朱一民 葛文成 張淑敏 楊新華 劉 杰
(1.東北大學資源與土木工程學院,遼寧 沈陽 110819;2.難采選鐵礦資源高效開發(fā)利用技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧 沈陽 110819;3.山東黃金冶煉有限公司,山東 煙臺 264010)
隨著金礦資源的持續(xù)開發(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、對礦物的適應性強等優(yōu)點,是金礦浸出中最常用的方法。但氰化物有劇毒,不僅嚴重污染環(huán)境,還危害人體健康。因此,在金礦提金過程中,通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝來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?;虬w的形式存在,使得浸出過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發(fā)過程中,研究人員往往試圖通過多種工藝聯(lián)合作業(yè),并使用低氰或無氰浸出劑實現(xiàn)金礦資源的低成本、高效回收[9-12]。蔣蔓等[13]采用無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85.7%的貴液;張虹等[14]對緬甸某金礦石進行重選—浸出工藝試驗研究,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。
內(nèi)蒙古某金礦目前采用氰化鈉浸出—樹脂吸附工藝提金,其浸渣總氰含量高達50 mg/kg。為降低氰化物用量,使得尾礦氰化物濃度達到充填技術(shù)標準,本研究擬采用尼爾森重選—重選尾礦低氰浸出工藝進行提金試驗,主要考察浸出條件(重選尾礦的磨礦細度、浸出劑用量、浸出時間、液固比等)對浸出效果的影響,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)。
試驗原料取自內(nèi)蒙古某金礦,原料化學多元素分析和礦物組成分析結(jié)果分別見表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、鈉長石、云母等為主。
試驗所用藥劑氧化鈣為天津市科密歐化學試劑有限公司生產(chǎn)的分析純試劑、金欣為湖北大冶金欣化工公司生產(chǎn)的工業(yè)品;試驗用水為去離子水。
原料中的金主要以銀金礦的形式存在,粒度極細,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,需通過細磨使其解離方可回收。根據(jù)礦石特性及尼爾森選礦機的特點,采用尼爾森選礦機對本礦樣進行重選回收試驗,流程見圖1。
對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)整劑進行浸出試驗。通過條件試驗和固液平衡試驗,確定最佳工藝參數(shù),試驗流程見圖2。
在磨礦細度為-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結(jié)果見表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,金回收率達到49.92%;1粗2掃混合精礦累計金回收率達55.91%、金品位35.48 g/t。
由尼爾森重選試驗結(jié)果可知,通過尼爾森重選可以預先獲得一部分合格的金精礦,但重選尾礦金品位仍高達1.34 g/t。為進一步提高金回收率,減少氰化物用量及殘留,對重選尾礦開展了浸出試驗,重點考察重選尾礦磨礦細度、金欣用量、浸出時間、液固比等條件對浸出效果的影響。
2.2.1 磨礦細度試驗
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、浸出時間為24 h的條件下,考察重選尾礦磨礦細度對浸出效果的影響,試驗結(jié)果見圖3。
由圖3可知,隨著磨礦細度的提高,浸渣金品位降低,金浸出率升高;當重選尾礦磨礦細度為-0.043 mm占79%時,浸渣金品位為0.22 g/t;繼續(xù)提高磨礦細度,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)試驗磨礦細度為-0.043 mm占79%。
2.2.2 氧化鈣用量試驗
在磨礦細度為-0.043 mm占79%、金欣用量為2 000 g/t、液固比為2 mL/g、浸出時間為24 h的條件下,考察氧化鈣用量對浸出指標的影響,試驗結(jié)果見圖4。
由圖4可知,氧化鈣用量對金浸出效果影響不大。綜合考慮,確定后續(xù)試驗氧化鈣用量為5 kg/t,此時浸渣金品位為0.20 g/t,金浸出率為85.07%。
2.2.3 金欣用量試驗
在磨礦細度為-0.043 mm占79%、氧化鈣用量為5 kg/t、液固比為2 mL/g、浸出時間為24 h的條件下,考察金欣用量對浸出效果的影響,試驗結(jié)果見圖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;當金欣用量為1 200 g/t時,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)試驗金欣用量為1 200 g/t。
2.2.4 液固比試驗
在磨礦細度為-0.043 mm占79%、氧化鈣用量為5 kg/t、金欣用量為1 200 g/t、浸出時間為24 h的條件下,考察液固比對浸出效果的影響,試驗結(jié)果見圖6。
由圖6可知,液固比對浸出指標的影響不大。結(jié)合實際生產(chǎn),在設備及工藝允許的情況下,可通過減小液固比,擴大選廠處理能力。綜合考慮,確定后續(xù)試驗的液固比為1.5 mL/g。
2.2.5 浸出時間試驗
在磨礦細度為-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,考察浸出時間對浸出效果的影響,試驗結(jié)果見圖7。
由圖7可知,12 h即可獲得較高的金浸出率,繼續(xù)延長浸出時間,提高幅度不大。為提高金的綜合回收率,確定后續(xù)試驗浸出時間為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96.42%。
按照重選尾礦低氰浸出條件試驗確定的最佳工藝條件,開展固液平衡試驗,同時延用現(xiàn)場樹脂吸附用量,考察樹脂對貴液中金的吸附效果,結(jié)果見表4。
注:含金樹脂金品位為吸附前后樹脂金品位差。
由表4可知,重選尾礦經(jīng)低氰浸出—樹脂吸附,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。過濾后浸渣總氰濃度為0.50 mg/kg,滿足《國家危險廢物鑒別標準》(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掃工藝流程進行尼爾森重選,混合精礦金回收率達55.91%、金品位為35.48 g/t,重選尾礦含金1.34 g/t。
(2)對重選尾礦進行低氰浸出,在磨礦細度為-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96.42%;樹脂吸附貴液,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。