柳耀鵬,盧 亮,張 寶

(1.西和縣中寶礦業(yè)有限公司， 甘肅 隴南市 742100；2.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司 國家金屬采礦工程技術(shù)研究中心， 湖南 長沙 410012)

氰化提金技術(shù)經(jīng)百余年的不斷發(fā)展，已日臻完善，成為一種主要的浸金方式。因工藝簡單、高回收率、低成本等技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，目前廣泛應(yīng)用在黃金行業(yè)中。以該技術(shù)提煉的黃金占比達(dá)到了70%。該技術(shù)的缺點(diǎn)是氰化物有劇毒，要求運(yùn)輸、貯存和使用過程嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)安全規(guī)定；同時(shí)，該提金技術(shù)產(chǎn)生的浸渣、尾液等嚴(yán)重污染環(huán)境。

山東黃金集團(tuán)一直以來都將安全環(huán)保工作放在重要位置。旗下中寶礦業(yè)四兒溝金礦是一家具備采、選、冶綜合能力的股份制礦山企業(yè)。為地下開采礦山，目前共有4個(gè)生產(chǎn)水平。礦石屬于蝕變巖型氧化金礦石，其有害元素Cu、As較低，適宜采用氰化提金技術(shù)。通過全泥氰化浸出試驗(yàn)，浸渣水分大。另外，還需要采用堿氯除氰技術(shù)將尾礦和尾液中的氰根濃度控制在0.5 mg/L以下，如此帶來極大的安全管理費(fèi)用。因此，急需尋找一種環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的提金方法。

1 低毒環(huán)保藥劑替代氰化提金實(shí)驗(yàn)

1.1 礦石及金物相分析

根據(jù)四兒溝金礦礦石性質(zhì)，結(jié)合金物相分析(如表1所示)。可以看出，金主要以裸露-半裸露金為主，占83.73%，而其它形式的包裹金含量相對較低。

1.2 低毒環(huán)保藥劑——“金蟬”

“金蟬”藥劑由三聚氰酸鈉、堿性硫脲及穩(wěn)定劑等混合物組成，是一種低毒性析金藥劑。其主要有效成分為碳化三聚氰酸鈉(化學(xué)分子式：C3Na3O3N3，)其分子聚合結(jié)構(gòu)為：

從中可見碳化三聚氰酸鈉其中的類氰基(CN-)由于以強(qiáng)鏈接鍵合在一起，在通常條件下處于穩(wěn)定的絡(luò)合化合物狀態(tài)，而不是游離狀氰基(CN-)。這就是“金蟬”藥劑雖然可以測出含有少量氰(CN-)但是同時(shí)對于人及其他生物呈現(xiàn)無毒或低毒狀態(tài)的主要原因。金蟬黃金選礦劑主要的析金反應(yīng)為：

C3N3Na3O3+Au+H2O→ Au(CN)2+NaOH

表1 原礦金物相分析結(jié)果

1.3 低毒環(huán)保替代氰化對比實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證獲得低毒環(huán)保浸出提金技術(shù)，開展了氰化鈉替代對比試驗(yàn)。取5個(gè)礦樣在鴻遠(yuǎn)礦業(yè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室條件下的選礦試驗(yàn)，試驗(yàn)情況如下：

礦樣概況：礦樣分別呈塊狀、松散和泥質(zhì)物。經(jīng)干燥、破碎和研磨后，分別呈鐵紅色、土黃色、褐色。用泡塑富集-氫醌容量法對礦樣進(jìn)行含金量測定，結(jié)果為：1#堆渣：0.73 g/t；4#PD5：2.98 g/t；5#PD11:1.88 g/t；3#PD2：2.23 g/t；2#原礦：3.22 g/t。

最后，混勻制作綜合樣(1∶1比例混合)，綜合樣品位為2.21 g/t。試驗(yàn)樣品為綜合樣，品位2.21 g/t，樣品用量400 g。

從試驗(yàn)的結(jié)果(表2)來看，“金蟬”浸出提金效果很好，與氰化提金技術(shù)差距不大，值得進(jìn)一步驗(yàn)證、推廣。

表2 氰化鈉替代試驗(yàn)結(jié)果

注：原礦品位：2.21 g/t，細(xì)度-200目96.0%，礦漿濃度35%，pH值10-11；藥劑用量0.9 kg/t，炭密度10 g/L，常溫空氣攪拌

2 低毒環(huán)保浸出提金試驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室低毒環(huán)保藥劑“金蟬”替代氰化鈉實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對“金蟬”浸出進(jìn)行了條件試驗(yàn)，以獲得該提金技術(shù)的最佳浸出條件。

試驗(yàn)礦樣取自破碎供礦礦堆。浸出設(shè)備采用實(shí)驗(yàn)室XJT型1 L浸出槽。試驗(yàn)過程中加堿預(yù)浸后浸出藥劑一次性加入，原礦品位2.6 g/t，加堿預(yù)浸4 h，活性炭密度10 g/L，采用常溫?cái)嚢杞觥?/p>

