國(guó)內(nèi)某卡林型金礦加壓預(yù)氧化- 炭浸工藝金浸出率影響因素分析

盧 松

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司， 福建 上杭 364200)

國(guó)內(nèi)某金礦為高砷、高炭、高硫、微細(xì)粒浸染型金礦，主要金屬礦物為黃鐵礦、毒砂，主要非金屬礦物為碳酸鹽類、石英、泥質(zhì)、炭質(zhì)和有機(jī)質(zhì)，屬于復(fù)雜極難處理礦石。2016年該金礦建成我國(guó)首套難處理金礦加壓預(yù)氧化系統(tǒng)，加壓預(yù)氧化系統(tǒng)投產(chǎn)以來，氰化渣金品位長(zhǎng)期偏高，氰化尾渣平均Au品位2.22 g/t，平均金浸出率87.59%。尾渣Au品位偏高，嚴(yán)重制約企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文就如何降低氰化尾渣Au品位，提高金浸出率進(jìn)行了研究和探討，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)。

1 加壓預(yù)氧化工藝現(xiàn)狀

1.1 工藝流程

該金礦加壓預(yù)氧化系統(tǒng)主要工藝流程包括：配礦、預(yù)酸化、加壓預(yù)氧化、礦漿BFS轉(zhuǎn)型、CCD逆流洗滌、氧化礦漿中和等環(huán)節(jié)，設(shè)備連接圖見圖1。氧化礦漿中和冷卻后，送炭浸系統(tǒng)氰化，氰化渣排入尾礦庫。

1.2 氰化渣物相分析

加壓預(yù)氧化廠投產(chǎn)以來氰化尾渣Au品位長(zhǎng)期偏高，為查明金在氰化渣中的賦存狀態(tài)，取Au品位偏高的氰化尾渣進(jìn)行物相分析，氰化尾渣金分布情況見表1。

由表1物相分析結(jié)果可知，氰化尾渣中金主要為鐵礬包裹金、炭質(zhì)包裹金、硫化物包裹金和表面吸附金。根據(jù)前期研究結(jié)果，表面吸附金主要是由于加壓預(yù)氧化過程中，氯離子的存在與礦石內(nèi)部炭質(zhì)共同作用，導(dǎo)致金的損失。

因此，氰渣Au品位偏高主要原因有：①工藝過程中產(chǎn)生鐵礬、硫酸鈣等形成新的包裹；②混合礦有機(jī)炭含量太高，炭質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)吸附；③硫化物氧化不徹底，工藝參數(shù)如溫度、時(shí)間、氧氣、轉(zhuǎn)型等未能控制好；④入釜礦漿氯離子濃度偏高。因此，降低尾渣Au品位應(yīng)該從降低鐵礬包裹、炭質(zhì)包裹、控制加壓預(yù)氧化工藝參數(shù)、降低入釜物料氯離子濃度等方面進(jìn)行研究。

圖1 國(guó)內(nèi)某金礦加壓預(yù)氧化系統(tǒng)設(shè)備連接圖

樣品編號(hào)項(xiàng)目單位表面吸附金硫酸鈣包裹金鐵礬包裹金硫化物包裹金炭質(zhì)包裹金硅酸鹽及其它包裹金合量1含量g/t0.300.101.080.450.580.152.66比例%11.293.7640.6716.9621.825.51100.012含量g/t0.590.171.000.520.550.142.97比例%19.855.7233.7217.4918.554.68100.01

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 鐵礬包裹對(duì)金浸出效果的影響

鐵礬在堿性條件下不穩(wěn)定，升高溫度，活性分子增多，鐵礬在堿性溶液中的分解能力增強(qiáng)，促進(jìn)分解反應(yīng)進(jìn)行[1]。實(shí)驗(yàn)室對(duì)CCD洗滌后的加壓預(yù)氧化渣進(jìn)行加熱堿性預(yù)處理，控制預(yù)處理溫度90 ℃，礦漿pH值大于11，預(yù)處理時(shí)間3 h。加熱堿性預(yù)處理前后礦漿氰化浸出率對(duì)比見圖2。加熱堿性預(yù)處理后金浸出率平均可提高4%～5%。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可通過增加加熱堿性預(yù)處理裝置來降低氧化礦漿鐵礬包裹，提高金浸出率。

圖2 堿性預(yù)處理前后金浸出率對(duì)比圖

2.2 有機(jī)炭含量對(duì)金浸出效果的影響

在實(shí)驗(yàn)室加壓預(yù)氧化過程中，清水調(diào)漿，控制反應(yīng)溫度200 ℃，氧分壓0.7～0.8 MPa，總壓2.4 MPa，有機(jī)炭含量對(duì)金浸出率的影響見圖3。

