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铜金工业中CIL进料的预处理-再研磨的发展
弗雷泽伯恩斯；彭永军；大卫西曼；迪·布拉德肖
摘 要
本研究的重点是开发一种新的方法 -预处理- 再研磨 ，以改进铜 - 金集中器中CIL（碳浸入）电路的性能。 硫化铁矿脉石矿物对金的阻塞以及与之相关的黄金粒度有助于CIL回路的低金回收率。 CIL进料的精细研磨增加了浸出过程中金的回收率。 但是，研磨增加了释放的氰化物可溶性铜的量，导致氰化物消耗量显着增加。 提出的CIL进料再研磨的方法被开发为CIL电路的适当的预处理方法，其增加了黄金回收率，同时减少了与铜存在有关的氰化物消耗。
关键词：
重磨难熔金；氰化物；可溶性氰化物消耗量
- 介绍：
在斑岩/矽卡岩铜金浮选工厂中，金的回收率通常远低于铜回率，随着解离铜伴生的黄金易于在浮选阶段回收，这种回收差异通常部分归因于需要去除含金硫化铁脉石矿保持可销售的铜精矿品位的操作策略。为了尽量减少黄金损失，尾矿中未加金的氰化物被氰化物浸出是一种常见做法。然而,许多研究和工业实践表明，通过掺入氧气和氰化物的化学搅拌过程将金溶解在浆料中的铜尾矿中的碳浸出（CIL）回路通常在经济上不可行，因为回收相对较低数量的黄金成本高。
黄金与硫化物尾矿中硫化物矸石的关系
硫化物矸石常常是以前面研究中所确定的全部或部分包裹金粒的形式存在。 封装阻碍氰化物进入金溶解，降低铜金工厂后续CIL电路的有效性。克服这类难熔矿石的常见预处理方法是通过超净研磨硫化铁矿物来增加金的释放。. 然而，CIL进料中也存在未被回转过程回收的铜矿物，并且与金类似，这些铜矿物也被弃去的硫化铁矿物包封。在之前由Burns等人报道的案例研究中。 在特尔费尔金矿的CIL回路中，发现使用超净磨矿预处理工艺释放黄金会增加CIL黄金回收率。 然而，在重磨过程中也释放出黄铁矿包裹的铜矿物，消耗了大量的氰化物。Muir等人证明由铜矿物的氧化和溶解产生的铜离子与氰化物形成各种Cu 配合物。在硫化铜矿物溶解过程中，如果需要将Cu2 还原成Cu ，则游离氰化物被氧化为氰酸盐，并且在释放的硫化物离子存在下也将其转化为硫氰酸盐。这些机制会增加氰化物成本，并且在Telfer案例研究中会使CIL工艺在经济上不可行。因此，以前的研究建议采用超稀土再研磨工艺，但在CIL电路之前进行浮选以恢复新释放的铜矿物。这个浮选阶段可能会产生一个可接受的铜精矿品位，这将允许它与前面的铜电路回路的某些部分相结合。在这个浮选阶段没有回收到精矿的金可以通过CIL处理贫铜尾矿尾矿进行回收。这项研究的重点是使用实验室和中试规模测试程序开发这种再研磨 - 预测处理方法，Telfer CIL电路也被选作以往工作的案例研究。在Telfer的研究中，铜尾矿在CIL处理之前通过含金黄铁矿精矿的批量选择进行预浓缩。因此，为了在CIL回路之前实施重磨 - 选择工艺，先决条件是浓缩足够多的铜矿物，同时在超磨削后在剔除阶段排除大部分黄铁矿以确保可接受的浓缩铜等级研磨环境对矿物解离和分离的影响已得到很好的研究和审查。Grano总结了在磨削过程中可以运用的化学机制：（1）电偶合，（2）氢氧化铁表面涂层，（3）氧化还原，（4）电还原和（5）沉淀这些机制通过改变表面润湿性来影响矿物质的选择。通常，电化学活性研磨介质（例如软钢）比电化学惰性研磨介质（例如不锈钢，高铬钢和陶瓷介质）产生更低的矿物浮选泡沫，因为亲水性氢氧化铁的形成阻止了集矿体在矿物表面上的吸附。同时，电化学惰性研磨介质产生更多的还原条件，具有较低的Eh和溶解氧，这可以防止需要氧化条件的硫醇收集器的吸附。除了研磨环境之外，破碎机制也会影响矿物质的选择。典型的，工厂规模的超级研磨通过主要与磨破碎机构一起操作的诸如IsaMill的搅拌磨机进行，而在实验室中，通常使用翻转磨机（例如棒磨机），其中冲击是占主导地位的破碎机制。基于磁黄铁矿在活化剂，硫酸铜和捕收剂存在下的重磨和肟试验，戊基黄药钾（PAX），Ye等人发现滚磨机的冲击断裂产生了具有剩余集电体涂层的颗粒，而IsaMill的磨损研磨产生了被收集器剥落或剥离的颗粒，并且因此被抑制。他们还发现，重磨后添加收集器和活化剂可使IsaMill产品恢复到完全不受污染的状态。然而，由于氢氧化铁表面污染而不是颗粒破碎效应，棒磨机机箱的这种可适应性仅部分恢复。搅拌磨机在磨削中磨损的机理比磨机更具能源效率，并且已经在行业中得到越来越多的应用。在这项研究中，搅拌和翻滚磨机都进行了测试。
由于在表面上形成氢氧化铁涂层，黄铁矿在碱性溶液中显示出低的可漂白性。这就是为什么其他碱金属硫化物矿物与黄铁矿通过分离常常在碱性溶液中进行的原因。然而，在实践中，氰化物也可以用来抑制黄铁矿的渗入。Prestidge等人证明氰化物对黄铁矿选择性的抑制作用是通过黄铁矿表面的黄药吸附作用的消耗，因为氰化物比黄药具有更强的黄铁矿亲合力。 Miller等人提出氰化物的加入将纸浆电位降低到黄原酸盐不能被氧化然后吸附在黄铁矿表面上的点，导致黄铁矿低沉。
