随着黄金矿山开采规模的不断扩大和开采时间的延长, 我国金矿资源日益枯竭, 高品位易选金矿越来越少, 氰化渣作为黄金尾矿其堆积量也随之逐年增加, 而氰化渣中沿含有残留的金、银等有价元素, 造成资源的大量浪费。随着提金技术的不断进步, 将氰化渣作为二次资源, 采用浮选柱法选金精矿, 对其中的残留金进行综合回收利用, 能极大的保护生态环境, 并具有明显的经济效益。
1 氰化尾渣试验样品的采取和多元素化学分析
试验样品取自某冶炼企业的氰化尾渣堆存场, 该冶炼企业生产工艺为生物氧化提金, 细菌氧化预处理后再氰化后的氰渣, 因此从浮选工艺上讲, 该企业尾矿的浮选工艺较为复杂, 所以我们试验过程中以其做为控制指标型的代表矿物进行试验研究。
我们对试验样品做了成分对比分析如下:
注:金、银等为g/t。
试金分析结果:氰化尾渣中含金2.97g/t, 含银5.43g/t。由此可以看出, 氰化尾渣可回收利用的元素有铜、金、银和硫, 金、银将富集到铜精矿中, 铜精矿冶炼后回收;硫富集后可作硫精矿。
氰化尾渣试验样品中金矿以细微粒嵌布为主, 粒度0.037~0.01mm占58.52%, 0.01~0.005mm占17.37%, 在精矿磨至—320目占92%时, 仍有15.91%的自然金被硫化物包裹。原矿含铜0.13%、铅0.25%、锌0.14%、硫1.38%、砷0.33%;矿石性质简单, 可选性好;有害杂质砷在原矿中含量高, 砷主要以毒砂形态存在, 在精矿中富集, 品位1.23%, 影响精矿质量;金矿物嵌布粒度细微, 导致浸出率低。据选矿试验显示, 浮选的最终精矿采用浸出工艺, 浮选回收率93.46%, 浸出率86.32% (作业回收率) , 精矿焙烧后浸出率可达到96%以上 (作业回收率) 。德兴区域金矿开采区属于含砷金矿, 属典型的卡林型金矿, 金呈微细粒浸染嵌布于硫化物中, 含金矿物种类多, 而且含量低, 另含有少量的汞等有害元素。
2 采用的重点解决技术
德兴市的氰化尾渣资源化综合利用项目, 产品原料来自含砷金精矿氰渣, 含砷金矿的原矿中金的嵌布粒度很细, 一般在-200目90%以上, 品位平均在3g/t左右, 绝大多数金都处于砷包裹状态。
德兴市的氰化尾渣资源化综合利用项目原来为采取第一种方法回收含砷金精矿中的金、银后的氰渣。即含砷金精矿运经过加料调浆后再磨, 达到-400目70%至80%, 进入细菌氧化预处理工序, 经过预处理后, 包裹在金表面的砷和硫大部分或绝大部分被氧化成离子状态溶于液体中, 从而从矿粒表面脱落, 使得矿料表面形成蜂窝状, 大部分金、银在蜂窝状内部形成部分裸露, 经过预处理后的氧化渣处理后进入常规氰化 (此时的矿石细度较磨矿后的细度更细) , 氧化渣再经过氰化钠提金, 氰渣中未得到提取的金的嵌布粒度更细, 矿石细度达到-400目80%以上。
本项目为针对以上经过氧化预处理后再经氰化的氰渣进行处理, 通过开发应用微泡浮选技术, 实现将含金微细粒矿物有效富集, 生产出微细粒金精矿 (得到的金精矿达到-500目占80%左右) , 实现对金金属的高效回收。
(1) 除氰技术:研发二次除氰技术。首先, 通过控制酸度、搅拌时间实现硫酸、液体与矿物表面存在的氰根充分接触, 破坏氰根, 实现第一次除氰;其次, 为实现尾矿中液中氰化物浓度不超标, 使用漂白粉局部氧化法除氰、漂白粉完全氧化法破氰技术, 实现氰根的二次去除。
