氰化矿浆的洗涤

氰化浸出的矿浆，许多老工厂仍然使用洗涤法分离尾矿和产出含金溶液。从矿浆中分离含金溶液和尾矿的洗涤方法有倾析洗涤法、过滤洗涤法和流态化洗涤法。通常使用的分离流程包括：氰化矿浆的浓缩、过滤，再用脱金贫液或水在过滤机上洗涤滤渣后将尾矿废弃。

一、氰化矿浆的倾析洗涤法

倾析洗涤法广泛使用于北美，它可以分为间歇倾析洗涤法和连续倾析洗涤法。

（一）间歇倾析洗涤法。间歇倾析洗涤法通常与间歇搅拌氰化配合使用。它的作业方法之一是氰化矿浆于澄清槽中澄清后，用带有浮子的虹吸管抽出上层含金澄清液送置换回收金，余下的浓浆抽回搅拌浸出槽加NaCN稀溶液再次进行浸出。方法之二是将氰化矿浆给入浓缩机中浓缩，溢流产出的含金溶液送置换金，浓缩机中的浓浆抽至搅拌浸出槽加NaCN稀溶液再次进行浸出。然后将二次浸出的矿浆送澄清槽或浓缩机再处理。如此反复几次，直至洗液中含金达微量为止。第二次浸出作业产出的含金溶液，通常含金较少，可用作下批原料的一次浸出用，第三次浸出液用作下批原料的二次浸出用。这些溶液经不断使用，直至含金达规定浓度后送沉淀金。

间歇倾析洗涤法由于作业过程时间长，所用溶液数量多，设备占地面积大等缺点，在工业上应用很少。

（二）连续倾析洗涤法。连续倾析洗涤法是国内外广泛使用的方法之一。它是以矿浆和洗液呈逆向运动的原理进行的，在国外多称连续逆流倾析洗涤法（图1）。此法是将矿浆和洗（贫）液从相对的方向供入浓缩机中并对流进入下一级浓缩机，以实现矿浆的洗涤和固液分离。故浓缩机是连续逆流倾析作业的主要设备。为此，国外已使用的最大浓缩机直径达150～180m。使用的浓缩机有单层的和多层的。我国日处理100t矿石的某选金厂三级单层浓缩机连续逆流倾析洗涤流程及溶液平衡示于图2。

图1  连续逆流倾析洗涤典型流程图

图2  某厂三级连续逆流倾析洗涤流程及溶液平衡

由于单层浓缩机存在占地面积大，且矿浆须多次用泵扬送等缺点，故许多选矿厂都将2～5台浓缩机组装成多层浓缩机使用。我国许多选金厂常用的是2～3层浓缩机（图3）。某氰化厂三层浓缩机连续洗涤流程如图4。该厂用于氰化的矿石为88%～0.037mm，给矿浓度为27.8%，排矿浓度为37.72%，金的洗涤回收率为98.86%。

图3  三层浓缩机连续洗涤原理

1－中心轴；2－耙架；3－进料口；4－排料口；5－洗液管；6－溢流管；

7－洗液管；8－溢流管；9－洗液管；10－溢流槽；11－洗液箱

图4  某氰化厂三层浓缩机连续洗涤流程

70年代后期，在南非爱朗德斯兰德（Elandsrand）金矿和美国内华达州银王司和豪斯敦国际矿业公司等处安装了一种新型高效浓缩机。爱朗德斯兰德金矿使用它浓缩从旋流器溢流的矿浆，而银王和豪斯敦公司则用于矿浆的逆流倾析洗涤。由于此种浓缩机按沉降面积计算的效率比普通浓缩机高十倍以上甚至二三十倍，具有面积小、投资省、效率高、能耗低，易于实现自动控制等优越性，80年代以来应用范围不断扩大，它已广泛用于精矿、尾矿浆的洗涤和泥浆的浓缩等，并有逐步取代常规浓缩机之势。

高效浓缩机现已有多种型号，规格约相当于公制直径6、9和12m。图5为不同结构高效浓缩机的一种。

图5  高效浓缩机剖视图

1－给矿管；2－絮凝剂加入管；3－混合竖筒；4－水轮；

5－溢流槽；6－矿泥与上清液界面；7－扩散板；

8－耗臂；9－刮板；10－排料管；11－观察孔

高效浓缩机的特点，是矿浆先经脱气槽除气后供入混合竖筒，在这里与絮凝剂混合均匀，再从竖筒下端的扩散板沿水平方向往四面扩散供入矿泥层中。它可防止矿浆中空气形成气泡搅动矿泥层，供入的矿浆也不会冲击矿泥层破坏沉淀。此时，已絮凝成团的矿泥向下沉淀，并由耙臂耙入排料口排出；未絮凝的细粒矿泥和液体，通过矿泥层上部松散层时矿泥被“过滤”并凝集，液体则上升为上清液。因而作业过程中上清液与矿泥层界面清楚，溢流含固体物质不超过200mg∕L。

浓缩机产品含水量高，金和氰化物残存量大，洗涤回收率多数只达90%～95%，造成金和氰化物随矿浆流失。若尾矿含硫或铜、铅等较高可作精矿出售时，会在运输途中大量滤出尾液和尾矿，带来环境污染和经济损失。为此，我国遂昌、焦家和归来庄等金矿山已采用箱式压滤机压滤浓缩机排料，金的洗涤率达99%或以上。三山岛矿直接用压滤机洗涤浸出尾矿，在洗水比为每吨干矿0.7m³时，洗涤率达97.42%。滤饼含水下降至10%～17%，适于干式堆放或外运。

