艾砂磨機在某黃金冶煉公司的試驗研究

李環 卞小冬 朱金超 李寧 熊宗彪

摘要：某黃金冶煉公司采用分級磨礦工藝處理高硫金精礦，磨礦細度-0.037 mm占95 %，氰渣金品位在1.30 g/t左右。為進一步探索降低氰渣金品位的可能性，開展了艾砂磨機磨礦半工業試驗。結果表明：經艾砂磨機磨礦后，磨礦產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2個細粒級的分布率增加，在+14.50 μm各粒級的分布率降低，且艾砂磨機磨礦比較均勻;氰化浸出氰渣金品位從1.30 g/t左右降低至1.10 g/t，銀品位從11.30 g/t降低至9.50 g/t，經濟效益顯著。

關鍵詞：艾砂磨機;細磨;高硫金精礦;粒度分布;浸出率

中圖分類號：TD453文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2022）05-0063-05doi：10.11792/hj20220512

引 言

某黃金冶煉公司為日處理量1 200 t的大型氰化冶煉企業，設計選礦工藝為金精礦經磨礦浮選后，得到低硫金精礦、高硫金精礦及高銅鉛金精礦。3種產品進行氰化浸出、洗滌、鋅粉置換。該公司對高硫金精礦浸出工藝流程進行了改造[1]，采用分級磨礦工藝，即在浸出前用旋流器對給礦進行分級，底流粗顆粒沉砂進入磨機再磨，粒度較細溢流和經磨機磨礦后沉砂進入浸出槽進行浸出。改造后，磨礦細度-0.037 mm占95 %，氰渣金品位在1.30 g/t左右，金浸出率達到92.30 %，較改造前提高了2百分點。

為探索進一步提高高硫金精礦金回收率的可能性，采用艾砂磨機對高硫金精礦進行磨礦試驗。艾砂磨機[2]是在國外20多年工業應用基礎上，針對中國金屬礦山礦石難、雜、細的特點而研制的超細磨設備。該公司在氰化車間浸出廠房進行了艾砂磨機磨礦半工業試驗，經艾砂磨機磨礦后，磨礦產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2個細粒級的分布率增加，而在+14.50 μm 各粒級的分布率降低，且氰渣金、銀品位均有降低，經濟效益顯著。

1 高硫金精礦氰渣性質

從某黃金冶煉公司幾個月的高硫金精礦氰渣生產樣中抽取等量樣品，利用先進的工藝礦物學技術對氰渣金礦物解離特性、嵌布特征、粒度組成進行分析，結果見表1、表2。

由表1、表2可知：氰渣中解離度低于25 %的金礦物分布率為94.45 %;氰渣中金礦物平均粒徑為5.17 μm，粒度較細，呈細粒—微細粒嵌布。

從工藝礦物學研究結果可看出：氰渣中金礦物主要以包裹形式存在，少量以裂隙金形式存在。因此，為降低高硫金精礦氰渣金品位，需進一步增加磨礦細度，提高金礦物解離度。

2 艾砂磨機

艾砂磨機適用于各類礦物的細磨作業，其利用內部分級和選擇性磨礦原理，可開路生產出不欠磨、不過磨的磨礦產品[3]，具有高效節能、產品粒度分布窄、占地面積小等優點。

艾砂磨機的結構（見圖1）組成主要包括電動機、減速機、主軸、攪拌盤、分級盤和筒體等[4]，工作部件主要由主軸和多個并排串在軸上的攪拌盤和尾端的分級盤組成。其工作原理為礦漿在隔渣后，穩定給入磨機，磨機內的攪拌盤在主軸的帶動下實現高速旋轉，高速旋轉的攪拌盤帶動筒體內部的磨礦介質做繞軸向運動和自轉運動，在高速旋轉的離心力作用下，礦物和磨礦介質按照粒徑大小從小到大由磨機軸向筒體內部徑向分布，實現大介質磨大顆粒礦物，小介質磨小顆粒礦物的選擇性磨礦。此外，每2個攪拌盤之間是一個獨立的磨礦區，在一定的給礦壓力下，越往后礦漿顆粒越細，從而形成了內部分級、開路磨礦的新工藝。