由圖3可知，該金礦中含有的有機(jī)炭對(duì)氰化過程中金浸出率有較大影響，隨著礦石中有機(jī)炭含量的增加，金平均浸出率逐漸降低。

實(shí)體顯微鏡下觀察天然有機(jī)炭呈黑色不透明狀，顆粒斷面有金屬光澤并具縱條紋，與椰殼炭非常相近。二者實(shí)體顯微鏡下特征對(duì)比見圖4。

礦樣天然有機(jī)炭與椰殼炭掃描電鏡形貌照片見圖5。礦樣天然有機(jī)炭具多孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙切面呈圓形、橢圓形、管狀等形態(tài)，常見孔洞大小相近、排列規(guī)則，這一特性與椰殼炭相同。有的礦樣天然有機(jī)炭某切片方向不顯孔隙，椰殼炭也具這一特征。因遭受地質(zhì)應(yīng)力，礦樣天然有機(jī)炭孔洞會(huì)不同程度變形或破碎，部分孔洞被黃鐵礦、石英、碳酸鹽等礦物充填。椰殼炭則具完好孔隙結(jié)構(gòu)且孔隙中不存在充填物。

圖4 外觀顯微鏡照片

圖5 掃描電鏡照片

由于該金礦所產(chǎn)的金精礦中有機(jī)炭含量高，且性質(zhì)與椰殼炭性質(zhì)相近，導(dǎo)致CIL氰化過程中與椰殼活性炭存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，導(dǎo)致金浸出率降低，尾渣Au品位偏高。因此，現(xiàn)場(chǎng)可通過配入外購(gòu)低炭金精礦或配入原礦來降低入釜礦樣有機(jī)炭含量，提高金浸出率。

2.3 氯離子濃度對(duì)金浸出效果的影響

在實(shí)驗(yàn)室加壓預(yù)氧化過程中，控制反應(yīng)溫度200 ℃，氧分壓0.7～0.8 MPa，總壓2.4 MPa，氯離子濃度對(duì)金浸出率的影響見圖6。

圖6 金浸出率與氯離子濃度關(guān)系圖

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室小試數(shù)據(jù)，當(dāng)配制入釜礦樣有機(jī)炭含量為4.0%，加壓預(yù)氧化過程溶液中氯離子含量<20 mg/L時(shí)，對(duì)金浸出率影響不大；溶液中氯離子含量>40 mg/L時(shí)，“劫金”嚴(yán)重，氧化渣氰化金浸出率急劇下降。因此，在工業(yè)生產(chǎn)加壓預(yù)氧化過程中應(yīng)盡量避免引入氯離子。

3 工藝改進(jìn)措施及效果

針對(duì)氰化尾渣Au品位偏高，生產(chǎn)上采取了如下改進(jìn)措施。

(1)優(yōu)化配礦工藝。通過配入外購(gòu)低炭金精礦和原礦，控制入釜礦漿有機(jī)炭含量小于4%。

(2)引入硐坑水(氯離子含量低于20 mg/L)作為加壓預(yù)氧化生產(chǎn)用水，降低入釜溶液氯離子含量。

(3)CCD底流增加堿性預(yù)處理裝置，控制預(yù)處理溫度90 ℃，礦漿pH值大于11，預(yù)處理時(shí)間3 h。

根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，工藝改進(jìn)調(diào)整之前，入釜礦漿平均有機(jī)碳含量為4.7%，入釜氯離子濃度在50～80 mg/L波動(dòng)，最高達(dá)107.4 mg/L，平均濃度為64.98 mg/L，氰化渣Au品位和Au浸出率平均值為2.22 g/t和87.59%。工藝改進(jìn)調(diào)整后，入釜礦漿平均有機(jī)碳含量為3.8%，入釜氯離子濃度平均降低至42.60 mg/L，氰化渣Au品位和Au浸出率平均分別1.46 g/t和91.53%，氰化渣Au品位降低0.76 g/t，金浸出率提高約4～5%。氰化渣中鐵礬包裹金含量從30%～40%降低至10%以下。改進(jìn)后浸出效果好，經(jīng)濟(jì)效益顯著，按年生產(chǎn)天數(shù)330天，金礦日處理量450 t，平均Au品位15 g/t，金價(jià)265元/g計(jì)算，則年可創(chuàng)造產(chǎn)值2 361～2 951萬元。