强化氰化_在线浸出反应器在现场处理重选金精矿中的应用

1、 30国外金属矿选矿2003. 10强化化: 在线浸出反应器在现场处理重选金精矿中的应用 R#L#龙里 等摘 要 澳大利亚 Gekko 公司提出用自己发明的鼓式强化浸出系统代替常规的搅拌桶强化浸出系统。提出了该选矿机在几个矿山现场获得好的金浸出数据。间断在线浸出反应器保留了转鼓工艺方面优点, 而且, 浸出液可很好地澄清, 机组简单, 部件个数少。 关键词 重选 化 电解 浸出 反应动力学 金矿 离开 化作业时不能溶解, 从而降低金的回收率。 概 述重选与常规的炭浆法或炭浸法相结合的回收金 工艺已经复苏。重选金精矿金品位通常高达 20 kg/ t, 它对选矿厂给矿的产率较低, 为 0103% 。

2、虽然可以用浮选富集金, 但是带有内衬的旋转碗形离心选矿机( BCC) 、法尔肯选矿机和尼尔森选矿机也可获得重选金精矿。采用BCC 选矿机的新工艺给老工艺注入了新的活力。 用混 法( 由于环境和安全问题, 这个方法现在很少应用) 、第二段重选法( 通常用摇床) 和其它相应方法来处理这种高品位的重选精矿。重选精矿摇床 选别的回收率是很低的, 只在 30% 60% 之间, 这比矿山中摇床选别原矿要低得多。西澳大利亚矿山 摇床选矿指标实例如图 1 所示。 图2 摇床时的旋流器溢流品位强化 化是一个能从重选金精矿中获得高回收 率的工艺, 这是由在 化槽中高速搅拌器和在大桶中浸出取得的。这两种方法都有各自

3、的问题。在带 搅拌器的系统中, 部件磨损过快和能耗高。在大桶浸出时溶液有死区和细粒金会损失, 所以会降低金的回收率。 1997 年杰科( Gekko) 公司引入了在线浸出反应器。这是第一台连续处理由间断式和连续式重选设 备( 如跳汰机) 产生的重选精矿的浸出设备。在线浸出反应器的重大突破是将该工艺引入到非洲市场, 在那里保安是一个紧迫问题。阿桑蒂( Ashanti) 金矿田公司在它们所有的矿山引入了这种技术( 现在安装了 6 台在线浸出反应器) 。 随后研制出间断式在线浸出反应器, 用于处理重量少的重选精矿。间断反应器的处理能力达到8400 kg/ 循环( 一个循环时间一般为 24 h) 。连

4、续在线浸出反应器的处理能力为 150 7000 t / h。 图 1 金矿石摇床选别回收曲线研究结果表明, 摇床是一种低效选矿方法。由于摇床不用像BCC 选矿机那样应用高倍G 力( G 为重力加速度) , 所以不能获得高的回收率。研究结果还证明, 当摇床尾矿返回到选矿回路中时, 精矿多次返回摇床选别, 立即使旋流器溢流品位提高, 使金从浸出回路中损失到尾矿中。西澳大利亚矿山的这种情 况如图 2 所示。在分级中, 由于旋流器本身的特性, 使得一部分粗粒金错误地进入溢流中。由于金粒在 1在线浸出反应器为什么能强化化为什么向强化化投资? 每个矿山和组织由于 2003. 10国外金属矿选矿31不同的原

5、因而受到这个技术所吸引。但是, 关键因素有以下几点:1) 重选作业回收率大幅度提高;2) 浸出药剂制度已经查明;3) 安全性好;4) 防护效益好;5) 在浸出处理量增大的同时基建投资大幅度降低。 目前世界上有 15 个以上矿山用在线浸出反应器对重选金精矿进行强化 化。其中包括间断式和 连续式在线浸出反应器。间断式在线浸出反应器处 理少量精矿经济上是比较有利的, 而对大量的给矿则需要应用连续式在线浸出反应器。 111重选作业回收率大幅度提高这种方法能可靠地从重选精矿中获得高的金回 收率( 超过 97%) 。只有重选精矿获得高回收率时才能采用强化 化, 然后浸出液直接电解或用炭吸附。 作程序。在这

6、种 化物用量水平时, 强化浸出法只需要对炭浆法和炭浸法目前所用的安全的程序做小 的调整就可以了。 由于重选精矿金品位很高, 所以, 对强化 化的药剂制度要求比较严格。表 1 列出了在炭浆/ 炭浸法和间断在线浸出反应器中的浸出条件对比。 表 1 炭浆/ 炭浸法和间断在线浸出反应器的浸出条件对比1. 3 安全性由于对重选精矿不需要人工运输, 浸出是在浸出条件很严格的密闭的鼓式浸出反应器中进行, 所以, 安全性很高。反应器通常与选厂其它车间是分开的。 114防护方面的优点由于不需人工运输给料, 所以不会造成人的扭112浸出化学反应已经查明化化学反应已经查明, 众所周知, 在澳大利亚伤和拉伤。不会产生

