低毒环保浸出提金技术研究与应用

柳耀鹏,卢 亮,张 宝

(1.西和县中宝矿业有限公司， 甘肃 陇南市 742100；2.长沙矿山研究院有限责任公司 国家金属采矿工程技术研究中心， 湖南 长沙 410012)

氰化提金技术经百余年的不断发展，已日臻完善，成为一种主要的浸金方式。因工艺简单、高回收率、低成本等技术经济优势，目前广泛应用在黄金行业中。以该技术提炼的黄金占比达到了70%。该技术的缺点是氰化物有剧毒，要求运输、贮存和使用过程严格执行有关安全规定；同时，该提金技术产生的浸渣、尾液等严重污染环境。

山东黄金集团一直以来都将安全环保工作放在重要位置。旗下中宝矿业四儿沟金矿是一家具备采、选、冶综合能力的股份制矿山企业。为地下开采矿山，目前共有4个生产水平。矿石属于蚀变岩型氧化金矿石，其有害元素Cu、As较低，适宜采用氰化提金技术。通过全泥氰化浸出试验，浸渣水分大。另外，还需要采用碱氯除氰技术将尾矿和尾液中的氰根浓度控制在0.5 mg/L以下，如此带来极大的安全管理费用。因此，急需寻找一种环保、高效、经济的提金方法。

1 低毒环保药剂替代氰化提金实验

1.1 矿石及金物相分析

根据四儿沟金矿矿石性质，结合金物相分析(如表1所示)。可以看出，金主要以裸露-半裸露金为主，占83.73%，而其它形式的包裹金含量相对较低。

1.2 低毒环保药剂——“金蝉”

“金蝉”药剂由三聚氰酸钠、碱性硫脲及稳定剂等混合物组成，是一种低毒性析金药剂。其主要有效成分为碳化三聚氰酸钠(化学分子式：C3Na3O3N3，)其分子聚合结构为：

从中可见碳化三聚氰酸钠其中的类氰基(CN-)由于以强链接键合在一起，在通常条件下处于稳定的络合化合物状态，而不是游离状氰基(CN-)。这就是“金蝉”药剂虽然可以测出含有少量氰(CN-)但是同时对于人及其他生物呈现无毒或低毒状态的主要原因。金蝉黄金选矿剂主要的析金反应为：

C3N3Na3O3+Au+H2O→ Au(CN)2+NaOH

表1 原矿金物相分析结果

1.3 低毒环保替代氰化对比实验

为了验证获得低毒环保浸出提金技术，开展了氰化钠替代对比试验。取5个矿样在鸿远矿业进行实验室条件下的选矿试验，试验情况如下：

矿样概况：矿样分别呈块状、松散和泥质物。经干燥、破碎和研磨后，分别呈铁红色、土黄色、褐色。用泡塑富集-氢醌容量法对矿样进行含金量测定，结果为：1#堆渣：0.73 g/t；4#PD5：2.98 g/t；5#PD11:1.88 g/t；3#PD2：2.23 g/t；2#原矿：3.22 g/t。

最后，混匀制作综合样(1∶1比例混合)，综合样品位为2.21 g/t。试验样品为综合样，品位2.21 g/t，样品用量400 g。

从试验的结果(表2)来看，“金蝉”浸出提金效果很好，与氰化提金技术差距不大，值得进一步验证、推广。

表2 氰化钠替代试验结果

注：原矿品位：2.21 g/t，细度-200目96.0%，矿浆浓度35%，pH值10-11；药剂用量0.9 kg/t，炭密度10 g/L，常温空气搅拌

2 低毒环保浸出提金试验

根据实验室低毒环保药剂“金蝉”替代氰化钠实验结果，对“金蝉”浸出进行了条件试验，以获得该提金技术的最佳浸出条件。

试验矿样取自破碎供矿矿堆。浸出设备采用实验室XJT型1 L浸出槽。试验过程中加碱预浸后浸出药剂一次性加入，原矿品位2.6 g/t，加碱预浸4 h，活性炭密度10 g/L，采用常温搅拌浸出。

2.1 磨矿细度对提金的影响

试验条件如下：矿浆浓度40%，石灰用量1.2 kg/t，“金蝉”用量1.0 kg/t，浸出时间为24 h(含预浸4 h，下同)，试验结果见图1。

图1 磨矿细度对金浸出结果的影响

从图1可以看出，当磨矿细度-0.074 mm含量为75%时，金浸出率为87.56%，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-0.074 mm含量为90%时，金浸出率达到91.28%，之后，磨矿细度再提高，金浸出率不再升高，因此，磨矿细度选用-0.074 mm含量90%为宜。

2.2 石灰用量对提金的影响

实验条件为：磨矿细度-0.074 mm含量90%，矿浆浓度40%，“金蝉”用量1.0 kg/t，浸出时间24 h，试验结果见图2。

图2 石灰用量对金浸出结果的影响

由图2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73.8%。当石灰用量为1.2 kg/t时，金的浸出率达到了91.31%。之后金的浸出效果逐渐下降。故而，石灰量宜控制在1.2 kg/t。

2.3 “金蝉”用量对提金的影响

试验条件为：磨矿细度-0.074 mm含量90%，矿浆浓度40%，石灰用量1.2 kg/t，浸出时间24 h，试验结果见图3。

图3 “金蝉”用量对金浸出结果的影响

由图3可知，当“金蝉”量逐渐增加时，金的浸出效果逐渐提高；在达到1.0 kg/t以后，金的浸出效果没有随着“金蝉”量增加而改善，因此“金蝉”用量选用1.0 kg/t为宜。

