碎磨工藝對某金礦氰化浸出的影響

郭金溢，謝洪珍，范道焱

(1.低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點實驗室； 2.廈門紫金礦冶技術有限公司)

引 言

隨著金礦資源的開發利用，金礦石品位逐漸下降、解離難度逐漸增大，通常需要對其進行細磨或超細磨。在大多數選礦廠設備投資中，碎磨設備成本占設備總投資的一半以上，能耗則占選礦廠總能耗的60 %～70 %[1]。碎磨成本逐年增加，制約黃金生產企業的發展[2]?！岸嗨樯倌ァ北徽J為是目前黃金生產企業降本擴能、增加經濟效益的最有效途徑。高壓輥磨機就是在這樣的現實背景下，作為一種高效的粉碎設備應運而生，并被不斷認可和推廣。高壓輥磨機在國內外的應用均表明，其產品中細粒級和超細粒級含量較常規顎式破碎機(下稱“常規顎破”)高，并且破碎產品顆粒形成了大量裂紋，大大改善了物料的可磨性[3]，其大量的細粒級及顆粒的微裂紋可大幅降低后續磨礦作業的能量消耗及鋼球和襯板的消耗。因此，高壓輥磨機可在粉碎脆性、硬度和磨蝕性高的礦石(鐵、金、銅等)中推廣應用[4]，是該類金屬礦石細碎及超細碎的理想設備。此外，高壓輥磨后的礦樣可直接進入堆浸工序，進一步減少磨礦成本[5-6]。

綜上所述，對于金品位較低的金礦石，特別是堆浸回收率不高、全泥氰化浸出經濟效益不明顯的礦石，開展高壓輥磨—堆浸試驗研究可為礦山節能降耗、增產增效和提高選冶指標提供一條有效的新途徑，具有重要的現實意義?；诖?，本文對國外某礦山低品位金礦石進行了高壓輥磨和常規顎破產品氰化對比試驗，為低品位金礦資源的高效經濟開發提供參考。

1 礦樣性質和制備流程

1.1 礦樣性質

1.1.1 礦物組成

試驗礦樣由國外某礦山提供，礦樣中金屬礦物相對含量較低，為2.2 %；其中,金屬硫化物占1.2 %，主要有磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂，微量黃銅礦；鐵氧化物和鐵硫酸鹽約占0.9 %，主要為磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和黃鉀鐵礬；非金屬礦物以角閃石類和斜長石為主，其次為石英和黑云母，少量綠泥石、絹云母、鉀長石，微量蒙脫石、碳酸鹽礦物等。

將礦樣加工至-106 μm占80 %開展研究，根據可浸出金顆粒光片-電鏡掃描統計結果，在現有磨礦細度下，礦樣中金礦物連生體中14 %與金屬硫化物連生，主要表現為與毒砂(見圖1-a)、黃鐵礦(見圖1-b)連生，少量與磁黃鐵礦和方鉛礦連生；86 %與非金屬礦物連生，主要與斜長石連生，其次與角閃石連生。據此推斷該樣品中金主要以粒間金形式存在。

圖1 金礦物嵌布特征

1.1.2 化學成分

礦樣化學成分分析結果見表1。

表1 礦樣化學成分分析結果

由表1可知：礦樣中可回收有價金屬元素主要為金，雜質元素含量較少，有機碳含量低，對金的氰化浸出影響不大。

1.1.3 金物相分析

礦樣中金物相分析結果見表2。

表2 金物相分析結果

由表2可知：礦樣中81 %左右的金以裸露金形式存在，理論上這部分金可通過氰化浸出回收。

1.2 礦樣制備流程

對礦樣分別采用高壓輥磨—氰化和常規顎破—氰化工藝處理。礦樣制備流程見圖2。

圖2 礦樣制備流程

2 試驗結果與討論

2.1 粒級篩析對比試驗

對高壓輥磨與常規顎破產品進行了不同粒級篩析試驗，粒度分布情況分別見表3、表4。

表3 4 MPa高壓輥磨篩析試驗結果

表4 常規顎破篩析試驗結果

由表3、表4可知：與常規顎破相比，高壓輥磨細粒部分(特別是-0.074 mm粒級)占比大幅提高，這是因為高壓輥磨中物料除了受到與輥面接觸的直接壓力外，還受到自上而下的物料自重壓力，充滿粉碎腔的物料顆粒同時受到了來自四周相互擠壓的力，當壓力峰值超過顆粒的強度極限時遭到粉碎，而很多沒有粉碎的顆粒內部也因此產生許多微裂紋或宏觀裂紋。因此，高壓輥磨可達到“多破少磨”的效果，可在碎磨回路中減少磨礦處理量，從而降低磨礦成本。

2.2 不同粒級常規顎破產品滾瓶氰化試驗

將礦樣分別常規顎破至1 mm、3 mm、5 mm后進行滾瓶氰化試驗，礦漿濃度40 %，調節礦漿初始pH值為9～11，維持氰化鈉質量分數在0.08 %～0.10 %，氰化時間48 h，考察破碎產品粒度對金浸出率和試劑耗量的影響。試驗結果見表5。