3 半工業試驗

為進一步提高高硫金精礦解離度，在生產現場開展半工業試驗，采用艾砂磨機對高硫金精礦進行超細磨，考察磨礦效果。

3.1 試驗設備

試驗設備為ALC-100L型艾砂磨機，其外形及結構見圖2，各項參數見表3。

3.2 試驗過程

3.2.1 樣品來源

該公司高硫金精礦浸出工藝由8個浸出槽串聯組成，根據前期高硫金精礦浸出系統流程考查數據[3]，5號浸出槽及后續浸出槽中，高硫金精礦中的金基本不再浸出。因此，本次試驗用泵從5號浸出槽抽取礦漿（原礦）至1.5 m×1.8 m攪拌桶，充分攪拌后，通過軟管泵泵入磨機進行磨礦。

3.2.2 磨礦試驗

磨機磨礦效果的主要影響因素有磨機轉速、礦漿處理量、磨礦濃度、磨機充填率。本次磨礦試驗分別從這4個方面開展，探索最佳磨礦條件。在進行條件試驗時，待原礦充分攪拌后取原礦樣，磨機穩定運行1 h后取磨礦后樣品;得出4個最佳磨礦條件后，開展連續穩定試驗，進一步驗證條件試驗結果。

3.2.3 浸出試驗

浸出試驗直接采用實驗室3 L浸出槽進行，浸出濃度（37 %）為現場磨礦濃度，氰化鈉質量分數0.60 %～0.65 %，風量0.06 m3/h（礦漿溶氧量在12 mg/L以上），浸出攪拌轉速1 002 r/min，浸出時間24 h，浸出試驗結束后，取部分浸前原礦及浸后氰渣，用清水充分洗滌，烘干后送檢，對比磨礦前后浸出效果。

4 試驗結果與討論

4.1 磨機轉速

試驗條件為磨礦濃度37 %，礦漿處理量1.4～1.5 m3/h，磨機介質70 kg（磨機充填率39.38 %）。磨機轉速通過磨機主機頻率進行調節，分別為35 Hz、40 Hz、45 Hz、48 Hz。不同磨機轉速（以磨機頻率表示）產品粒度分布情況見圖3。

由圖3可知：隨著磨機頻率的增加，磨礦后的產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2個細粒級的分布率逐漸增加，而在+14.50 μm各粒級的分布率逐漸降低;這說明隨著磨機頻率的增加，磨礦后產品粒度逐漸變細。

相比于原礦，4組磨礦試驗產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2個細粒級的分布率明顯增加，而在+14.50 μm各粒級的分布率明顯降低。這說明艾砂磨機磨礦比較均勻，+14.50 μm各粒級的分布率均下降，而不是將細粒級磨得更細。348EDD8F-EE9A-4298-8CCE-ABF94DBDD69C

對浸前原礦及磨礦后的產品進行浸出試驗，結果見表4。

由表4可知：經艾砂磨機磨礦后，氰渣金、銀品位均下降，金品位可降低0.16～0.20 g/t，銀品位可降低0.81～1.61 g/t。隨著磨機頻率的增加，磨礦后氰渣金、銀品位均逐漸降低，當磨機頻率為48 Hz時，氰渣金品位可降低0.20 g/t，銀品位可降低1.61 g/t。因此，確定磨機頻率最佳試驗條件為48 Hz。

4.2 礦漿處理量

試驗條件為磨機頻率48 Hz，磨礦濃度37 %，磨機介質70 kg（磨機充填率39.38 %），礦漿處理量分別為1.5 m3/h、2.1 m3/h、2.4 m3/h、3.0 m3/h、3.5 m3/h。不同礦漿處理量產品粒度分布情況見圖4。