7、在焙烧和冶炼时会产生的 烟气。因为人不与二氧化硫气体接触, 所以不会损伤皮肤。 115由于增大处理量而大幅度降低基建投资目前重选回路金的回收率为 70% 80%。但经重选可大量减少炭浆/ 炭浸法处理的矿量。在改进的装置中, 选矿厂的处理量将提高, 增加强化 化作业可降低 化和炭浆法处理的给料量。 有很多金选厂采用化法。1890 年化法就用于提取金。Elsner 指出了金浸出的反应:4A u+ 8NaCN+ O 2+ 2H2O4NaOH4NaAu( CN) 2 +( 1)在反应中氧是不可缺少的药剂, 它可由空气、过氧化氢或产生氧气的设施提供。氧所需要的添加量 由初始的试验和选矿厂试验所决定。在在

8、线浸出反 应器中氧气和过氧化氢浸出动力学如图 3 所示。 2间断在线浸出反应器的设计特点间断在线浸出反应器是用于处理矿量少、高品 位金精矿。间断在线浸出反应器有 4 种规格( 表 2 所示) , 每种规格有手动模式和自动模式。 表2 间断在线浸出反应器规格211 很好混合的反应区在线浸出反应器主要以半沉没床方式操作。将精矿装到部分密封的旋转介质鼓中至溢流水平面。 反应鼓的旋转与实验室常用的滚瓶法很类似, 但是, 它还有自身的特点。如含有药剂的溶液以比较大的流量通过鼓循环, 以保证供给固定量的 化物和氧气。 图 3 在在线浸出反应器中氧气和过氧化氢的浸出动力学u- 矿区 1, 低用量过氧化氢;

9、w - 矿区 1,高用量过氧化氢; s- 矿区 2, 氧气; p - 矿区2, LeachWell强化化法除化物浓度为 2% 外, 基本上不需要其它外来的药剂和物料。只需要标准的 化操规 格 ILR 100BILR 1000BILR2000BILR3000B最大干料处理量/ kg1140300057008400项 目 炭浆/ 炭浸法 在线浸出反应器 倍 数 给料金品位/ g#t- 1CN 浓度/ 10- 6氧浓度/ 10- 6金溶解速度/ g#( h#t) -12. 050080. 120000200001510001000040210000 32国外金属矿选矿2003. 10转鼓的作用是保证

10、溶液在颗粒表面上有较大的 剪切作用, 以除去颗粒表面上的化学钝化产物。确保在溶液/ 固体界面上没有/ 死角0, 固体颗粒可连续被溶液所溶解。 212 灵活的药剂制度由于剪切力比较大, 同时存在有强化的药剂环境, 所以, 反应动力学比较迅速。由于氧气利用率最大, 所以, 表面钝化作用最小。有效的混合使得氧化剂在宽广的范围内作用, 从而提高金的浸出率, 降低操作费用。 213 优良的电解指标在线浸出反应器的富液适于电解处理。由于不 需要添加促浸剂或其它添加剂, 所以, 不会危及电解作业指标。如果需要时, 微量金属( 如 和砷) 在反应鼓中可沉淀出来, 在澄清过程中可以除去。富的强化 化溶液的现场电

11、解指标如图 4 所示。 矿回路中。固体储存在给料锥中, 一直到每个循环 开始。间断在线反应器如图 5 和图 6 所示。 图 5 在线浸出反应器图 6 Gekko 公司制造的 ILR1000BA 型间断在线浸出反应器配置图图 4 典型的电解动力学曲线214 粗粒金和细粒金的浸出粗粒金和细粒金是防止在短路时或澄清过程中 损失到尾矿中的对象。在反应鼓中, 所有固体都保留在浸出系统中。反应鼓的溢流( 其中包括有疏水的细粒金) 中的细粒金保留在锥形浸出溶液斗中, 形成了部分浸出液。这种溶液返回到反应鼓中再浸 出。在该情况下, 固体与浸出液很好地接触, 因而金被浸出出来。 215 澄清阶段分离段是富液进入

