鋅粉置換工藝異常情況原因分析及對策措施

邱建森

（紫金銅業有限公司，福建 上杭 364200）

目前，隨著易處理金精礦資源的日趨枯竭，以及面臨原料金精礦為賣方市場主導的形勢，難處理金精礦已然成為當前黃金冶煉企業不得不面臨的選擇。據資料介紹，目前世界上難選冶金礦中的金占世界金儲量的2/3[1]。難選冶金礦石已成為世界黃金生產的重要來源，目前幾大難處理金礦石主要是含砷，硫或銻，碳成分的金礦石。

目前，工業上主要采用焙燒氧化法、加壓氧化法、生物氧化法和化學氧化法對難處理金礦進行預處理，其中焙燒氧化法應用最為廣泛[2-4]。預處理的實質是打開難處理金礦中的包裹體使金粒裸露，促進其與浸出劑接觸從而被浸出至溶液中[5]。難處理金礦預處理的效果主要表現為：打開硫化物包裹體，使金礦形成多孔狀，有利于氰化物溶液與金粒最大限度地接觸，進而除去砷、硫、有機碳等妨礙氰化浸金的有害雜質并改變其理化性能，以達到抑制或消除有害組分對氰化浸金過程的干擾的目的[6,7]。

某黃金冶煉廠以難處理金精礦為處理原料，采用漿式進料方式，一段焙燒，焙燒煙氣采用高效旋風收塵器＋高溫電除塵流程處理，利用制酸凈化工段的廢稀酸浸出焙砂；爐氣采用封閉酸洗凈化流程，并采用“3+2”兩轉兩吸流程制酸；采用萃取—電積回收銅，氰化浸出—鋅粉置換提金，氰化金泥經精煉后產出金錠、銀錠。

自7 月中旬以來，鋅粉置換工序金置換率、洗滌率開始出現下降跡象；8 月中旬開始金置換率、洗滌率進一步降低，其中金置換率一度降低至91%，金洗滌率降低至98%，氰化金泥卸料頻次為每天1 次；9 月2 日后鋅粉置換進一步惡化，氰化金泥卸料頻次增加至每天3 次，嚴重影響了生產的平穩運行，造成生產經營形勢嚴重惡化。

經排查，氰化貴液中銅、鉛、砷等雜質含量有明顯上升，經進一步梳理分析，發現氰化貴液中鉛含量較高是影響金置換效果的主要原因，而氰化貴液中砷、銅含量對金置換的消極作用不明顯；同時通過“純堿+石灰”混合調堿工藝可以高效抑制氰化貴液中鉛含量，在很短時間內將鋅粉置換工藝恢復至正常。

1 某黃金冶煉廠生產工藝

某黃金冶煉廠以難處理金精礦為處理原料，采用漿式進料方式，一段焙燒，焙燒煙氣采用高效旋風收塵器＋高溫電除塵流程處理，利用制酸凈化工段的廢稀酸浸出焙砂；爐氣采用封閉酸洗凈化流程，并采用“3+2”兩轉兩吸流程制酸；采用萃取—電積回收銅，氰化浸出—鋅粉置換提金，氰化金泥經精煉后產出金錠、銀錠。其生產工藝流程圖如圖1 所示。

2 工藝惡化情況

自7 月中旬以來，該黃金冶煉廠鋅粉置換工序金置換率、洗滌率開始出現下降跡象；8 月中旬開始金置換率、洗滌率進一步降低，其中金置換率一度降低至91%，金洗滌率降低至98%，氰化金泥卸料頻次為每天1 次；9 月2 日后鋅粉置換進一步惡化，氰化金泥卸料頻次增加至每天3 次，嚴重影響了生產的平穩運行，造成生產經營形勢嚴重惡化。

3 原因排查

圖1 某黃金冶煉廠生產工藝流程圖

圖2 生產系統鉛走向示意圖

經排查，發現主要原料兩種金精礦的雜質含量明顯增加，其中一種金精礦鉛含量較之前有所升高（從約0.9%上升至1.8%～2.0%）、另一種金精礦砷含量比原先所購買金精礦的0.9%～1%上升至約2%，導致氰化貴液中鉛砷雜質含量急劇增高，其中鉛含量從原先不到80mg/L 上升至目前的300-500mg/L，砷含量從原先150～250mg/L 上升至目前的1100mg/L，銅含量從不足100mg/L 上升至約250mg/L，分析氰化貴液中鉛、砷、銅雜質含量高可能是導致工藝惡化的主要原因。