圖4 不同礦漿處理量產品粒度分布情況

由圖4可知：隨著礦漿處理量的增加，磨礦后的產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2個細粒級的分布率逐漸降低，而在+9.86 μm各粒級的分布率逐漸增加。這說明隨著礦漿處理量的增加，磨礦時間逐漸降低，磨礦后產品的粒度逐漸變粗。

相比于原礦，5組磨礦試驗產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm、+14.50 μm各粒級的分布率變化趨勢與磨機轉速試驗結果一致。

對浸前原礦及磨礦后的產品進行浸出試驗，結果見表5。

由表5可知：經艾砂磨機磨礦后，氰渣金、銀品位均下降，金品位可降低0.12～0.19 g/t，銀品位可降低0.41～1.56 g/t。隨著礦漿處理量的增加，磨礦后氰渣金、銀品位降低值均逐漸減小;說明礦漿處理量增加后，磨礦時間相應減少，磨礦效果逐漸變差。綜合考慮，確定最佳礦漿處理量為2.4 m3/h。

4.3 磨礦濃度

試驗條件為磨機頻率48 Hz，礦漿處理量2.4 m3/h，磨機介質70 kg（磨機充填率39.38 %），磨礦濃度分別為37 %、40 %、42 %、45 %。不同磨礦濃度產品粒度分布情況見圖5。

由圖5可知：隨著磨礦濃度的增加，磨礦后的產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2個細粒級的分布率逐漸降低，而在+9.86 μm各粒級的分布率逐漸增加。這說明隨著磨礦濃度的增加，磨礦后產品的粒度逐漸變粗。

對浸前原礦及磨礦后的產品進行浸出試驗，結果見表6。

由表6可知：經艾砂磨機磨礦后，氰渣金、銀品位均下降，金品位可降低0.13～0.21 g/t，銀品位可降低1.10～1.42 g/t。隨著磨礦濃度的增加，磨礦后氰渣金、銀品位降低值均逐漸減小;說明磨礦濃度增加后，磨礦效果逐漸變差，氰渣品位逐漸升高。綜合考慮，確定磨礦濃度最佳為37 %。

4.4 磨機充填率

試驗條件為磨機頻率48 Hz，礦漿處理量2.4 m3/h，磨礦濃度37 %，磨機介質分別按照70 kg、85 kg、90 kg、95 kg（磨機充填率分別為39.38 %、47.82 %、50.63 %、53.45 %）添加。不同磨機充填率產品粒度分布情況見圖6。

由圖6可知：隨著磨機充填率的增加，磨礦后的產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2個細粒級的分布率逐漸增加，而在+9.86 μm各粒級的分布率逐漸降低。這說明隨著磨機充填率的增加，磨礦后產品的粒度逐漸變細。

對浸前原礦及磨礦后的產品進行浸出試驗，結果見表7。

由表7可知：經艾砂磨機磨礦后，氰渣金、銀品位均下降，金品位可降低0.19～0.24 g/t，銀品位可降低1.44～1.80 g/t。隨著磨機充填率的增加，磨礦后氰渣金、銀品位均逐漸降低;說明磨機充填率增加后，磨礦后礦物粒度逐漸變細，解離度提高。因此，確定磨機充填率為53.45 %。

4.5 驗證試驗

利用上述4組條件試驗獲得的最佳條件進行連續穩定驗證試驗，即磨機頻率48 Hz、礦漿處理量2.4 m3/h 、磨礦濃度37 %、磨機充填率53.45 %

。每隔30 min取1次磨礦前和磨礦后樣品，每3 h樣品混合成一個綜合樣，磨機持續穩定運行6 h，共獲得 2組 綜合樣。連續穩定驗證試驗產品粒度分布情況見圖7。

由圖7可知：磨礦后-14.50 μm各粒級的分布率均增加，+14.50 μm各粒級的分布率均降低，與前期條件試驗獲得的結論一致，進一步驗證了艾砂磨機磨礦較為均勻。

