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采用环保"金蝉"药剂浸出老挝某金矿石试验研究

发布日期:2019-06-02  来源:万方  浏览次数:1312

采用环保 “ 蝉” 药剂浸出老挝某金矿石试验研究

郭鹏志 , 邱 沙 , 吴艺鹏 , 康维刚

(天津华北地质勘查局 , 天津 300170)

摘 要 : 采用环保黄金选矿药剂“金蝉”对老挝琅勃拉邦省巴乌县帕奔碳酸盐类型金矿开展了浸出试验研究 ,结果表明 :在试验条件为磨矿细度 - 0 .074mm 含量 90 % 以上 ,矿浆浓度 40% ,石灰用量 3kg /t ,碱预处理时间 2h ,“金蝉”用量 600g /t ,浸出时间 24h 时 ,金的浸出率可以达到 96 .40% ,比采用氰化浸出时浸出率提高 1 .4% ,且药剂用量降低 200g /t ,浸出时间缩短 12h 以上 。 对“金蝉”浸出尾渣进行了浸出毒性分析 ,表明尾渣中氰化物 、的浸出毒性值在国家标准限值范围内 ,尾渣无需解毒处理 ,可以直接外排 。 经济对比分析表明采用“金蝉”浸出时每年可以降低生产成本 393 .15 万元 。

关键词 : 黄金选矿药剂 ; “金蝉” ; 氰化浸出 ; 浸出毒性

中图分类号 : TD982 文献标识码 : A 文章编号 : 1004-4051(2015 )12-0131-05

Experimental study on a gold ore in Laos with environment-friendly Jinchan leaching reagents

GUO Peng-zhi , QIU Sha , WU Yi-peng , KANG Wei-gang

(Tianjin North China Geological Exploration Bureau , Tianjin 300170 , China)

Abstract : A leaching experiment with environment-friendly Jinchan agents was adopted to B .Phatem carbonate type gold ore in Bak-ou county ,Luang Pracang province of laos .T he results showed that under the condition of grinding fineness of - 0 .074mm account more then 90% ,pulp concentration 40% ,lime dosage 3kg /t ,pretreatment time with alkaLi 2h ,dosage of Jinchan agent 600g /t ,leaching time 24h ,the gold leaching rate reached to 96 .40% .Contrast to cyanide leaching process ,gold leaching rate with Jinchan increase 1. 4% ,dosage amount reduce 200g /t ,leaching time shroten more than 12h .Leaching toxicity analysis of the tailings was studied .The amount of cyanide ,lead ,zinc ,arsenic in the tailings was within the national standard limit .So ,Leaching tailings can directly discharge ,don’ t need detoxification treatment .Economic comparative analysis showed that using Jinchan agents can reduce production cost of 3 .93 million yuan a year .

Key words : gold beneficiation reagent ; “Jinchan” ; cyanide leaching ; leaching toxicity

在 2007 年中国国际矿业大会上 ,国土资源部正式提出了发展绿色矿业的目标 ,要求坚持矿产资源开发与环境保护协调发展[1 ] 。 面对这一新的要求和发展形势 ,更为环保的非氰浸金技术的研究和应用必将越来越受到重视。 目前 ,非氰浸金方法较多 。包括硫脲法[2-3 ] 、硫代硫酸盐法[4 ] 、卤化法[5 ] 、微生物法 、石硫合剂法等[6-8 ] ,但此类工艺通常药剂耗量大 、成本高 ,工业上无法应用[9 ] 。 最近几年 ,关于新型环

 
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收稿日期 : 2015-02-07

作者简介 : 郭鹏志(1971 - ) ,男 ,河南商丘人 ,硕士 ,选矿高级工程师 ,天津华北地质勘查局局长助理 ,现主要从事矿山管理 、资源开发利用研究 、企业管理等工作 。

