福建某金银矿山是以银为主的金银矿山,伴生有铜、铅、锌等多种有色金属,其中银的品位为128.879/t,金品位为0.729/t,银的价值占总价值的70%以上。氰化厂设计采用传统的CCD法,即浮选精矿氰化、锌粉置换法提取金银,其他伴生金属采用浮选法综合回收,在此主要介绍氰化工艺、氰化原料磨矿细度、氰化时间等工艺参数的选择。
一、氰化工艺的选择
目前国内外应用较为普遍的提金方法有炭浆法(CIP和CIL)、锌粉置换法(CCD)等。炭浆法和锌粉置换法浸出过程的机理是完全相同的,不同的是浸出后的目的矿物提取方法不同:炭浆法通过炭吸附的物理方法来提取浸出的金银,锌粉置换法是通过锌粉置换的化学方法来提取浸出的金银;炭浆法的设备能力和生产成本主要取决于浸出和吸咐的金属量(即载金炭量)的大小,而锌粉置换法对于一定的矿量,不论金属量的多少,其贵液量的变化不大。因此,对于含银较高的物料,应采用锌粉置换法,而采用炭浆法来回收价值较低的银显然不合算。
有关小型试验及生产流程查定结果表明,金的浸出速度比银快,银的吸咐速度比金快,但不如金牢固;银的解析速度比金快;银的电积速度比金快,但易脱落。
鉴于以上分析,对于采用重选、浮选富集后,精矿含金、银品位较高,精矿量不大的氰化厂,适宜采用较高的氰化物浓度、大充气量浸出、锌粉置换法提金工艺;对于入浸粒度较细,金、银品位较低的物料,适宜采用全泥氰化炭浆法提金工艺。
二、氰化原料磨矿细度的选择
一般认为,入浸物料粒度越细,金的单体解离度越高,将会有利于金的浸出。但需要指出的是,金银的氰化浸出不同于泡沫浮选。浮选具有选择性捕收目的矿物的特点,因此必须通过磨矿使目的矿物充分单体解离,才能保证目的矿物表面有足够的暴露表面,使捕收剂充分附着。而金、银的浸出率只需有暴露面或裂隙即可被氰化物溶解,不必过于细磨。另外,在磨矿分级过程中,尤其是在采用重力原理的分级设备时,由于金的密度远大于其他金属矿物和脉石,使得处于分级粒度的已解离的金往往进入沉砂返回磨矿,不仅技术上很不合理,经济上也不合算。因此,应科学地控制入浸物料的细度。
针对该矿样的氰化磨矿细度试验研究结果如图1所示。
根据试验研究结果,得出磨矿细度对金的浸出率影响较小,对银的浸出率稍有影响,但影响不大,但随着磨矿细度的增加,氰化钠耗量逐渐加大,在磨矿细度为-0.043mm占60.O%的条件下,氰化钠耗量为13.6kg/t精矿;在磨矿细度为-0.043mm占97.6%的条件下,氰化钠耗量达20kg/t精矿以上。所以综合考虑,选取设计指标为:磨矿细度为-0.043mm占60.0%。
三、氰化时间的选择
目前有一种较为普遍的观点,认为设计的浸出时间应该在试验结果的基础上考虑一定的放大系数。但是,盲目延长浸出时间并不能明显提高金银的浸出率,反而导致有害金属杂质的溶解量和氰化物耗量增加。
针对该矿样的浸出时间试验研究结果如图2所示。
根据试验结果可得,随着浸出时间的延长,金和银的浸出率均有明显的增加,但是,当浸出时间超过40h以后,浸出率增加缓慢。当浸出时间为64h时,氰化钠耗量为1lkg/t精矿;当浸出时间为88h时,氰化钠耗量为21.5kg/t精矿。试验推荐的浸出时间为66h,结合以往的生产实践,我们选取的浸出时间为80h。这个时间比金的一般浸出时间要长,主要由于该矿石中银是主要的回收对象,而银比金较难于浸出。
四、其他工艺参数的选择
(一)浸出设备
在满足浸出时间要求的前提条件下,有两种方案供选择。方案一:选择大型设备,浸出槽数少,便于操作、管理和维护;方案二:选择小型设备,多台设备串联使用,可以分段浸出,避免“矿浆短路”现象。工业试验和生产实践结果证明:串联4槽以上即可避免矿浆短路。该氰化厂最终选择 8.0m×8.5m浸出槽5槽作为浸出设备,浸出槽串联使用,阶段浸出。
(二)矿浆pH值
生产中多采用石灰来调节矿浆的pH值,石灰作为保护碱可防止氰化物水解,并可预先沉淀某些有害杂质。理论上矿浆pH=9为金浸出的最佳值,通常生产上控制矿浆pH值在9~1l的范围内。pH值过高会加快某些金属杂质的溶解,使氰化物的耗量增加,在实际生产中应控制pH值相对稳定,根据实际生产情况确定合适的pH值。
(三)氰化物浓度
通常,在入浸物料金品位较高的情形下,浸出作业试图采取较高的氰化物浓度,以加速金的溶解。但与此同时,其他金属的溶解量也相应加大,这不仅大量消耗氰化物,还消耗了金溶解所必需的氧,导致金的浸出速率下降。在浸出过程中,应采取分段多点添加氰化物,始终维持氰化物浓度在适当的范围内。另外,氰化物的浓度要求也因气候变化而异,一般冬季要求的氰化物浓度较夏季稍高。
适宜的氰化物浓度应通过试验确定,应在保证浸出效果的前提下,尽可能选择较低的氰化物浓度。
(四)充氧量
在氰化浸出过程中,氧作为一种氧化剂与氰化物同等重要,充氧是必需的。对于含泥较高及有害金属杂质含量较高的入浸物料,耗氧量会大大增加,应注意加强供风和机械搅拌强度。
五、结语
(一)对于含金、银量较高的物料,一般采用锌粉置换法;对于含金、银量较低的物料,一般采用全泥氰化炭浆法。
(二)磨矿细度并非越细越好,应根据试验、生产实践和技术经济指标综合考虑,选择经济合理的磨矿细度。
(三)氰化时间的选择也非越长越好,应通过试验并从技术、经济角度综合考虑确定适当的浸出时间。
(四)氰化浸出设备应在满足至少4槽的前提条件下,尽可能选择大型设备,矿浆pH值和氰化物浓度不可过高,应尽可能采用低pH值和低氰化物浓度,并保持各槽的pH值和氰化物浓度始终维持在适当的范围内。
(五)在氰化浸出过程中,02作为氧化剂与CN-同等重要,在浸出过程中进行充氧是非常必要的。
(六)在工艺技术参数的选择中应通过较为充分的试验论证,参照生产实践,综合技术经济指标考虑,以保证氰化浸出过程的技术指标先进合理。