2.4 矿浆浓度对提金的影响

试验条件为：磨矿细度-0.074 mm含量90%，石灰用量1.2 kg/t，“金蝉”用量1.0 kg/t，浸出时间24 h，试验结果见图4。

图4 矿浆浓度对金浸出结果的影响

由图4可知，当矿浆浓度逐渐增加到40%时，金的浸出率也逐渐提高。之后金的浸出率反而逐渐下降，因此矿浆浓度选用40%为宜。

2.5 浸出时间对提金的影响

为了了解浸出时间对提金的影响，要求-0.074 mm含量90%的磨矿细度，40%的矿浆浓度，1.2 kg/t的石灰量，“金蝉”用量1.0 kg/t，试验结果见图5。

图5 浸出时间对金浸出结果的影响

由图5可以看出，浸出时间从8 h增加到48 h的过程中，金浸出率先逐步升高后不再有明显变化。浸出时间为24 h时，金的浸出率为91.36%。但是，进一步延长浸出时间，金的浸出率并没有显著增加。所以，金的浸出时间应控制在24 h。

2.6 验证试验

为了验证得到的工艺条件是否可以获得稳定良好的浸出指标，最后进行了验证试验，试验条件为：磨矿细度-0.074 mm含量90%，矿浆浓度40%，石灰用量1.2 kg/t，“金蝉”用量1.0 kg/t，浸出时间24 h，试验结果见表3。

表3 “金蝉”药剂验证试验结果

从试验结果来看，在最佳浸出条件下，金浸出率比较稳定，浸出回收率达到90%以上，尾渣品位也比较理想。

3 低毒环保浸出提金优化改进

3.1 低毒环保浸出提金对比优化

根据氰化钠替代实验，又选择了低毒环保浸出药剂“喜金”、“绿金”，并与“金蝉”进行对比优化研究。

(1) “金蝉”与“绿金”药剂对比。试验所用矿样来自7#平硐矿堆，磨矿细度-0.074 mm含量90%，矿浆浓度40%，药剂用量1.0 kg/t，石灰用量1.2 kg/t，pH值11～12，常温搅拌浸出，浸出时间24 h，浸出尾渣洗涤烘干后缩分制样，对比试验结果见表4。实验结果表明，处理本单位矿石使用“金蝉”药剂的浸出回收率明显高于“绿金”药剂。

表4 “金蝉”与“绿金”浸出对比试验结果

(2) “金蝉”与“喜金”药剂对比。试验所用矿样与浸出设备与“金蝉浸出条件试验”相同，原矿品位2.6 g/t，磨矿细度-0.074 mm含量90%，矿浆浓度40%，石灰用量1.2 kg/t，pH值11～12，常温搅拌浸出，浸出时间24 h，浸出尾渣洗涤烘干后缩分制样。药剂的有效成分结果见表5，浸出对比试验结果见表6。

表5 药剂有效成分测试

表6 “金蝉”药剂和“喜金”药剂浸出效率比较

试验结果表明，由于“喜金”药剂所含有效成分高于“金蝉”药剂，因此在用量相同或较少的情况下，金浸出率“喜金”高于“金蝉”。在实际生产中使用“喜金”可以降低药剂单耗。

3.2 低毒环保浸出提金工艺技改

采用氰化钠浸出提金时，要想保证浸出指标稳定，取得更好的浸渣品位和浸出回收率，普遍采用“富氧”浸出技术。但是在富氧条件下，“金蝉”和“喜金”等浸出剂的浸出效果劣于氰化钠的浸出效果，原因是“金蝉”中的主要有效成分硫脲被高浓度的氧气

氧化分解，从而降低了其溶金能力。因此，低毒环保浸出药剂“喜金”不需要采用“富氧”浸出。

四儿沟选矿厂已建设安装的空压机、制氧机等氰化提金系列设备，在低毒环保浸出提金技术改造时拆除。

3.3 技改后低毒环保浸出提金效益

(1) 技改后浸出提金指标。实际生产中，“喜金”药剂的浸出回收率稳定在91%以上，浸渣品位控制在较好水平，并且药剂单耗降至0.8 kg/t。

(2) 技改后尾矿库氰渣毒性。通过对尾矿库废渣氰化物含量的实验，发现采用“喜金”浸出提金的废渣中所含氰化物的量为0.16 mg/kg。远低于排放所要求的标准。同时，尾矿库的排水实验也同样满足环保排放要求。

(3) 技改后经济效益。使用环保型药剂作为浸出剂，按每年生产10个月计算，年可节约药剂、动力、材料、人工等各项成本费用总计298万元。并一次性节省污水处理车间建设费用200万元，经济效益十分显著。

4 结 论

(1) 为寻找一种环保、高效、经济的提金方法，四儿沟选冶厂开展了低毒环保浸出提金技术试验研究。通过反复考查对比，先后选择“金蝉”和“喜金”两种新型环保浸出药剂，并在小型试验和工业生产中都获得较好的试验效果，目前已经在实际生产中投入使用，使用后工艺指标稳定，浸出回收率高达91%以上。

(2) 使用环保型药剂作为浸出剂，年可节约各项成本费用总计298万元。并一次性节省污水处理车间建设费用200万元，经济效益十分显著。

(3) 低毒环保型浸出药剂在四儿沟选冶厂的成功生产实践，证明环保药剂基本可以替代剧毒氰化钠，具有环保无毒、溶金能力强、稳定性好、使用单耗低、药剂成本低、储存运输方便等优点。应用环保药剂能消除氰化钠对环境的污染和危害，利国利民，经济社会环保效益突出，具有很大的推广应用前景。

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