保浸金剂的专利陆续公布[10-14 ] ,国内市场上也出现了多种新型环保浸金剂 ,如“东北虎” 、“金蝉” 、“金欣”等 ,环保浸金药剂的研究进入了一个快速发展的阶段。 老挝琅勃拉邦省巴乌县帕奔金矿地处水系较为发育地区 ,且地下溶洞较多 。 为减少对周边环境的染污 ,降低风险 ,保证矿山开发项目更为安全的实施 ,有必要开展环保浸金研究 。 本文选择“金蝉”浸金药剂对老挝琅勃拉邦省巴乌县帕奔金矿进行了试验研究。

1 矿石性质

1 .1 矿石的多元素分析

矿石多元素分析结果见表 1 。

表 1 中多元素分析结果表明 ,矿石中具有利用价值的元素仅为金 ,含量为7 .5g /t ,含有很少量的

,矿石中的铜 、铅 、锌 、砷等元素含量很低 。 矿石中碳含量为 10 .94 % ,但经进一步分析表明含有的碳主要为无机碳 ,不会对氰化浸出造成影响 。

1 .2 矿石的矿物组分

矿石中的主要矿物组成见表 2 。

表 1 矿石多元素分析结果/%

元素

Au *

Ag *

Cu

Pb

Zn

含量

7 .5

2 .86

0 .005

0 .007

0 .001

元素 S T Fe As C CaO

含量 0 .17 0 .15 0 .007 10 .94 52 .06

元素 M g O SiO2 AL 2 O3

含量 0 .34 5 .47 0 .24

注 :* Au 、A g 的单位为 g /t 。

表 2 矿石主要矿物组成

矿物名称 相对含量/%
矿 0 .05

毒砂 0 .01

中 ,金属矿物主要为以褐铁矿为主的铁氧化物 ,含量为 0 .36 % ,另外含有少量黄铁矿 ,铜矿物 、毒砂 。脉石矿物主要为方解石和白云石等碳酸盐矿物 ,含量达到 89 .12 % ,次为石英 、绢云母 、绿泥石 。

1 .3 金的赋存状态

通过化学物相法对矿石进行了分析 ,考查了矿石中金矿物的赋存状态 ,分析结果见表 3 。

通过表 3 可以看出 ,矿石中金的存在形态比较单一 ,包裹金含量很少 ,含量为 3 .74% 。 其中 ,石英和硅酸盐矿物包裹金相对含量为 1 .34 % ,硫化矿包裹金相对含量为 2 .40 % 。 其他均为裸露与半裸露金 ,品位为 7 .2 / ,占原矿中金含量的 96 .26 % 。

1 .4 金的粒度特征

经镜下观察并结合人工重砂分析 ,矿石中金矿物以中 、细粒嵌布为主 ,粗粒金 、微粒及次显微金的含量较少。 其中 ,0 .037 ~ 0 .074mm 粒级含量达到61 .2 % ;0 .074 ~ 0 .01mm 含量占 24 .84 % ;小于

0. 01mm 粒级的金矿物较少 ,仅占 5 .64% 。 统计结

金属矿物

铜矿物 0 .10

褐铁矿 0 .2

0 .52

果见表 4 。

表 3 原矿金矿物物相分析

非金属矿物

其他氧化铁矿物 0 .16

石英 4 .56

方解石 、白云石等碳酸盐矿物 89 .12

绢云母 、绿泥石等 5 .80

99 .48

金物相 品位/(g /t ) 相对含量/%

石英和硅酸盐包裹金 0 .10 1 .34

黄铁矿包裹金 0 .00 0 .00

褐铁矿包裹金 0 .00 0 .00

合计 100

从矿物组成表 2 中可以看出 ,该矿矿物组成较为简单。 矿石中金属矿物含量很低 ,仅占矿物相对含量的0 .52 % ,非金属矿物含量达到99 .48 % 。其

硫化矿包裹金 0 .18 2 .40

碳酸盐包裹金 0 .00 0 .00

裸露与半裸露金 7 .20 96 .26

合计 7 .48 100 .00

表 4 金矿物粒度测量结果

粒级/mm

粗粒

中粒

细粒

微粒及次显微

合计

 