二、氰化矿浆的过滤洗涤法

此法多使用于南非。氰化矿浆的过滤洗涤可以使用许多种过滤机。通常多使用能进行连续作业的真空过滤机，而较少使用压滤机。

在连续真空过滤机中，最常使用回转式圆筒型或法因斯（Feinc）型真空过滤机，因这两类过滤机能有效地从浓矿浆（含40%～60%固体）中或有时从含少量固体的氰化液中分离微细颗粒，且便于洗涤固体物料。圆盘型真空过滤机具有投资少、占地面积小等优点，但矿浆易在其上生成结块而影响洗涤效果，滤饼亦不易排泄，故使用较少。

值得介绍的另一种连续真空过滤机是带式过滤机。带式过滤机在造纸、制糖工业部门中至少已应用了35年，近20年来已成功地用于氰化矿浆的过滤。现今，南非一些氰化厂已采用60m²和120m²的带式过滤机，它由普通钢或不锈钢框架、驱动轮、尾轮和具有横排卸槽与槽中心有排泄孔的增强橡胶运输带组成（图6）。运输带装在驱动轮和尾轮之间，用空气垫支撑，由变速电动机驱动。带的下方设有真空箱、真空密封防磨带和挠性滤滤排出软管。运输带为槽形带或在两侧边上粘贴溢出。当皮带通过尾轮时，橡胶档缘展平，滤布与运输带接触由真空吸紧固定。矿浆经矿浆分配器供入贴紧于运输带的滤布上，由真空吸滤使溶液沿运输带上的横排泄槽经排泄孔进入真空箱，然后排入贮槽。分离堰将带式过滤机分成三个区，即（真空）吸滤区、洗涤区和吸干区。滤布带（逆向）经干燥区和驱动轮后与运输带分离，滤饼由排料辊卸下后，滤布带经过喷射洗涤器、绷紧轮和自动调距器系统，再次于尾轮处与运输带结合而实现连续自动化作业。为了及时掌握滤布的状况，南非研制成一种浊度计，用此种浊度计测定滤出液的浊度，这样操作者随时都可知道滤布的工作情况。

图6  带式过滤机结构示意图

1－矿浆筒及矿浆分配器；2－洗水分配器；

3－驱动轮；4－无极皮带；5－无极滤布；6－尾轮

带式过滤机可进行多段过滤和洗涤，而不需再浆化，处理能力比圆筒真空过滤机高1～3倍。滤出的贵液可返回用于洗涤而获得富贵液，也可不返回洗涤。滤渣可成干滤饼排泄，也可排泄湿尾矿。尽管带式过滤机基建投资大，维修费用高，操作需细心，且偶有损失大量贵液等缺点，但它的能耗低，效率高，滤布更换容易，因而可望在黄金生产中大量采用。

在国外使用的压滤机中，性能最好的要算美国装在水平轴上的圆形过滤盘式液压机和南非的轴流式（烛形）压滤机。由于它们都实现了自动化，因而取代了板框压滤机。

在国外，某些老厂仍旧在使用过时的穆尔（Moore）型或巴特斯（Butters）型间歇框式过滤机。

真空过滤机的过滤，是将浸出的矿浆给入过滤机中，在真空泵的吸力下，含金溶液穿过滤布，而固体物料被紧密地沉淀于滤布上而成滤饼。在氰化矿浆的真空过滤中，由于过滤机的吸力会破坏滤饼中的絮凝团，而常常使未被溶解的金继续发生溶解（特别是泥质矿浆）。因而，对滤饼的洗涤至为重要。根据生产实践经验，用稀NaCN液洗涤滤饼时，使用与滤饼含液量相等的洗液进行洗涤，可以从滤饼中洗出80%～85%的含金溶液；若改用滤饼含液量两倍的洗液洗涤，则可从滤饼中洗出98%的含金溶液。在通常情况下，滤饼应经多次洗涤，第一次加稀NaCN液（或贫液）将滤饼调成50%浓度的矿浆经洗涤过滤后，再用水进行洗涤后弃去尾矿。

由于氰化时矿浆的浓度通常较低（约30%），为了提高过滤机的处理能力和过滤效率，所以常常在过滤机前增设一级浓缩机，并向浓缩机中加入一定数量的聚丙烯酰胶絮凝剂，使过滤机的给矿浓度达55%以上。图7是我国某氰化厂氰化矿浆的浓缩和两段过滤洗涤流程。该厂使用此流程金的总洗涤回收率为98.27%。

图7  某厂氰化矿浆的两段过滤冼涤流程

间歇式过滤机常用于处理过滤困难的泥质氰化矿浆，因它可对滤饼进行长时间的洗涤。但由于它的生产能力低，配用设备多，厂房占地面积大而较少使用。

三、洗涤柱洗涤法

洗涤柱现已用于有色金属的湿法冶金中，我国某氰化厂虽曾用于氰化矿浆的洗涤试验。取得了良好的洗涤效果，但在氰化提金厂的生产中尚无应用的实例。

洗涤柱为一细长的圆形空心柱，其中装有矿浆分配器和洗涤液分配器（图8）。矿浆从柱的顶部供入，洗液从洗涤段和压缩段的界面供入。在矿浆与水的逆流运动中，固体物料沉降于柱的底部并从排料管排出；含金溶液则从柱顶的溢流堰排出，以实现固液分离。

图8  洗涤柱的原理和结构