2.实验
在本研究中，样品直接从Telfer加工厂CIL进料流中取样。在工厂中经历了时间变化的条件，因此实验室测试的饲料等级变化。然而，对于同一系列的测试，一个样品取自相同的工厂并代表性地拆分。因此该系列实验室测试的饲料质量相同。用标准偏差列出的CIL进料样品的平均等级为4.61plusmn;1.66ppm Au，0.20plusmn;0.07％Cu和47.2plusmn;5.2％S
2.1重磨和浮选
从Telfer加工厂收集CIL饲料样品，平均P80为75mu;m。在本研究中使用实验室棒磨机或中试规模的IsaMill将CIL进料再研磨至所需实验室检测前的产品尺寸。当使用棒磨机时，从加工厂收集1kg浆料并过滤以除去多余的水。立即用工艺水将废物滤饼重新加工至67%重量固体，用于在具有惰性研磨介质（不锈钢棒）的300mm直径的不锈钢实验室批量棒磨机中研磨。从校准数据中选择研磨时间以实现每次浮选测试所需的产品尺寸。当对IsaMill进行测试时，从加工厂收集40dm3新鲜CIL进料样品，并使用惰性研磨介质陶瓷珠将其置于M4 IsaMill的搅拌进料罐中。整个样品由IsaMill连续处理，直到达到每个浮选测试所需的产品尺寸。每个浮选测试的样品从连续通过之间的搅拌淤浆储罐中抽取。在每次连续通过时，记录输入IsaMill的累计功率，以使用Larson等人详述的方法计算净研磨能量需求。研磨后，通过棒磨机或IsaMill，将含有1kg固体的浆液样品转移至5dm3实验室浮选单元。加入Telfer原水以稀释浆料至5dm3的体积，相当于17%重量的固体。用石灰将浆液pH调节至11.0并调理1分钟。氰化物以固体氰化钠加入并调理1分钟。加入由Tall Bennet供应的10g/t收集器RTD11A（异丙基乙基硫代氨基甲酸酯）并调节1分钟。这些初始pH值和收集器条件是由Telfer的工厂实践开发的。在投放之前，将浆液以5dm3/分钟通气3分钟以增加浆液气泡以实现有效的收集器吸附。
用压缩空气进行15分钟的动力学测试 经过1,3,6,10和15分钟的选择后收集5个独立的浓缩物。Orica提供的起泡剂DSF004A根据需要定量加入，在整个测试过程中添加水以保持剔除池内的纸浆含量恒定。浓缩固体在65℃烘箱干燥，用Mettler-Toledo分析天平称重，并使用再分析（Au），Leco分析（S）和原子吸收光谱法（Cu）的标准分析技术测定Au，S和Cu。
2.2氰化物浸出尾矿
尾矿在实验室氰化浸出中进一步处理，以确定从CIL进料中可获得的总金和铜提取以及所需的氰化物消耗量。对尾矿尾矿进行过滤和二次取样以测定Au，S和Cu。将剩余的样品转移到5dm3浸出瓶中并加入足够的Telfer原水以将浆液稀释至50%重量固体。为了安全起见，用石灰将浆液pH调节至10.0，并将初始游离氰根离子浓度设定为10,000ppm。选择这种浓度是为了形成一个强化浸出条件，并确保浸出过程没有氰化物限制的程度。然后开始浸出24小时，用瓶子滚动以搅拌和通气浆液。完成后，将样品过滤并对孕育溶液测定Au，Cu和无残留的CN-。测定残留物固体的大小并分析Au，S和Cu。
3.结果与讨论
3.1实验重现性
为了研究再研磨，渗漉和浸出实验程序的再现性，将植物CIL饲料的常见样品代表性地分成四个样品。 在棒磨机中重磨后，实验程序在每个样品上重复进行至36mu;m的P80。标准偏差列出的平均选择回收率为质量3.9plusmn;0.3％，黄金为60.6plusmn;3.9％，铜为75.1plusmn;2.2％。标准偏差列出的平均综合渗漉和浸出回收率分别为81.8plusmn;1.0％的金和91.5plusmn;1.8％的铜。标准偏差列出的浸出过程中平均氰化物消耗量为2.3plusmn;0.4 kg / t。
3.2选择性的选择
在特尔费尔进行铜精矿生产含金硫化铜精矿，并对铜尾矿进行连续处理以生产含CIL工艺处理的含金硫铁矿精矿，以回收含金矿石。铜在CIL电路中同时浸出。由于在当前研究期间Telfer CIL进料平均含有83％的黄铁矿和相对较低的平均铜含量（0.18％Cu），所以需要有效的硫化铁抑制剂进行选择性选阶段，一个足够高的铜精矿品位。郑等人 报告了在不锈钢实验室棒磨机中将CIL进料样品重新研磨至P80为36mu;m而不添加收集器的初始实验室otation测试结果。这些测试着重指出0.5％的回收率会重磨全部沉淀的黄铁矿[1]。这与叶等人一致。建议重新研磨产生的新表面区域，其没有或很少吸附收集器，导致矿物质剔除减少[19].