相对含量/%

0 .295 ~ 0 .074

8 .32

0 .074 ~ 0 .037

61 .20

0 .037 ~ 0 .01

24 .84

< 0 .01

5 .64

 

 

100 .00

综合以上矿石性质研究 ,表明该金矿为含金碳酸盐型金矿石 ,矿物组成相对简单 ,砷等有害杂质含量低 ,矿石中大颗粒金含量低 ,主要为中 、细粒嵌布 ,且包裹金含量很低 ,金颗粒多呈单体解离和裸露状态。

2 试验研究

2 .1 探索试验

针对该金矿矿石性质 ,老挝帕奔金矿矿山建设项目设计采用全泥氰化浸出工艺 ,采用四段浸出 、五段浸吸工艺流程 ,磨矿细度 - 0 .074mm 含量

90 % 以上 ,矿浆浓度 40 % ,石灰耗量 3 .0kg /t ,氰化钠耗量为 800g /t ,浸出时间 38h ,浸出率可以到达 95 % 。

为了对比验证采用“金蝉”进行浸出的效果 ,参照矿山设计工艺参数 ,先进行了两组“金蝉”药剂和氰化钠浸出对比试验。 浸出设备采用 RK/XJT 型浸出搅拌机 ,常温搅拌浸出 ,浸出尾渣烘干后缩分制样 ,分析品位并计算浸出率。 浸出工艺流程见图 1 。

试验条件为 :磨矿细度 - 0 .074mm 含量 90 % ,

矿浆浓度 40 % ,石灰用量 3kg /t ,采用石灰进行碱预

处理 2h ,浸出剂用量均为 800g /t ,浸出时间为 32h 。试验过程中碱处理完成后浸出药剂一次性加入。浸出对比试验结果见表 5 。

图 1 浸出工艺流程图

表 5 浸出对比试验结果

给矿品位/(g /t) 药剂名称 尾渣品位/(g /t) 浸出率/%

 

7 .5

氰化钠

“金蝉”

0 .28

 

0 .26

96 .27

 

96 .53

 

11 .12

氰化钠

“金蝉”

0 .42

 

0 .30

96 .22

 

97 .30

从图 2 中试验结果可以看出 ,当磨矿细度

- 0 .074mm含量为75 % 时 ,金浸出率为 94 .13 % ,随着磨矿细度的提高 ,金浸出率不断升高 ;当磨矿细度提高到 - 0 .074mm 含量为 90% 时 ,金浸出率达到96. 53% ,之后 ,磨矿细度再增大 ,金浸出率不再增加 , 因此 ,磨矿细度选用 - 0 .074mm 含量占 90% 。

2 .2 .2 石灰用量试验

试验条件为 :磨矿细度 - 0 .074mm 含量 90 % ,矿浆浓度 40 % ,“金蝉”用量 800g /t ,浸出时间 32h , 石灰用量对浸出结果的影响见图 3 。

图 2 磨矿细度对浸出结果的影响

从表 5 中对比试验结果可以看出 ,对于该类型金矿石 ,采用“金蝉” 进行浸出时金的浸出效果很好。 当原矿品位为 7 .5g /t 时 ,“金蝉”浸出尾渣品位为 0 .26g /t ,浸出率可以达到 96 .53% ,优于采用氰化钠浸出。 当原矿品位提高到 11 .12g /t 时 ,在浸出剂用量仍然为 800g /t 的条件下 ,采用“金蝉”浸出时尾渣品位为 0 .30g /t ,浸出率可以达到 97 .30 % ,而采用氰化钠进行浸出时尾渣品位增加到 0 .42g /t , 浸出率为 96 .22 % ,两者的浸出率差已经达到1. 08 % 。 可以看出 ,相比于氰化钠浸出 ,采用“ 金蝉”浸出时浸出效果更好 ,且药剂消耗量更低 。 为了优化工艺指标 ,有必要对“金蝉”浸出老挝帕奔金矿石进行条件试验。