2.1 磨礦細(xì)度對提金的影響

試驗(yàn)條件如下：礦漿濃度40%，石灰用量1.2 kg/t，“金蟬”用量1.0 kg/t，浸出時(shí)間為24 h(含預(yù)浸4 h，下同)，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 磨礦細(xì)度對金浸出結(jié)果的影響

從圖1可以看出，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm含量為75%時(shí)，金浸出率為87.56%，隨著磨礦細(xì)度的提高，金浸出率不斷升高；當(dāng)磨礦細(xì)度提高到-0.074 mm含量為90%時(shí)，金浸出率達(dá)到91.28%，之后，磨礦細(xì)度再提高，金浸出率不再升高，因此，磨礦細(xì)度選用-0.074 mm含量90%為宜。

2.2 石灰用量對提金的影響

實(shí)驗(yàn)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，“金蟬”用量1.0 kg/t，浸出時(shí)間24 h，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 石灰用量對金浸出結(jié)果的影響

由圖2可以看出，在不添加石灰進(jìn)行浸出時(shí)，浸出效果較差，金浸出率僅在73.8%。當(dāng)石灰用量為1.2 kg/t時(shí)，金的浸出率達(dá)到了91.31%。之后金的浸出效果逐漸下降。故而，石灰量宜控制在1.2 kg/t。

2.3 “金蟬”用量對提金的影響

試驗(yàn)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量1.2 kg/t，浸出時(shí)間24 h，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 “金蟬”用量對金浸出結(jié)果的影響

由圖3可知，當(dāng)“金蟬”量逐漸增加時(shí)，金的浸出效果逐漸提高；在達(dá)到1.0 kg/t以后，金的浸出效果沒有隨著“金蟬”量增加而改善，因此“金蟬”用量選用1.0 kg/t為宜。

2.4 礦漿濃度對提金的影響

試驗(yàn)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm含量90%，石灰用量1.2 kg/t，“金蟬”用量1.0 kg/t，浸出時(shí)間24 h，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 礦漿濃度對金浸出結(jié)果的影響

由圖4可知，當(dāng)?shù)V漿濃度逐漸增加到40%時(shí)，金的浸出率也逐漸提高。之后金的浸出率反而逐漸下降，因此礦漿濃度選用40%為宜。

2.5 浸出時(shí)間對提金的影響

為了了解浸出時(shí)間對提金的影響，要求-0.074 mm含量90%的磨礦細(xì)度，40%的礦漿濃度，1.2 kg/t的石灰量，“金蟬”用量1.0 kg/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 浸出時(shí)間對金浸出結(jié)果的影響

由圖5可以看出，浸出時(shí)間從8 h增加到48 h的過程中，金浸出率先逐步升高后不再有明顯變化。浸出時(shí)間為24 h時(shí)，金的浸出率為91.36%。但是，進(jìn)一步延長浸出時(shí)間，金的浸出率并沒有顯著增加。所以，金的浸出時(shí)間應(yīng)控制在24 h。

2.6 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了驗(yàn)證得到的工藝條件是否可以獲得穩(wěn)定良好的浸出指標(biāo)，最后進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量1.2 kg/t，“金蟬”用量1.0 kg/t，浸出時(shí)間24 h，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 “金蟬”藥劑驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果來看，在最佳浸出條件下，金浸出率比較穩(wěn)定，浸出回收率達(dá)到90%以上，尾渣品位也比較理想。

3 低毒環(huán)保浸出提金優(yōu)化改進(jìn)

3.1 低毒環(huán)保浸出提金對比優(yōu)化

根據(jù)氰化鈉替代實(shí)驗(yàn)，又選擇了低毒環(huán)保浸出藥劑“喜金”、“綠金”，并與“金蟬”進(jìn)行對比優(yōu)化研究。

(1) “金蟬”與“綠金”藥劑對比。試驗(yàn)所用礦樣來自7#平硐礦堆，磨礦細(xì)度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，藥劑用量1.0 kg/t，石灰用量1.2 kg/t，pH值11～12，常溫?cái)嚢杞?，浸出時(shí)間24 h，浸出尾渣洗滌烘干后縮分制樣，對比試驗(yàn)結(jié)果見表4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，處理本單位礦石使用“金蟬”藥劑的浸出回收率明顯高于“綠金”藥劑。

表4 “金蟬”與“綠金”浸出對比試驗(yàn)結(jié)果

(2) “金蟬”與“喜金”藥劑對比。試驗(yàn)所用礦樣與浸出設(shè)備與“金蟬浸出條件試驗(yàn)”相同，原礦品位2.6 g/t，磨礦細(xì)度-0.074 mm含量90%，礦漿濃度40%，石灰用量1.2 kg/t，pH值11～12，常溫?cái)嚢杞?，浸出時(shí)間24 h，浸出尾渣洗滌烘干后縮分制樣。藥劑的有效成分結(jié)果見表5，浸出對比試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表5 藥劑有效成分測試

