jù)分析，深度6 m以上的氰化尾礦調(diào)漿液相中氰化物濃度基本都在10 mg/L以下，并且越靠近尾礦庫表層，尾礦中的氰化物的含量越低。在實際回采過程中，尾礦采用平推式水力回采，因此，礦漿液相氰化物濃度≤10 mg/L的推薦處理工藝將是未來2～3年內(nèi)的主要處理工藝，隨著回采深度的增加，尾礦中氰化物濃度會有所增加，但也會受到自然降解的影響，實際生產(chǎn)過程中，需依據(jù)表26調(diào)整CG101的加藥量。

表26 加藥量對照表

7 藥劑成本

本方案預處理系統(tǒng)所用藥劑有濃硫酸和CG101高效脫氰藥劑兩種，藥劑成本見表27。

從表27可知，氰化尾礦漿液相氰化物濃度≤10 mg/L，濃硫酸和CG101加藥量分別為0.74 kg/m3和1.1 kg/m3，藥劑成本為15.41元/t。

表27 藥劑成本

8 結(jié)論

(1)該尾礦中，金屬礦物以黃鐵礦為主，銅礦物以黃銅礦為主，有很少的黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦；鉛礦物主要為方鉛礦；鋅礦物為閃鋅礦。磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦；貴金屬礦物為自然金、輝銀礦、自然銀；非金屬礦主要為石英、長石、綠泥石、絹云母，碳酸鹽及粘土礦物。

(2)方法優(yōu)選試驗中，CG101藥劑表現(xiàn)出較好的處理效果，可將氰化尾礦處理至處理目標要求。氰化尾礦調(diào)漿液相中氰化物濃度≤10 mg/L時，CG101- A與CG101- B加藥量分別為0.5 g/L和0.6 g/L即可將氰化尾礦漿液相和毒性浸出液中的氰化物處理至0.5 mg/L以下。浮選工藝流程可獲得金品位5.78 g/t金精礦，回收率62.99%。

(3)氰化尾礦經(jīng)預處理后浮選精礦金的品位與回收率都明顯高于預處理前的，未對浮選指標產(chǎn)生不利影響，浮選后尾礦漿經(jīng)浸出毒性檢測不具有危險特性，經(jīng)水平振蕩浸出后浸出液與《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)表1及表4一級標準比較，符合第Ⅰ類一般工業(yè)固廢廢物要求，各類型毒性物質(zhì)含量及總含量都低于危險廢物的標準值。