2 .2 条件试验

条件试验流程见图 1 。 开展的条件试验主要包括磨矿细度 、石灰用量 、“金蝉” 用量 、矿浆浓度 、浸出时间。 试验过程中原矿品位为 7 .5g /t ,碱预处理时间均为 2h ,采用常温搅拌浸出 。

2 .2 .1 磨矿细度试验

试验条件如下 :矿浆浓度 40% ,石灰用量 3kg/t , “金蝉”用量 800g /t ,浸出时间为 32h ,磨矿细度对浸出结果的影响见图 2 。

图 3 石灰用量对浸出结果的影响

由图 3 试验结果可以看出 ,在不添加石灰进行浸出时 ,浸出效果较差 ,金浸出率仅在 80 % 左右 ,随着石灰用量的增加 ,金浸出率逐渐提高 。 当石灰用量为 3kg /t 时 ,金的浸出率达到 96 .53% ,石灰用量超过 3kg /t 以后 ,金的浸出率呈现出下降的趋势 ,说明过量的石灰不利于金的浸出 ,因此 ,石灰用量选用 3kg /t 。

2 .2 .3 “金蝉”用量试验

试验条件为 :磨矿细度 - 0 .074mm 含量 90 % ,

矿浆浓度 40 % ,石灰用量 3kg /t ,浸出时间为 32h 。

“金蝉”用量对浸出结果的影响见图 4 。

由图 4 可知 ,随着“金蝉”用量从 200g /t 增加到600g /t ,金浸出率逐步提高 。 用量为 200g /t 时 ,金的浸出率为 94 .80 % ;当“金蝉”用量为 600g /t 时 , 金的浸出率为 96 .27 % ;当“金蝉”用量超过 600g /t 以后 ,金浸出率不再有明显提高 ,因此 ,“金禅”用量选用 600g /t 。

2 .2 .4 矿浆浓度试验

试验条件 :磨矿细度 - 0 .074mm 含量 90 % ,石灰用量 3kg /t ,“金蝉”用量 600g /t ,浸出时间 32h 。试验结果见图 5 。

图 4 “金蝉”用量对浸出结果的影响

从图 6 中可以看出 ,在浸出时间从 8h 增加 48h 的过程中 ,金的浸出率先逐渐增高后不在有明显变化。 浸出时间为 16h 时 ,金的浸出率已经可以达到95 .73 % ;浸出时间增加到 24h 时 ,浸出率达到 96 .

40 % ,此后 ,随着浸出时间的延长 ,金的浸出率没有明显增加 ,因此 ,浸出时间选用 24 。

2 .3 验证试验

为了验证得到的工艺条件是否可以获得稳定 的浸出率 ,开展了验证试验 。 验证试验条件为 :磨矿细度 - 0 .074mm 含量 90% ,矿浆浓度 40 % ,石灰用量 3kg /t ,碱预处理时间 2h ,“金蝉”用量 600g /t , 浸出时间 24h ,结果见表 6 。

图 6 浸出时间对浸出结果的影响

表 6 验证试验结果
矿样重量/

给矿品位/

尾渣品位/

浸出率/

kg (g /t ) (g /t ) %

0 .8

7 .50

0 .27

96 .40

1 .6

7 .50

0 .27

96 .40

2 .4

7 .50

0 .27

96 .40

图 5 矿浆浓度对浸出结果的影响

从图 5 试验结果可以看出 ,随着矿浆浓度从25 % 增加到 40 % 时 ,金的浸出率逐渐提高 。 当矿浆浓度为 40 % 时 ,金的浸出率达到最高 ,为 96 .40 % ; 当矿浆浓度提高到 40 % 以后 ,金的浸出率开始下降 ,说明较高的矿浆浓度不利于金的浸出 ,因此 ,选用矿浆浓度为 40% 。

