碎磨工藝對(duì)某金礦氰化浸出的影響

郭金溢，謝洪珍，范道焱

(1.低品位難處理黃金資源綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 2.廈門紫金礦冶技術(shù)有限公司)

引 言

隨著金礦資源的開發(fā)利用，金礦石品位逐漸下降、解離難度逐漸增大，通常需要對(duì)其進(jìn)行細(xì)磨或超細(xì)磨。在大多數(shù)選礦廠設(shè)備投資中，碎磨設(shè)備成本占設(shè)備總投資的一半以上，能耗則占選礦廠總能耗的60 %～70 %[1]。碎磨成本逐年增加，制約黃金生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展[2]。“多碎少磨”被認(rèn)為是目前黃金生產(chǎn)企業(yè)降本擴(kuò)能、增加經(jīng)濟(jì)效益的最有效途徑。高壓輥磨機(jī)就是在這樣的現(xiàn)實(shí)背景下，作為一種高效的粉碎設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，并被不斷認(rèn)可和推廣。高壓輥磨機(jī)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用均表明，其產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)和超細(xì)粒級(jí)含量較常規(guī)顎式破碎機(jī)(下稱“常規(guī)顎破”)高，并且破碎產(chǎn)品顆粒形成了大量裂紋，大大改善了物料的可磨性[3]，其大量的細(xì)粒級(jí)及顆粒的微裂紋可大幅降低后續(xù)磨礦作業(yè)的能量消耗及鋼球和襯板的消耗。因此，高壓輥磨機(jī)可在粉碎脆性、硬度和磨蝕性高的礦石(鐵、金、銅等)中推廣應(yīng)用[4]，是該類金屬礦石細(xì)碎及超細(xì)碎的理想設(shè)備。此外，高壓輥磨后的礦樣可直接進(jìn)入堆浸工序，進(jìn)一步減少磨礦成本[5-6]。

綜上所述，對(duì)于金品位較低的金礦石，特別是堆浸回收率不高、全泥氰化浸出經(jīng)濟(jì)效益不明顯的礦石，開展高壓輥磨—堆浸試驗(yàn)研究可為礦山節(jié)能降耗、增產(chǎn)增效和提高選冶指標(biāo)提供一條有效的新途徑，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。基于此，本文對(duì)國(guó)外某礦山低品位金礦石進(jìn)行了高壓輥磨和常規(guī)顎破產(chǎn)品氰化對(duì)比試驗(yàn)，為低品位金礦資源的高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)提供參考。

1 礦樣性質(zhì)和制備流程

1.1 礦樣性質(zhì)

1.1.1 礦物組成

試驗(yàn)礦樣由國(guó)外某礦山提供，礦樣中金屬礦物相對(duì)含量較低，為2.2 %；其中,金屬硫化物占1.2 %，主要有磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂，微量黃銅礦；鐵氧化物和鐵硫酸鹽約占0.9 %，主要為磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和黃鉀鐵礬；非金屬礦物以角閃石類和斜長(zhǎng)石為主，其次為石英和黑云母，少量綠泥石、絹云母、鉀長(zhǎng)石，微量蒙脫石、碳酸鹽礦物等。

將礦樣加工至-106 μm占80 %開展研究，根據(jù)可浸出金顆粒光片-電鏡掃描統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在現(xiàn)有磨礦細(xì)度下，礦樣中金礦物連生體中14 %與金屬硫化物連生，主要表現(xiàn)為與毒砂(見圖1-a)、黃鐵礦(見圖1-b)連生，少量與磁黃鐵礦和方鉛礦連生；86 %與非金屬礦物連生，主要與斜長(zhǎng)石連生，其次與角閃石連生。據(jù)此推斷該樣品中金主要以粒間金形式存在。

