新型环保浸金剂在长山壕金矿的柱浸试验研究

申永林 徐惠林

摘要：随着环保标准不断提高，黄金矿山企业生产压力日趋增大，采用低毒、无毒新型环保浸金剂替代氰化钠成为必然趋势。通过柱浸试验，考察了多种新型环保浸金剂对长山壕金矿矿石的浸出效果。结果表明：CG505整体优于1号浸金剂和2号浸金剂，其浸出指标最接近氰化钠，且环境友好，可减轻矿山生产经营压力，较适合应用于长山壕金矿。

关键词：CG505;环保浸金剂;柱浸;堆浸;渗透速率

进入21世纪以来，生态文明建设成为世界发展的主流。矿山行业为顺应时代发展，积极推进绿色矿山、环境友好型矿山建设。内蒙古太平矿业有限公司长山壕金矿（下称“长山壕金矿”）从建矿伊始就高度重视环境保护及绿色矿山建设，在大规模堆浸生产过程中，采用了国内首创的埋管滴淋技术，有效减少了含氰工艺水蒸发和飞散;采用贵液池覆盖技术及贵液全封闭循环工艺，实现了生产用水零排放，成为矿山行业生态环境保护的典范[1]。为了进一步提高环保标准，选择一种高效、环保、低毒、经济的新型环保浸金剂替代氰化钠，成为当前的重要工作。目前，国内已研制出多种新型环保浸金剂[2]，并已投放市场。本文选取几种具有代表性的新型环保浸金剂与氰化钠进行对比，通过柱浸试验，选出综合技术指标最优的浸金剂，为生产应用做好技术储备。

1 矿石性质

长山壕金矿矿石属于蚀变岩型贫硫化物金矿石。该矿石中金属矿物相对含量为2.62 %，金属硫化物主要为黄铁矿，少量磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂等，金属氧化物为少量磁铁矿、钛铁矿，金矿物主要为自然金;脉石矿物相对含量为97.38 %，以石英、绢云母为主，其次为长石、绿泥石、方解石等碳酸盐矿物，少量绿帘石、红柱石、石榴子石、石墨等[3]。矿石化学成分分析结果见表1。

经镜下对金矿物嵌布状态统计结果可知：金以粒间金为主，占59.88 %，其中脉石矿物粒间金占40.67 %;包裹金占32.03 %，其中脉石矿物包裹金占28.91 %，硫化物包裹金占3.12 %;裂隙金占8.09 %，主要为脉石矿物裂隙金，偶见少量金矿物与铁的氧化物连晶嵌布。金矿物嵌布状态分析结果见表2。

2 试验部分

2.1 试验器材

浸柱：柱高2.45 m，内径165 mm;B716-398T1（LMI）计量泵;药剂桶：容积25 L树脂桶，用于配制药剂及用作贵液收集容器;PL203-1C电子天平，感量0.01 g，用于称量药剂;TCS-60H电子秤，感量1 g，用于称量矿石;500 mL烧杯、250 mL锥形瓶及玻璃棒若干，用于配制药剂。

2.2 试验药剂

1号浸金剂、2号浸金剂、CG505等3种新型环保浸金剂，均为白色固体粉末;氢氧化钠为工业级，纯度>99 %，用于调整药剂溶液pH;试验用水为自来水。

2.3 试验过程

1）入柱矿石量50.00 kg，粒度-9 mm占80 %以上，模拟生产现场设置滴淋强度11.92 L/（m2·h）。

2）入柱药剂为浸金剂、氢氧化钠，其中氰化钠配制要求w（CN-）≥200×10-6、pH=11左右，其他浸金剂配制质量分数为435×10-6、pH=11左右。入柱溶液和浸出贵液均采用25 L树脂桶盛放，根据设定的滴淋强度及浸出渗透速率，所有浸柱按照每4 d滴淋一桶药剂溶液（23 L）的速度进行滴淋，每滴淋完一桶药剂取一次浸出贵液样品测定金质量浓度，直到贵液金质量浓度趋近于零[4-5]，浸出结束。

