树脂矿浆法提金工艺主要包括氰化矿浆中金的吸附、载金饱和树脂上金的解吸回收和树脂再生等三项关键作业。
从氰化矿浆中提取金的离子交换吸附技术和炭浆法一样也有两种方式:一是矿浆于搅拌浸出槽中氰化后,再送往吸附槽加离子交换树脂吸附提金、银;二是树脂与矿浆一起加入搅拌浸出槽,矿浆的氰化和树脂的吸附部分或全部同时进行(即类似于炭浆法的CIP工艺)。但后者的应用尚存在许多具体困难。
1.树脂吸附工艺典型流程
树脂吸附金的作业大多在氰化后的矿浆中进行。图1为典型的金矿石氰化浸出吸附流程,或者吸附浸出流程。它与炭浆法基本类似。
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经细磨的矿粉以含固体40%~50%的矿浆进入吸附浸出,矿浆先送入筛析工序以除去木屑。因为木屑在氰化、吸附过程中,特别是在树脂再生过程中对贵金属的技术经济指标有很坏的影响。在矿石细磨和分级后,在浓密前进行筛分除木屑比较合适,因为这时矿浆浓度低,筛析不会发生困难。与炭浸法(CIL)一样,也采用前2~3个槽作预氰化。如果氰化在磨矿时就开始,那么可不设预氰化槽,而仅设吸附浸出槽。在吸附浸出系统中,矿浆和树脂也是逆流运动。从最末吸附浸出槽排出的尾矿需经过检查筛分,回收细粒载金树脂,以免造成永久性的金损失。从第一个吸附浸出槽产出的载金树脂在筛上与矿浆分离,同时用水洗涤。过筛后,树脂给跳汰机,将粒度>0.4mm的粗矿砂与树脂分开,因少量的粗矿砂在下一步再生树脂时将造成设备操作困难,并恶化再生技术指标。
在帕丘卡吸附槽(见图2)中加阴离子交换树脂进行逆流吸附,产出饱和金、银的树脂和尾矿浆。尾矿浆送净化前需进行控制筛析,以捕收漏失的树脂,返回吸附过程尾部某个吸附槽。载金树脂在筛上与矿浆分离后,加水洗涤,送跳汰机分离出大于0.4mm的矿砂,再经摇床选出精矿返回再磨矿。跳汰机产出的树脂送再生工段解吸提金。槽子容积达500m3。
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由于矿浆中的浮选药剂、汞及精矿矿浆含金量高,树脂从浮选精矿的氰化矿浆中吸附金的作业与矿石氰化矿浆的作业有所不同。对于金品位为3~5g/t的矿石,树脂载金5~20kg/t;为原矿的2000~4000倍。因此,送去再生的树脂数量很少。
吸附浸出过程氰化物的质量分数为0.01%~0.02%,这比传统的氰化法(浓度0.03%~0.05%)低得多,因为随着CN-浓度增加,它对树脂吸附也增强,因而提高氰化物浓度会降低树脂对金的吸附容量;此外,随CN-浓度增加,转入溶液的杂质种类和数量增加,这同样会降低树脂的载金容量。
分离矿砂后的纯净饱和载金树脂送交再生工段,以回收金、银及其他有价金属,恢复树脂的吸附性能。
2.All-2型树脂吸附工艺
在前苏联,曾采用All-2型混合碱阴离子交换树脂对含金矿石的氰化矿浆进行半工业吸附试验,试验流程及工艺条件示于图3。
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试验用矿石为含金3~6g/t的石英低硫化物矿,金在矿石中主要呈微粒与锑和砷矿物共生,并含有大量原生矿泥。氰化矿浆98%~99% -0.074mm,液固比(1.8~2):1,含质量分数为0.03% NaCN、0.015% CaO,已溶金1.02~1.78g/m3,未溶金1.09~1.63g/t。试验采用8段连续逆流吸附处理了640m3矿浆。
All-2树脂加入用空气搅拌的帕丘卡浸出槽的氰化矿浆中,添加量为矿浆体积的0.2%~0.4%,经4.5~7h吸附,尾矿中含已溶金的体积质量浓度为微量至0.093g/m3,未溶金0.6~1.0g/t,经净化处理后废弃。吸附过程中,可使矿浆中的未溶金再溶解30.7%~47%,从而使金的回收率约提高10%~11%,即金的总回收率由64%~70.3%提高到80.8%~82.6%。表6.3.6列出了All-2树脂从氰化液中吸附金属的实际指标。
曾试验过用水力旋流器、水力分离器、浮选机、脉冲柱筛分机、跳汰机——筛分机、筛分机——摇床以及电磁选矿机等来分离矿浆中的载金树脂,都未能获得100%的树脂回收率。过程中,因机械磨损所造成的树脂消耗小于2g/t矿石。
分离出来的载金树脂,于柱中先用5体积水洗涤,除去矿泥和碎屑,再用5%H2SO4 (8~10树脂体积)溶液在30℃温度下,以1~1.51m/h流速酸洗除锌、镍和CN-,然后在含5% SC(NH2)2 、2.5 H2SO4液中(1.5~2.9树脂体积),于温度30℃、面积电流2.5A/dm2、槽电压2V条件下,经6~8h电洗脱,可使树脂上95%以上的金、银解吸。表1列出了树脂再生前后的金属含量及解吸率。
表1 AП-2树脂吸附前后溶液中的金属含量及吸附率[254] | |||||||
金属元素 | Au | Ag | Cu | Zn | Fe | Co | Ni |
树脂吸附前/(mg·L-1) | 1.16 | 1.6 | 9.32 | 6.59 | 4.11 | 1.39 | 2.46 |
树脂吸附后/(mg·L-1) | 0.06 | 0.15 | 0.8 | 0.3 | 1.1 | 0.1 | 0.08 |
吸附率/% | 94.8 | 90.6 | 91.4 | 95.5 | 75.6 | 92.8 | 96.8 |
3.704、717型树脂吸附工艺
717型树脂是我国生产的苯乙烯型强碱性氯型阴离子交换树脂,曾试用于从含金硫精矿的氰化矿浆中吸附金。试验用精矿的金粒度一般为5~45μm,与黄铁矿关系密切。由于金粒微细,矿浆被磨细至100% -0.038mm(-400目)。氰化浸出后矿浆固液难以分离,故用图4所示的流程向搅拌氰化的矿浆(液固比为4:1)中按20kg/t的量加入717型树脂,逆流吸附6h,每克树脂含金1.30mg,吸附回收率98.52%。载金树脂在0.2mol/LNaOH与2mol/L NaCNS的解吸液中,使用铅板阴板和石墨阳极,在槽电压2.6~3.2V、面积电流171A/m2条件下电解解吸20h,解吸后树脂含金0.008mg/g,解吸率为99.40%。精矿含金31.33g/t,过程中金的总回收率93.25%。