在郑等人的初步工作之后。[1]对新鲜CIL进料样品进行再磨 - 肟化试验表明，尽管在高收集剂PAX（钾戊基黄药）加入速率到CIL回路之前的黄铁矿粗选择回路时重新研磨黄铁矿的可漂白性并未被充分抑制。 在实验室重磨 - 预处理阶段获得的样品采集时植物PAX添加率与黄铁矿采收率之间的关系显示在图。1。 显然，当粗选浓缩物中含有大量的捕收剂时，重新打磨后新产生的新鲜表面可能会吸收溶液中的残留捕收剂，从而产生有效的黄铁矿浮选。 例如，当在工厂的黄铁矿粗选中添加85克/吨PAX时，在实验室研磨后的清洁剂中实现了约90％的黄铁矿回收率。 在该厂中，在黄铁矿粗选中添加PAX取决于上游工艺的进料等级和操作，并且不能保证低的PAX添加率。 因此，必须加入氰化物以确保重磨后的黄铁矿沉降。
图2显示了用实验室棒磨机和飞行员IsaMill在相同的CIL进料上重磨后氰化物添加对黄铁矿选择的影响。 测试了各种氰化物添加比例以确定经济和选择性otation所需的最小添加量。 对于这两家工厂来说，氰化物加入都会抑制黄铁矿的选择。 需要添加100g / t氰化物以有效抑制黄铁矿的选择。图2也表明在无氰或无氰存在的情况下，与棒磨机相比，IsaMill可以抑制更多的黄铁矿，这与Ye et al。 谁表现出更多用IsaMill再磨后磁黄铁矿回收率低于相同产品尺寸的MagotteauxMillreg;（一个翻滚磨机）[14]。 他们假设这种现象可能是由于通过搅拌研磨重磨去除了颗粒表面上的疏水物质，其中研磨机理的贡献大于翻转研磨机[14]。 然而，在200g / t氰化物下，不管磨机类型如何，黄铁矿都被完全压低。 显然，200g / t氰化物分解或置换黄铁矿表面上的所有残余PAX。虽然黄铁矿的选择压力很低，但是铜和金矿物的选择是需要的。图3在新鲜CIL饲料正在进行的再研磨 - 肟试验中显示黄金和铜的回收率和对黄铁矿的选择性。这些测试选择平均P80为36mu;m，与郑等人先前的研究一致。[1]。 使用IsaMill，在注入中加入100g / t氰化物。 这些测试证实，在CIL进料中经历的时变条件范围内，添加100g / t氰化物的比例有效地抑制了黄铁矿的选择。黄金和铜矿物比黄铁矿具有更好的适应性。在许多测试中，尽管氰化物添加剂可以抑制黄铁矿的回收，但超过80％的黄金和70％的铜是经过处理的。然而，图3也表明在大多数测试中黄金回收率和铜回收率都低于50％，这表明尽管黄铁矿注入成功延迟，重磨和otation条件可能不会优化黄金和铜的浮选，为了进一步提高铜和金的回收率，在加入收集器RTD11A的基础上进行了浮选，这是对铜和金矿石更为特殊的。选择RTD11A是因为它是Telfer加工厂使用的现有铜收集器，并显示出良好的铜和金浮选。将新鲜的CIL进料样品重新研磨至36mu;m的P80。上述动力试验的前四个浓缩物在没有添加收集器的情况下被回收。然后在最终5分钟浓缩物之前加入10克/吨RTD11A，与Telfer的工厂实践相符。 结果显示在图4.RTD11A的添加显着提
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