3）主要监测数据包括入柱溶液质量、入柱溶液药剂用量、入柱溶液pH、浸出贵液质量、浸出贵液金质量浓度、浸出贵液药剂浓度、浸出贵液pH。

试验装置见图1。

3 结果与讨论

3.1 浸出率

对试验中的数据进行整理、分析，得出试验结果（原矿与尾渣金品位由缩分后样品化验得出），见表3、表4。

由表3可知：各药剂组渣计金浸出率平均分别为1号浸金剂45.98 %、2号浸金剂52.61 %、CG505 52.38 %、氰化钠53.59 %。

由表4可知：各药剂组液计金浸出率平均分别为1号浸金剂45.48 %、2号浸金剂52.62 %、CG505 52.35 %、氰化钠53.66 %。

2种方法统计的金浸出率相对差值在允许范围之内，金浸出率平均为1号浸金剂45.73 %、2号浸金剂52.62 %、CG505 52.36 %、氰化钠53.63 %。

柱浸过程中各药剂组金浸出率随浸出时间的变化情况见图2。

由图2可知：随着浸出时间的延长，金浸出速率放缓，氰化钠、CG505及2号浸金剂的浸出曲线轨迹接近重合，说明新型环保浸金剂（CG505、2号浸金剂）虽然初始反应速率低于氰化钠，但随着浸出时间的延长可以接近甚至达到氰化钠的浸出效果;但1号浸金剂的浸出效果与氰化钠相比，差距较大。

3.2 渗透速率

在上述试验的基础上，进行了药剂渗透速率对比。在浸柱内矿石浸透、柱顶矿层不积水的条件下，用相同体积的上述药剂溶液滴淋，测定所用时间，获得渗透速率。试验结果见表5。

由表5可知，2号浸金剂的渗透速率与氰化钠相差较大，1号浸金剂、CG505的渗透速率接近氰化钠。

3.3 液相CN-质量浓度

各药剂溶液液相CN-质量浓度对比结果见表6。

由表6 可知，浸出末期，新型环保浸金剂浸液CN-质量浓度远低于氰化钠，属于低毒药剂。

3.4 指标分析

从浸出角度分析，1号浸金剂在处理长山壕金矿矿石时，金浸出率不仅低于氰化钠也明显低于其他新型环保浸金剂，因此不适用于长山壕金矿。从渗透性能角度分析，2号浸金剂在滴淋长山壕金矿矿石时的渗透速率与其他新型环保浸金剂相比差距较大，在滴淋过程中常出现浸柱顶部积液现象，在该项指标上无法满足长山壕金矿的需要;2号浸金剂渗透性能与其他药剂差距较大，在相同时间（64 d）内滴淋批次少，造成累计药剂消耗量偏少。从浸出末期浸液CN-质量浓度分析，新型环保浸金剂浸液CN-质量浓度远低于氰化鈉，有利于堆浸后期CN-的氧化破坏。

综上所述，CG505整体优于1号浸金剂和2号浸金剂。虽初期浸出速率略低于氰化钠，但后期随着浸出时间的延长逐步接近氰化钠，这对于长周期的堆浸工艺来说，影响很小。

3.5 成本分析

长山壕金矿为超大型堆浸矿山，每年使用液体氰化钠约43 200 t，按照液体氰化钠年均价格3 590元/t计算，氰化钠采购成本1.550 9亿元;CG505的价格为12 000元/t（使用规模大，运输距离较近），用量12 960 t（与固体氰化钠用量相同），采购成本1.555 2亿元。 在采购成本方面，CG505略高于氰化钠。但是，CG505环保浸金剂在后期无害化处理、环境恢复方面具有明显优势，同时可有效降低政策和法律方面的风险。

4 结 论

1）相比1号浸金剂、2号浸金剂，新型环保浸金剂CG505在处理长山壕金矿矿石时指标较好，其各项试验指标与氰化钠接近，且采购成本增幅不大，可减轻矿山生产经营压力，较适合应用于长山壕金矿。

2）CG505初期浸出速率略低于氰化钠，后期随着浸出时间的延长逐步接近氰化钠，这对于长周期的堆浸工艺来说，影响很小。研究结果对其他堆浸矿山环保浸金剂的试验研究与应用具有借鉴意义。

[参 考 文 献]

[1] 智宏伟，齐守智.不断发展的堆浸技术[J].世界有色金属，2011（11）：20-24.

[2] 宋翔宇，李翠芬，李莹，等.一种新型环保浸金剂的应用试验研究[J].黄金，2014，35（4）：62-66.

[3] 祁玉海，王艳，高歌.内蒙长山壕金矿矿石工艺矿物学研究[J].黄金，2012，33（9）：47-50.

[4] 林泓富.低品位金矿柱浸试验[J].有色金属（冶炼部分），2016（7）：46-49.

[5] 赵思佳，刘宇利，肖超，等.内蒙古某低品位金矿石柱浸试验研究[J].湿法冶金，2014，33（3）：168-171.