圖1 金礦物嵌布特征

1.1.2 化學(xué)成分

礦樣化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 礦樣化學(xué)成分分析結(jié)果

由表1可知：礦樣中可回收有價(jià)金屬元素主要為金，雜質(zhì)元素含量較少，有機(jī)碳含量低，對(duì)金的氰化浸出影響不大。

1.1.3 金物相分析

礦樣中金物相分析結(jié)果見表2。

表2 金物相分析結(jié)果

由表2可知：礦樣中81 %左右的金以裸露金形式存在，理論上這部分金可通過氰化浸出回收。

1.2 礦樣制備流程

對(duì)礦樣分別采用高壓輥磨—氰化和常規(guī)顎破—氰化工藝處理。礦樣制備流程見圖2。

圖2 礦樣制備流程

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 粒級(jí)篩析對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)高壓輥磨與常規(guī)顎破產(chǎn)品進(jìn)行了不同粒級(jí)篩析試驗(yàn)，粒度分布情況分別見表3、表4。

表3 4 MPa高壓輥磨篩析試驗(yàn)結(jié)果

表4 常規(guī)顎破篩析試驗(yàn)結(jié)果

由表3、表4可知：與常規(guī)顎破相比，高壓輥磨細(xì)粒部分(特別是-0.074 mm粒級(jí))占比大幅提高，這是因?yàn)楦邏狠伳ブ形锪铣耸艿脚c輥面接觸的直接壓力外，還受到自上而下的物料自重壓力，充滿粉碎腔的物料顆粒同時(shí)受到了來自四周相互擠壓的力，當(dāng)壓力峰值超過顆粒的強(qiáng)度極限時(shí)遭到粉碎，而很多沒有粉碎的顆粒內(nèi)部也因此產(chǎn)生許多微裂紋或宏觀裂紋。因此，高壓輥磨可達(dá)到“多破少磨”的效果，可在碎磨回路中減少磨礦處理量，從而降低磨礦成本。

2.2 不同粒級(jí)常規(guī)顎破產(chǎn)品滾瓶氰化試驗(yàn)

將礦樣分別常規(guī)顎破至1 mm、3 mm、5 mm后進(jìn)行滾瓶氰化試驗(yàn)，礦漿濃度40 %，調(diào)節(jié)礦漿初始pH值為9～11，維持氰化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.08 %～0.10 %，氰化時(shí)間48 h，考察破碎產(chǎn)品粒度對(duì)金浸出率和試劑耗量的影響。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 常規(guī)顎破產(chǎn)品滾瓶氰化試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知：該破碎產(chǎn)品金的浸出受粒度影響顯著，粒度由1 mm增加到5 mm，氰化48 h時(shí)，金浸出率由92.40 %降到45.53 %。試驗(yàn)結(jié)果可為堆浸試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)參考。

2.3 全泥氰化對(duì)比試驗(yàn)

分別對(duì)高壓輥磨與常規(guī)顎破得到的產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)磨—全泥氰化試驗(yàn)。磨礦細(xì)度為-0.074 mm占100 %，礦漿濃度40 %，用石灰調(diào)節(jié)礦漿pH值至9～11，氰化鈉初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10 %，氰化時(shí)間24 h，分別對(duì)渣、液進(jìn)行分析。全泥氰化試驗(yàn)結(jié)果見表6。

由表6可知：經(jīng)過高壓輥磨后的產(chǎn)品再細(xì)磨氰化金浸出率與常規(guī)顎破后再細(xì)磨氰化相差不大，表明該礦樣細(xì)磨至 -0.074 mm 后大部分金已得到解離，破碎方式對(duì)金浸出的影響不大，后續(xù)磨礦作業(yè)的粒度才是影響金浸出率的關(guān)鍵。