表6 “金蟬”藥劑和“喜金”藥劑浸出效率比較

試驗(yàn)結(jié)果表明，由于“喜金”藥劑所含有效成分高于“金蟬”藥劑，因此在用量相同或較少的情況下，金浸出率“喜金”高于“金蟬”。在實(shí)際生產(chǎn)中使用“喜金”可以降低藥劑單耗。

3.2 低毒環(huán)保浸出提金工藝技改

采用氰化鈉浸出提金時(shí)，要想保證浸出指標(biāo)穩(wěn)定，取得更好的浸渣品位和浸出回收率，普遍采用“富氧”浸出技術(shù)。但是在富氧條件下，“金蟬”和“喜金”等浸出劑的浸出效果劣于氰化鈉的浸出效果，原因是“金蟬”中的主要有效成分硫脲被高濃度的氧氣

氧化分解，從而降低了其溶金能力。因此，低毒環(huán)保浸出藥劑“喜金”不需要采用“富氧”浸出。

四兒溝選礦廠已建設(shè)安裝的空壓機(jī)、制氧機(jī)等氰化提金系列設(shè)備，在低毒環(huán)保浸出提金技術(shù)改造時(shí)拆除。

3.3 技改后低毒環(huán)保浸出提金效益

(1) 技改后浸出提金指標(biāo)。實(shí)際生產(chǎn)中，“喜金”藥劑的浸出回收率穩(wěn)定在91%以上，浸渣品位控制在較好水平，并且藥劑單耗降至0.8 kg/t。

(2) 技改后尾礦庫氰渣毒性。通過對尾礦庫廢渣氰化物含量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用“喜金”浸出提金的廢渣中所含氰化物的量為0.16 mg/kg。遠(yuǎn)低于排放所要求的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，尾礦庫的排水實(shí)驗(yàn)也同樣滿足環(huán)保排放要求。

(3) 技改后經(jīng)濟(jì)效益。使用環(huán)保型藥劑作為浸出劑，按每年生產(chǎn)10個(gè)月計(jì)算，年可節(jié)約藥劑、動(dòng)力、材料、人工等各項(xiàng)成本費(fèi)用總計(jì)298萬元。并一次性節(jié)省污水處理車間建設(shè)費(fèi)用200萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

4 結(jié) 論

(1) 為尋找一種環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的提金方法，四兒溝選冶廠開展了低毒環(huán)保浸出提金技術(shù)試驗(yàn)研究。通過反復(fù)考查對比，先后選擇“金蟬”和“喜金”兩種新型環(huán)保浸出藥劑，并在小型試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)中都獲得較好的試驗(yàn)效果，目前已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中投入使用，使用后工藝指標(biāo)穩(wěn)定，浸出回收率高達(dá)91%以上。

(2) 使用環(huán)保型藥劑作為浸出劑，年可節(jié)約各項(xiàng)成本費(fèi)用總計(jì)298萬元。并一次性節(jié)省污水處理車間建設(shè)費(fèi)用200萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

(3) 低毒環(huán)保型浸出藥劑在四兒溝選冶廠的成功生產(chǎn)實(shí)踐，證明環(huán)保藥劑基本可以替代劇毒氰化鈉，具有環(huán)保無毒、溶金能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、使用單耗低、藥劑成本低、儲(chǔ)存運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用環(huán)保藥劑能消除氰化鈉對環(huán)境的污染和危害，利國利民，經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)保效益突出，具有很大的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋 坤，張呼生，張志華，等.環(huán)保藥劑在炭浸法提金中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2017(03)：170-171.

[2]邱 沙，郭鵬志，謝建平.蘇丹某金礦尼爾森重選-氰化浸出試驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2017(02)：19-23.

[3]王周譚.無氰浸金技術(shù)在我國的研究應(yīng)用現(xiàn)狀[J].黃金科學(xué)技術(shù)，1995(6):9-14.

[4]朱昌河，明平田，等.青海某金礦浮選尾礦環(huán)保提金試驗(yàn)研究及實(shí)踐[J].礦產(chǎn)綜合利用，2016(4):85-89.

[5]金 銳.某礦山浮選尾礦無氰提金技術(shù)研究與應(yīng)用[J].甘肅科技，2016，32(10):33-36.

[6]王小生，張福生，等.新型環(huán)保提金劑在抱倫金礦的試驗(yàn)研究及應(yīng)用[J].黃金，2017，38(5):58-61.

[7]賓凌勇.環(huán)保提金工藝探索試驗(yàn)[J].新疆有色金屬，2017，40(2):83-85.

[8]劉金貴.采用“敏杰”提金劑堆浸工業(yè)試驗(yàn)研究及應(yīng)用[J].黃金，2016，37(7):65-68.

[9]周世杰，王成功，等.某含銅金精礦氰化浸出提金試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2004(2):38-40.

[10]孟昭瑞，廖 璐，等，內(nèi)蒙古某低品位金礦無氰環(huán)保浸出試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè),2017(5):161-163.