2 .2 .5 浸出时间试验

试验条件 :磨矿细度 - 0 .074mm 含量 90 % ,矿浆浓度 40 % ,石灰用量 3kg /t ,“金蝉”用量 600g /t 。试验结果见图 6 。

验证试验表明 ,在最佳浸出条件下 ,金的浸出率非常稳定 ,可以达到 96 .40% ,尾渣品位为 0 .27g /t 。同时 ,验证试验结果表明 ,相比于采用氰化钠浸出 , 选用“金蝉” 药剂进行浸出时 ,药剂用量可以降低200g /t ,而且浸出时间可以缩短 12h 以上 ,浸出率比矿山设计中采用氰化钠工艺浸出高出 1 .4% 。

2 .4 浸出贵液分析及尾渣浸出毒性分析

试验过程中 ,对采用氰化钠和“金蝉”浸出得到的滤液分别进行了取样送化验分析 ,并对“金蝉”浸出后过滤得到的尾渣进行了浸出毒性分析。 其中 , “金蝉”浸出尾渣浸出毒性分析由北京新奥环标理化分析测试中心完成。 氰化钠和“金蝉’ 浸出得到的贵液主要成分分析结果见表 7 ,“金蝉”浸出尾渣浸出毒性分析结果见表 8 。

表 7 浸出贵液中主要成分分析/(mg/L)

元素含量

氰化物

Au

Ag

Cu

Pb

Zn

As

p H 值

氰化钠

210

2 .72

1 .06

2 .3

0 .03

0 .04

0 .05

11 .5

金 蝉

< 0 .004

2 .88

1 .02

0 .65

0 .02

0 .04

0 .09

12

 

 

 

表 8

 

“金蝉”浸出尾渣浸出毒性分析/(mg/L)

 

 

检测项目

检测结果

氰化物

< 0 .004

 

Cu Pb

0 .26 < 0 .07

Zn

< 0 .02

As

< 0 .0001

国家标准限值

 

100 5

100

表 7 、表 8 中分析结果表明 ,采用氰化钠进行浸出时贵液中氰化物含量达到 210mg /L ,铜的含量为2 .3mg /L ,而采用“金蝉”进行浸出时 ,贵液中氰化物含量在 0 .004mg /L 以下 ,铜的含量为 0 .65mg /L , 贵液中氰化物和铜的含量降低非常明显。 不过采用两种不同的浸出药剂时 ,浸出贵液中铅 、锌 、砷的含量及 p H 值的差别不大。 对“金蝉”浸出的尾渣毒性分析表明氰化物含量在 0 .004mg /L 以下 ,铜 、铅 、锌和砷的浸出毒性值均很低 ,远低于国家标准GB5085 .3-2007 中危险废物浸出毒性限值标准 ,可见 ,采用“金蝉”浸出的尾渣无需进行解毒处理 ,可以直接排放 ,符合国家标准 。

3 经济对比分析

为了客观评价使用氰化钠和“金蝉”的效果 ,以天津华北地质勘查局老挝帕奔金矿建设项目设计参数为依据 ,现主要从矿山前期建设投资 、尾矿解毒成本 、浸出药剂购买成本三个方面进行对比分析。 主要数据取自矿山建设初步设计报告。 其中 , 矿山生产规模 500t/d ,全年工作天数为 300d ,尾矿浆解毒处理站建设投资 415 万元。 药剂价格依据当前市场采购价格。

1)前期建设投资。 采用氰化工艺时需投资 415 万元用于尾矿浆解毒处理站的建设 ,而采用“金蝉” 浸出时不需要建设尾矿浆处理站。

2)尾矿浆解毒成本费用。 依据初步设计 ,采用氰化浸出工艺时必须先采用焦亚硫酸钠-空气氧化法对浸出尾矿浆进行解毒除掉氰化物后再压滤干排。 初步设计中尾渣解毒单位成本为 31 .01 元/t , 则每年解毒成本费为 465 .15 万元 ;而采用“金蝉”浸出时 ,尾矿浆无需进行解毒处理 ,可直接压滤干排 , 符合国家标准。