為了進一步探明原因，進行如下分析：

（1）根據跟蹤檢測的生產中入爐金精礦、原料礦漿、帶餅、陶餅、萃余液、氰化貴液、氰化貧液中鉛含量情況，并繪制出鉛在生產系統的走向，結果見圖2。

從圖2 可知，以焙燒爐正常投礦量165t/d 測算，每天約有46.3kg 鉛溶解在氰化浸出礦漿中，折合氰化浸出液中鉛含量約為229.5mg/L，該數據與氰化礦漿的濾液含鉛212.3mg/L、241.3mg/L 基本吻合，表明測算是較為準確的。

在工藝參數控制不變的情況下，分別跟蹤同一期間（8月25 日-9 月14 日）氰化貴液中砷、銅、鉛含量與金置換效果的匹配關系，結果分別如圖3-圖5 所示。

圖3 氰化貴液砷含量與金銀置換效果的關系

圖4 氰化貴液銅含量與金銀置換效果的關系

圖5 氰化貴液鉛含量與金銀置換效果的關系

從圖3-圖5 可知，氰化貴液中砷、銅含量變化與金置換效果有較大的一致性，而鉛含量與金置換效果基本呈相悖形式，即鉛含量越低，對金置換約有利，而銀置換效果在雜質砷、銅、鉛波動情況下均較為平穩。

綜上可知：氰化貴液中鉛含量較高是影響金置換效果的主要原因，而氰化貴液中砷、銅含量對金置換的消極作用不明顯。

4 解決措施

在該黃金冶煉廠的生產工藝過程中，金精礦中鉛經沸騰焙燒—硫酸酸浸后，酸浸渣中主要以硫酸鉛形式存在，在氰化系統中使用Na2CO3作為調堿藥劑，氰化過程pH 值控制在10-11，硫酸鉛實現碳酸鹽轉化，形成溶解度更低的碳酸鉛；但鉛為兩性物質，在堿性條件下緩慢溶解，生產可溶性鉛酸鹽（鉛酸鈉），鉛酸根呈陰離子狀態，此時，若通過繼續加入純堿的方式提高pH 值，無法形成有效的沉淀，反而導致氰化貴液中鉛含量上升，而加入鈣鹽（如石灰等），則可以形成鉛酸鈣沉淀，從而促使氰化貴液中鉛含量的有效降低。鉛在這一過程中涉及的機理如下：

取氰化貴液進行降鉛試驗，加入適量石灰攪拌一定時間后過濾，氰化貴液鉛含量從537.6mg/L 降低至0.85mg/L，效果顯著。

5 工業化運用優化

5.1 氰化調堿采用“純堿+石灰”交替使用方式

單純使用石灰在試驗除雜中，完全可行，但若氰化系統只使用石灰作為保護堿，必然導致鈣離子含量的富集，在工業生產中，連續多天使用石灰進行調漿時，氰化濃密機溢流管容易堵塞，且氰化貴液凈化過濾機濾布鈣化嚴重，使用壽命短，而且影響金銀浸出率。

5.2 純堿與石灰交替使用周期的判斷

通過連續跟蹤氰化貴液鈣、鉛含量數據的對比，以及氰化貴液板框置換機的使用情況，得出以氰化貴液鈣含量作為純堿與石灰交替使用周期判斷的主要依據，即當氰化貴液鈣含量達到80mg/L 時，氰化調堿采用碳酸鈉作為保護堿；當氰化貴液鈣含量低于20mg/L 時，采用石灰作為保護堿。

5.3 使用效果

在短短的一個星期之內，就將生產系統氰化貴液中鉛含量控制在10mg/L 以內，徹底扭轉了鋅粉置換異常的工藝情況，且運行穩定，為工業生產提供了良好的做法。

6 結語

（1）氰化貴液中鉛含量較高是影響金置換效果的主要原因，而氰化貴液中砷、銅含量對金置換的消極作用不明顯。

（2）通過“純堿+石灰”混合調堿工藝高效抑制了氰化貴液中鉛含量，在很短時間內將鋅粉置換工藝恢復至正常，具有處理效果顯著、生產運行平穩的特點。