表5 常規顎破產品滾瓶氰化試驗結果

由表5可知：該破碎產品金的浸出受粒度影響顯著，粒度由1 mm增加到5 mm，氰化48 h時，金浸出率由92.40 %降到45.53 %。試驗結果可為堆浸試驗提供數據參考。

2.3 全泥氰化對比試驗

分別對高壓輥磨與常規顎破得到的產品進行細磨—全泥氰化試驗。磨礦細度為-0.074 mm占100 %，礦漿濃度40 %，用石灰調節礦漿pH值至9～11，氰化鈉初始質量分數為0.10 %，氰化時間24 h，分別對渣、液進行分析。全泥氰化試驗結果見表6。

由表6可知：經過高壓輥磨后的產品再細磨氰化金浸出率與常規顎破后再細磨氰化相差不大，表明該礦樣細磨至 -0.074 mm 后大部分金已得到解離，破碎方式對金浸出的影響不大，后續磨礦作業的粒度才是影響金浸出率的關鍵。

表6 高壓輥磨與常規顎破產品氰化試驗結果

2.4 柱浸對比試驗

對高壓輥磨與常規顎破產品進行柱浸對比試驗。將礦樣按常規顎破和高壓輥磨方式破碎至-10 mm后分別直接裝柱和以0.15 mm為分級粒度洗礦裝柱；先用1 g/L的NaOH 滴淋1～2 d，至柱下滴出溶液pH>9后開始滴加氰化鈉溶液，浸出液每天計量送檢；浸出液經活性炭吸附后，補加氰化鈉至0.06 %～0.10 %后，重新返回滴淋；柱浸80 d后，先用4 g/L的NaOH溶液洗滌，至柱下溶液氰化鈉質量分數<10×10-6后改用自來水連續水洗柱子2 d，至柱下溶液 pH值約為7時，將洗水送檢；取出尾渣烘干稱量，并制樣送檢。試驗結果見表7。

表7 高壓輥磨與常規顎破產品柱浸試驗結果

由表7可知：在相同浸出條件下，高壓輥磨產品較常規顎破產品的浸出效果好，常規顎破產品金浸出率在43.86 %～57.11 %，高壓輥磨產品金浸出率在55.63 %～71.19 %，金浸出率可提高11～15百分點。這主要是因為與常規顎破產品相比，高壓輥磨產品細粒級含量較高，且顆粒內部形成了更多的微裂紋，有利于液體自發滲透，增加浸出試劑與被包裹金的接觸，從而提高金浸出率。金浸出率隨著高壓輥磨壓力的增大而增加。

2.5 柱浸尾渣篩析對比試驗

對不分級直接裝柱的柱浸尾渣進行粒度篩析試驗，結果見表8～10。

由表8～10可知：無論是高壓輥磨還是常規顎破，柱浸尾渣中約90 %的金都賦存于+0.83 mm粒級中，-0.15 mm粒級的金品位均在0.06 g/t以下，細粒級礦樣在柱浸過程中浸出完全。隨著高壓輥磨壓力的增大，尾渣金品位逐步降低，+4 mm粒級產率及金品位均有所降低。

表8 常規顎破產品柱浸尾渣篩析結果

表9 2 MPa高壓輥磨產品柱浸尾渣篩析結果

表10 4 MPa高壓輥磨產品柱浸尾渣篩析結果

3 結 論

1)國外某礦山低品位金礦石中金屬礦物相對含量較低，可回收有價金屬元素主要是金，雜質元素含量較少，有機碳含量低，對金的氰化浸出影響不大。

2)與常規顎破相比，該礦樣經高壓輥磨后產品中細粒級比例顯著提高，為其高效節能破碎處理提供了可能。

3)該礦樣金浸出受粒度影響顯著，樣品粒度由1 mm增加到5 mm，氰化48 h時，金浸出率由92.40 %下降到45.53 %。

4)高壓輥磨和常規顎破后的產品細磨—全泥氰化金浸出率相差不大。細磨至-0.074 mm 后大部分金已得到解離，破碎方式對細磨—全泥氰化金浸出的影響不大。

5)礦樣破碎—柱浸，高壓輥磨相對常規顎破金浸出率可提高11～15百分點。在實驗室范圍內，高壓輥磨壓力越大，金浸出率越高。同等粒度條件下，高壓輥磨可使產品顆粒內部形成能夠產生具有塑性應變的微裂紋，有利于液體自發滲透，使浸出試劑得以更多地接觸到被包裹金，從而提高金浸出率。

6)對于金品位較低的金礦石及全泥氰化浸出經濟效益不明顯的礦石，可采用高壓輥磨—堆浸工藝。試驗結果為黃金礦山節能降耗、增產增效、變廢為寶提供了一條有效的途徑。