(2) 污水除砷技术:产品原料是利用细菌氧化预处理工艺提取金、银后的氰渣, 氰渣中残留少量的砷酸根 ([As O4]3-) 和亚砷酸根 ([As O3]3-) , 在尾矿排至尾矿库前加入一定量的漂白粉 (主要成分为Ca (Cl O) 2) , 使砷酸根形成稳定的砷酸钙和亚砷酸钙沉淀, 以固态形式存在于尾矿中, 使得尾矿中不再残留砷酸根。
(3) 微泡浮选技术:原料氧化氰化浸渣自身的细度在-400目80%以上, 在浮选之前, 为了暴露矿石的新鲜表面, 氰渣引入再磨工序, 使残存于浸渣中的金达到解离状态, 同时, 由于该原料经过细菌氧化, 氧化度较高, 细度又及高, 使得矿石泥化程度较高。而泥化程度增加, 对浮选工艺来说弊端很多, 是浮选的难题。因此, 本项目创新开发微泡浮选技术解决此技术难题。
(4) 污水零排放系统:传统工艺中, 精矿压滤滤液、浓密机里的溢流水以及尾矿库里的澄清水, 最终都返回生产流程, 不外排。但液体因为是经过浮选的, 有部分浮选药剂残留, 因此必须解决水中残留药剂对浮选的影响, 才能实现生产污水零排放。
(5) 先进的加料系统:原料中, 氰渣水份含量基本在25%~30%之间, 甚至更高, 同时粘性较高。传统加料工艺中是由人工用水冲进搅拌槽内, 实现加料, 使得每小时处理的干矿量不稳定, 进而导致生产浓度也不稳定, 单位时间内所处理的矿量不稳定, 从而使浮选药剂无法定量加入, 给浮选带来了很大的困扰。因此, 开发先进的加料系统是实现浮选工艺的基础。
(6) 液位控制节能系统:传统工艺, 尾矿排至尾矿库时, 尾矿泵选配与企业日处理量相应的渣浆泵, 当工艺日处理量发生变化时, 若尾矿泵24小时运转, 因流量过小, 尾矿泵过多时间处于空转状态, 泵易损坏, 使用寿命有限;而若加以变频器控制转速, 因转速太低, 导致扬程过低, 不能正常排至尾矿库。开发利用尾矿集矿箱中的矿浆液位高低, 通过电气开关控制泵的开启与关闭, 不但节能而且解决了泵过大, 流量过小给泵带来的损坏, 从而实现工艺日处理量动态变化时, 渣浆泵的良好运作。
(7) 矿浆除杂系统:原料尾矿虽是经过压滤的氰渣, 但长时间存在尾矿库和堆存地, 有少量石头和其他杂物。现行工艺中, 最早采用滚筒筛除杂, 但如果氰渣矿性粘性较高, 杂物便不能和矿物实现有效分离, 达到除杂目的。因此, 本项目创新设计在搅拌槽后使用振动筛, 搅拌槽搅拌后的矿浆, 经过振动筛后矿浆从筛面下进入矿集矿槽, 通过泵打入球磨, 而杂物则残留在筛面上, 由于振动, 被排入收集杂物的小车内, 统一运走。从而实现杂物与矿物有效的分离。
(8) 压滤系统:原料浮选精矿细度较细, 一般达到了-500目以上, 如果使用外滤式的抽滤式过滤机, 由于矿性较粘, 处理量受限, 且过滤的精矿水份在35%以上, 还需要人工袋装。不但精矿损失较大, 工人劳动强度较大, 且堆存较为困难;同时精矿浓密机经常由于过滤机处理量偏小, 导致负荷过大, 损坏浓密机的传动系统, 影响生产。项目通过基于矿石性质相关的压滤试验, 最终开发出水榨式的箱式压滤机。此类压滤机投资成本小, 且压滤后的精矿水份较小, 无需袋装, 压滤效果好时, 精矿水份可达20%以下, 不但解决的堆存问题, 降低了工人的劳动强度和生产成本, 而且在外售运输过程中也减少了对环境的污染。因此, 有必要开发一套压滤系统, 实现良好压滤。
闭路浮选试验结果表明, 以上技术工艺可获得产率10.01%, 金品位22.52g/t, 回收率达到75.88%。
3 项目工艺流程
项目选矿工艺流程分为:磨矿流程、浮选流程和脱水过滤流程三大部分。
(1) 碎矿流程