12、电解车间前的澄清过程。这 个过程可以很好地控制溶液的澄清度。固体返到反 应鼓中, 如需要时可添加絮凝剂。这意味着, 强化浸出反应器可以处理各种类型的精矿。简单沉淀的精 矿就可作为浸出过程的给料。 216 间断在线浸出反应的操作选矿精矿进入脱水给料锥中, 水溢出返回到选 间断在线浸出反应器以实验室滚瓶试验原理工作, 使固体与浸出液接触。反应鼓以低速水平旋转, 鼓内有特殊设计的挡板和充气系统, 使浸出指标最好。在实验室中预先确定浸出时间, 用浸出周期来控制反应器的反应时间。在浸出过程中, 溶液从溶液储槽中连续流出而通过固体, 这样可保证供给新鲜的药剂( 其中包括氧气) , 使浸出过程得以连续进行。

13、在浸出循环结束后, 富液经澄清, 泵到电解回路中。反应鼓反转排出浸出渣, 渣再泵回到选矿回路中。富液泵到电解回路中, 在专用电解槽中回收金, 或与主洗提液混合。电解回路中的贫液泵到炭浆/ 炭浸回路中( 或在线浸出反应器中, 再利用其中剩余化物) 。在线浸出反应器流程如图 7 所示。 在浸出阶段中, 溶液从溶液储槽流到反应器给 2003. 10国外金属矿选矿33在尼西亚金矿山用间断式在线浸出反应器/ 电解工艺回收重选精矿中的金。矿山每天用 5 台尼尔森选矿机生产 2500 kg 重选精矿。过去, 尼尔森选矿机的精矿用两台摇床进行两段摇床选。首先 用1 mm 筛子对尼尔森选矿机精矿进行筛分。筛上产

14、品和筛下产品分别摇床选别。用大摇床作为粗 选, 其精矿用另一台摇床精选。摇床尾矿返回到磨矿回路中。这个过程一般需要 2 3 个高劳动强度的熟练操作人员。 重选精矿样送到Gekko 公司, 进行实验室规模高强度浸出试验和对所得浸出液电解试验。根据试 验结果决定浸出动力学、药剂制度和所需的电解槽 处理能力。 精矿经ILR2000BA 型间断自动在线浸出反应器处理, 反应周期为 24 h。澄清的浸出液给到两台串联的Alglass 电解槽中电解。因为设备是全自动化的, 在处理过程中只需要一个间断操作人员。浸出和电解指标如图 8 所示。 图 7 间断在线浸出反应器流程料中, 反应器溢流再返回到溶液储槽中

15、。溶液循环速度由反应鼓管路上的可调节大小的孔控制。较大 体积的溶液通过固体循环, 这意味着, 浸出固体密度较低。如果需要, 在浸出过程中可将空气或氧气吹入溶液储槽中。 反应鼓绕水平轴旋转。反应鼓转速足够快, 以保证新鲜的溶液与固体混合。旋转鼓的作用是将空 气带入矿浆中, 保证全部固体不致缺少氧气, 因而, 不会使金在钢颗粒表面上发生沉淀。 在浸出循环结束后, 反应鼓停止转动, 将鼓中的溶液排到浸出液收集桶中, 然后泵到溶液储槽中。一些细颗粒从鼓中带出来, 随溶液返回。溶液静置澄清。定期从槽子锥底部排出溶液。需要时可添加絮凝剂, 以改善澄清效果。 将清洗水添加到反应鼓中, 以从固体中洗出夹带的富

16、液。从反应鼓中排出清洗水, 并澄清。固体清洗经常需要 6 7 次。 反应鼓倒转以排出其中的浸出过的、清洗过的 固体。反应鼓中的铲子将固体排到矿槽中, 并连续添加水, 再用泵返到选矿回路中。 富液可转移到电解车间的电解槽中回收金, 或将富液直接给到主选矿厂电解工段的洗提回路中。 此时, 在线浸出反应器又开始浸出第一步, 即向下一个循环的反应鼓中添加精矿。 图 8 ILR2000BA 型间断自动在线浸出反应器在尼西亚矿山的浸出和电解指标r - 浸出率; t - 电解回收率; v - 回收的金数量ILR2000BA 型在线浸出反应器使用氧气, 它向浸出液中吹氧气。此时, 鼓排料中的可溶氧含量保持在

17、10#10- 6 水平( 为实验室试验所确定的需要的氧添加量) 。结果表明, 金对重选精矿的平均溶解率为 9915% 。金对浸出液的平均电解回收率为 98%。当重选精矿金品位为 10000 g/ t 时, 浸出渣金的品位经常为 50 g/ t。在线浸出反应器/ 电解工艺结果如表 3 所示。银的回收率也比较高, 只比金的回收率低不到 1%。 3. 2 在西澳大利亚的应用ILR100BM型在线浸出反应器最近在西澳大利 亚Yilgarn 地区的试验结果如表 4 所示。用它处理 3应用结果在线浸出反应器由于具有很大的灵活性, 所以,有 20 多套在线浸出反应器在世界各地应用, 但主要在澳大利亚和非洲安