表6 高壓輥磨與常規(guī)顎破產(chǎn)品氰化試驗(yàn)結(jié)果

2.4 柱浸對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)高壓輥磨與常規(guī)顎破產(chǎn)品進(jìn)行柱浸對(duì)比試驗(yàn)。將礦樣按常規(guī)顎破和高壓輥磨方式破碎至-10 mm后分別直接裝柱和以0.15 mm為分級(jí)粒度洗礦裝柱；先用1 g/L的NaOH 滴淋1～2 d，至柱下滴出溶液pH>9后開始滴加氰化鈉溶液，浸出液每天計(jì)量送檢；浸出液經(jīng)活性炭吸附后，補(bǔ)加氰化鈉至0.06 %～0.10 %后，重新返回滴淋；柱浸80 d后，先用4 g/L的NaOH溶液洗滌，至柱下溶液氰化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)<10×10-6后改用自來水連續(xù)水洗柱子2 d，至柱下溶液 pH值約為7時(shí)，將洗水送檢；取出尾渣烘干稱量，并制樣送檢。試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 高壓輥磨與常規(guī)顎破產(chǎn)品柱浸試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知：在相同浸出條件下，高壓輥磨產(chǎn)品較常規(guī)顎破產(chǎn)品的浸出效果好，常規(guī)顎破產(chǎn)品金浸出率在43.86 %～57.11 %，高壓輥磨產(chǎn)品金浸出率在55.63 %～71.19 %，金浸出率可提高11～15百分點(diǎn)。這主要是因?yàn)榕c常規(guī)顎破產(chǎn)品相比，高壓輥磨產(chǎn)品細(xì)粒級(jí)含量較高，且顆粒內(nèi)部形成了更多的微裂紋，有利于液體自發(fā)滲透，增加浸出試劑與被包裹金的接觸，從而提高金浸出率。金浸出率隨著高壓輥磨壓力的增大而增加。

2.5 柱浸尾渣篩析對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)不分級(jí)直接裝柱的柱浸尾渣進(jìn)行粒度篩析試驗(yàn)，結(jié)果見表8～10。

由表8～10可知：無論是高壓輥磨還是常規(guī)顎破，柱浸尾渣中約90 %的金都賦存于+0.83 mm粒級(jí)中，-0.15 mm粒級(jí)的金品位均在0.06 g/t以下，細(xì)粒級(jí)礦樣在柱浸過程中浸出完全。隨著高壓輥磨壓力的增大，尾渣金品位逐步降低，+4 mm粒級(jí)產(chǎn)率及金品位均有所降低。

表8 常規(guī)顎破產(chǎn)品柱浸尾渣篩析結(jié)果

表9 2 MPa高壓輥磨產(chǎn)品柱浸尾渣篩析結(jié)果

表10 4 MPa高壓輥磨產(chǎn)品柱浸尾渣篩析結(jié)果

3 結(jié) 論

1)國(guó)外某礦山低品位金礦石中金屬礦物相對(duì)含量較低，可回收有價(jià)金屬元素主要是金，雜質(zhì)元素含量較少，有機(jī)碳含量低，對(duì)金的氰化浸出影響不大。

2)與常規(guī)顎破相比，該礦樣經(jīng)高壓輥磨后產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)比例顯著提高，為其高效節(jié)能破碎處理提供了可能。

3)該礦樣金浸出受粒度影響顯著，樣品粒度由1 mm增加到5 mm，氰化48 h時(shí)，金浸出率由92.40 %下降到45.53 %。

4)高壓輥磨和常規(guī)顎破后的產(chǎn)品細(xì)磨—全泥氰化金浸出率相差不大。細(xì)磨至-0.074 mm 后大部分金已得到解離，破碎方式對(duì)細(xì)磨—全泥氰化金浸出的影響不大。

5)礦樣破碎—柱浸，高壓輥磨相對(duì)常規(guī)顎破金浸出率可提高11～15百分點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)，高壓輥磨壓力越大，金浸出率越高。同等粒度條件下，高壓輥磨可使產(chǎn)品顆粒內(nèi)部形成能夠產(chǎn)生具有塑性應(yīng)變的微裂紋，有利于液體自發(fā)滲透，使浸出試劑得以更多地接觸到被包裹金，從而提高金浸出率。

6)對(duì)于金品位較低的金礦石及全泥氰化浸出經(jīng)濟(jì)效益不明顯的礦石，可采用高壓輥磨—堆浸工藝。試驗(yàn)結(jié)果為黃金礦山節(jié)能降耗、增產(chǎn)增效、變廢為寶提供了一條有效的途徑。