由于原矿主要来源于三和金业选矿产生的氰化渣尾矿及德兴市境内金山金矿现有1#尾矿库尾矿和拟建七十坞金矿 (正在环评阶段) 部分尾矿等一般工业固体废物 (五类重金属含量不大于设计指标) 为原料进行金矿回选, 尾矿粒度小, 故不考虑碎矿。
(2) 磨矿浮选流程
磨矿车间安装有球磨机和螺旋分级机, 一段磨矿, 两段分级。原矿由粉矿仓运入磨矿车间, 通过胶带输送机送至球磨机中进行湿法分级磨矿, 球磨后矿浆自动进入螺旋分级机分离, 沉砂返回磨矿机, 矿浆进入旋流器进行二段分级。合格矿浆进入一级粗选、二级精选和二次扫选, 项目主要采用浮选工艺, 通过添加不同选矿药剂 (2#油酸做起泡剂, 碳酸钠做分散剂, 丁黄药和硫酸铜做浮选剂、丁胺黑药做捕收剂, 水玻璃做抑制剂) , 经粗选、尾扫、精选使金精矿浮选出来。
所加药剂中, 油酸、丁胺黑药、丁黄药、硫酸铜等作为捕收剂和浮选剂, 在循环水中对生产有利, 添加量可逐减;水玻璃和碳酸钠为脉石抑制剂和矿泥分散剂, 同样在循环水中对生产有利, 用量可逐减。
(3) 脱水过滤流程
精选后的金精矿经过滤机脱水入精矿池装袋, 汽车外运销售。精矿脱出的水排入精矿沉淀池, 最后返回选矿循环利用。
4 项目建设中采取的污染防治措施
(1) 清洁生产要求。项目必须采用先进的生产工艺、技术和设备, 提高自动化控制水平。积极推行清洁生产, 使用先进的工艺与设备, 努力提高废水、固体废物的综合利用率, 从源头上减少各种污染物的产生。
(2) 废气污染防治措施。车辆运输、物料装卸等过程中产生的无组织排放粉尘, 应采取加强物料贮运和半年管理、实施厂区路面硬化、定期洒水和加强厂区内外植树绿化等措施, 控制运输和装卸过程产生扬尘。
(3) 废水污染防治措施。项目废水 (包括精矿脱水废水和浮选工序废水) 、车间地面冲选项废水以及生活污水等。车间地面冲洗废水经收集后全部返回选厂浮选工序不外排。选矿废水部分 (精矿脱水废水) 回用至浮选工序, 其余与生活污水一并泵至尾矿库 (选矿废水在泵站中加入次氯酸钙中和调解和絮剂) , 再经自然曝气、氧化、沉降处理, 再通过溢流井汇至尾矿库坝下调节沉淀池, 调节沉淀池废水回用于选厂, 雨季多余废水蓄存于池内, 在旱季返回选厂使用不外排, 实现项目生产废水“零排放”。
(4) 地下水污染防治措施。为防止建设项目废水下渗对地下水造成污染, 对原料尾矿仓库、生产车间地面、尾矿库和废水收集设施等处进行防渗处理;同时加强尾矿暂存场日常环境管理, 认真做好地下水监测, 确保防护设施完好, 控制废水渗漏造成地下水污染。
(5) 固体废物污染防治措施。项目固体废物主要有:生产用尾矿原料、项目产生的尾矿渣和生活垃圾等。产生的尾矿渣部分经压滤处理 (滤液经收集后及时返回尾矿库处理) 后, 送至临时中转库暂存, 定期外售综合利用;其余尾矿泵至尾矿库堆置。生产原料尾矿仓库、尾矿库应按《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》 (GB18599-2001) 的要求进行建造和管理。生产原料尾矿仓库地面进行防渗处理, 设渗滤液收集系统, 及时返回尾矿库处理, 尾矿库底做好防渗处理。
摘要：针对德兴地区氰化尾渣, 以循环经济的思路, 开展了氰化尾渣的资源化利用, 针对氰化尾渣中可资源化矿物金矿的浮选特点, 优化工艺参数, 可得到品位35-40.78g/t金精矿金, 回收率70%, 实现了氰化尾渣的资源化利用, 降低了环境风险, 环境效益和经济效益显著。
关键词：氰化尾渣,资源化利用,环境风险