18、装。 下面介绍几个实例, 以说明间断在线浸出反应器在几个矿山的成功应用。 311 在尼西亚的应用 34国外金属矿选矿2003. 10化氢或 ProleachT M 的浸出条件可以获得好浸出指 标。 炼金车间尼尔森重选精矿经轮式选矿机( Wheel) 再选的尾矿。这种硫化物重选精矿含有较高的磁黄铁 矿, 因此耗氧量大, 难以浸出。试验发现, 添加过氧 表 3 ILR2000BA 型在线浸出反应器/ 电解工艺在尼西尼矿山的指标浸出周期为 20 22 h 时, 添加过氧化氢和Pro- leachTM 后金的浸出率分别为 98. 2% 和 9815% 。应用金的轮式选矿机金的回收率增加 63%, 即从

19、 28% 提高到 85% 。联合应用在线浸出反应器和轮式选矿机, 金的总回收率为 97. 2% 99. 3% , 平均为9814 % 。全部重选精矿用在线浸出反应器处理预计也会获得类似的结果。全部重选精矿一次浸出19 h后, 金的浸出率为 97% , 添加过氧化氢浸出 49 h, 金 的总回收率为 94. 3%。 这些结果表明, 应用在线浸出反应器可使金的总回收率提高到 9814% , 而挥发法金的回收率仅为 63. 1% 。现场的另一个优点是, 可以增加尼尔森选矿机分选周期数, 进一步提高重选的金回收率。而过去, 这要受到用轮式选矿机处理尼尔森选矿机精矿的时间限制。 表 4 在线浸出反应器在

20、西澳大利亚矿山的试验结果* 给料为轮式选矿机尾矿 313在津巴布维矿山的应用ILR10000M 型在线浸出反应器在津巴布维矿山的应用如图 9 所示。反应器每天处理 10000 kg 尼尔森选矿机精矿。人工操作的间断反应器的浸出 周期为 24 h。澄清的溶液转移到金冶炼车间的电解 槽中。 该反应器将过氧化氢给到浸出液中。因为矿区地理位置很偏僻, 没有现成的氧气来源, 所以只好用过氧化氢。 化物浓度为 4% , 可溶氧含量为 20#10-6, 浸出 8 h 可获得高的金浸出率。矿石矿物学 药 剂 ILR 给料重量/ kg给料金品位/ g#t- 1浸出渣金品位 / g#t- 1金浸出率/ %轮式选矿

21、机金 回收率/ %金总回收率 / %过氧化氢过氧化氢过氧化氢过氧化氢过氧化氢过氧化氢过氧化氢Proleach Proleach Proleach Proleach6802952952954606804609605606806801203124714192589928699294726191500392351692168981041767516950239615298. 2%94. 5%93. 1%96. 0%81. 1%89. 3%94. 3%98. 1%98. 5%97. 6%97. 1%62. 5%85. 4%73. 7%46. 9%85. 2%81. 8%47. 3%59. 1%73.

22、5%50. 9%28. 2%99. 3%99. 2%98. 2%97. 9%97. 2%98. 0%97. 0%99. 2%99. 6%98. 8%97. 9%周期编号 精矿重量 / t浸出的/ g剩余品位/ 10- 6浸出率/ %电解回收率/ %AuAgAuAgAuAgAuAg114115116117118119120121122123平均最大最小 2. 202. 052. 462. 032. 602. 562. 582. 502. 762. 672. 442. 762. 033146526788344013569414824132011920114231193332406223320356

23、9413201735679156985700646284493607940934980606159597915409315. 8717. 1422. 1057. 9018. 90114. 00 34. 00 21. 00 56. 00 54. 00 41. 09114. 0015. 8713. 005. 603. 404. 102. 643. 213. 7511. 008. 0028. 008. 2728. 002. 6499. 999. 999. 899. 799. 797. 899. 599. 699. 299. 499. 599. 997. 898. 299. 399. 599. 599

24、. 599. 499. 497. 498. 595. 998. 799. 595. 998. 999. 199. 599. 696. 998. 699. 093. 295. 299. 498. 099. 693. 299. 398. 499. 199. 799. 395. 096. 198. 098. 599. 398. 399. 795. 0 2003. 10国外金属矿选矿35组成需要浸出 pH 值低于 1214。在 pH 高于 1214 时, 金的溶解速度很快降到 0, 因为精矿中有锑存在。金的浸出率高达 99% 。当重选精矿含4000 g/ t金时, 浸出渣金品位低于 40 g/ t。 高金的回收率。该在线浸出反应器可有效地处理在 线旋转选矿机、法尔肯选矿机和尼尔森选矿机生产 出的重选精矿。该在线浸出反应器