3)浸出药剂购买成本。 依据初步设计 ,氰化钠用量为 800g /t ,市场购置价格为 1 .8 万元/t ,年氰化钠购买费用为 216 万元 ;“金蝉”药剂用量为 600g/t , 市场购置价格为 2 .4 万元/t ,年成本费则为 288

万元。

对上述三方面的成本进行综合分析 ,采用氰化工艺时 ,尾矿浆解毒成本费用和氰化钠购买成本费用为 681 .15 万元/a ,而采用“金蝉”浸出时此两项费用仅为 288 万元/a ,每年可节约生产成本 393 .15 万元。 此外 ,采用“金蝉”浸出时可减少项目建设前期尾矿浆解毒处理站的建设投资 415 万元。

4 结 论

1)试验研究表明 :采用“金蝉”进行浸出时的最佳工艺条件为 :磨矿细度 - 0 .074mm 含量 90 % ,矿浆浓度 40 % ,石灰用量 3kg /t ,碱预处理时间 2h , “金蝉”用量 600g /t ,浸出时间 24h ,金的浸出率可以达到 96 .40 % 。

2)对于老挝帕奔碳酸盐类型矿石 ,相比于氰化钠浸出工艺 ,采用“金蝉” 浸出时浸出率可以提高1. 4 % ,且药剂消耗量减少 200g /t ,浸出时间缩短

12h 以上 ,浸出效果非常好 。

3)采用“金蝉” 浸出的尾渣浸出毒性分析表明氰化物含量小于 0 .004mg /L ,铜含量 0 .26mg /L ,铅含量小于 0 .07mg /L ,锌含量小于 0 .02mg /L ,砷的含量很低 ,各项指标均远低于 GB5085 .3-2007 中危险废物浸出毒性限值标准 ,浸出尾矿无需解毒处理 ,可以直接外排 。

4)经济对比分析表明 ,天津华北地质勘查局老挝帕奔金矿项目如采用“金蝉” 浸出时每年可节约成本费用 393 .15 万元 ,而且前期项目建设投资可减少 415 万元 ,经济效益显著 。

参考文献

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(下转第 141 页)

 
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表 10 全流程试验结果

品位/% 回收率/%

产品名称

产率/%

Fe

Co

Au *

Fe

Co

Au

铁精矿

69 .98

67 .63

0 .012

0 .26

93 .81

18 .69

21 .15

含金精矿

0 .25

 

10 .22

197 .57

 

56 .54

57 .21

中矿

0 .62

10 .40

0 .41

11 .20

6 .19

5 .55

8 .01

尾矿

29 .15

 

0 .031

0 .40

 

19 .22

13 .63

原矿

100 .00

 

0 .045

0 .86

100 .00

100 .00

100 .00

注 :* g /t 。

 
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图 6 全流程试验流程图

主要有价元素为铁 ,其次是金和钴 ,根据磁铁矿与钴矿物 、金及脉石矿物之间的磁性差异 ,首先采用弱磁选回收矿物量接近 70 % 的磁铁矿 ,实现磁铁矿与其它矿物的分离 ,起到预富集钴和金的作用 ,同时有效避免磁铁矿对选金和钴的影响。

2)对选铁尾矿分别进行浮选和重选试验研究 , 浮选试验结果说明 ,金的浮选效果较好 ,粗选作业回收率约 75 % ,然而钴的作业回收率小于 50 % ,添加铜离子和铅离子浮选指标并无改善 ,浮选不能同时兼顾到金与钴的回收 ;摇床重选试验结果表明钴

和金的作业回收率约 70 % ,可以实现金与钴的同步回收 ,所以 ,确定采用重选流程综合回收金和钴 。

3)采用“磁选-重选”联合流程 ,可获得铁精矿和含金钴精矿两个产品 ,铁钴金的回收率分别为93. 81 % 、56 .51 % 和 57 .21 % ,实现了矿石中有价元素的综合回收。

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(上接第 135 页)

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