對浸前原礦及磨礦后的產品進行浸出試驗，結果見表8。

由表8可知：經艾砂磨機磨礦后，氰渣金品位可降低0.24 g/t左右，銀品位可降低1.82 g/t左右。

4.6 效益分析

經艾砂磨機磨礦后，高硫金精礦氰渣金品位按1.10 g/t計，較現場生產可降低0.20 g/t，每年可多回收黃金40 kg;氰渣銀品位按9.50 g/t計，較現場生產可降低1.80 g/t，每年可多回收白銀360 kg。效益分析結果見表9。

根據試驗數據，使用艾砂磨機磨礦后，每年增加成本866.67萬元（見表10）。

綜上，采用艾砂磨機磨礦后，年可創造凈利潤510.13萬元。

5 結 論

1）某黃金冶煉公司高硫金精礦中存在部分包裹金，這部分包裹金多存在于粒度較粗的礦物顆粒中，直接氰化難以得到有效回收，影響金回收率和企業效益。

2）艾砂磨機半工業試驗表明，無論何種磨礦條件，相比于原礦，磨礦后的產品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2個細粒級的分布率均增加，而在+14.50 μm各粒級的分布率降低。這說明艾砂磨機磨礦比較均勻，粗粒級中各個粒級的分布率均下降，而不是將細粒級磨得更細。348EDD8F-EE9A-4298-8CCE-ABF94DBDD69C

3）采用艾砂磨機磨礦后，高硫金精礦氰渣金品位可降低0.20 g/t，銀品位可降低1.80 g/t，年可創造凈利潤510.13萬元，經濟效益顯著。

[參 考 文 獻]

[1] 李環.高硫金精礦分級再磨技術改造[J].黃金，2019，40（11）：60-63.

[2] 高明煒，童偉，葉躍威，等.艾砂磨機在遂昌金礦的試驗應用[J].黃金，2017，38（3）：63-67.

[3] 許新躍，童偉，黃東福，等.艾砂磨機在細磨中的優勢及其在有色金屬選礦廠的應用[J].有色金屬（選礦部分），2020（5）：86-90.

[4] 楊旭升，林明國，章恒興，等.艾砂磨機在某冶煉廠的試驗應用[J].黃金，2018，39（4）：47-50.

Experimental study on Isa mill in a gold smelter

Li Huan1，Bian Xiaodong1，Zhu Jinchao1，Li Ning1，Xiong Zongbiao2

（1.Shandong Gold Smelting Co.，Ltd.;

2.ALC Minerals Technology Co.，Ltd.）

Abstract：A gold smelter adopts graded grinding process to treat high sulfur gold concentrate.After grinding，the fineness is -0.037 mm accounting for 95 %，and the gold grade of cyanide residue is about 1.30 g/t.In order to explore the possibility of further reducing the gold grade of cyanide residue，the semi industrial test of Isa mill was carried out.The test results show that the grinding product is more distributed in 2 fine grain ranges of -5.21 μm and -9.86-+5.21 μm after grinding by Isa mill，less distributed in +14.50 μm，and the ores are ground more evenly by Isa mill;the gold grade of cyanidation tailings is reduced from about 1.30 g/t to 1.10 g/t，and the silver grade is reduced from 11.30 g/t to 9.50 g/t，creating significant economic benefits.

Keywords：Isa mill;fine grinding;high sulfur gold concentrate;grain distribution;leaching rate

收稿日期：2021-12-23; 修回日期：2022-02-21

作者簡介：李 環（1987—），男，山東煙臺人，助理工程師，從事金銀精礦氰化浸出技術研究工作;山東省煙臺市萊州市金城鎮龍埠村888號，山東黃金冶煉有限公司，261441;E-mail：65626316@qq.com348EDD8F-EE9A-4298-8CCE-ABF94DBDD69C