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黄金生产企业选矿工艺总氰化合物平衡分析论文

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2024-03-08 10:34:44    来源:    作者:liyuan

摘要:本文先研究了黄金选矿工艺中氰化工艺的应用要点,为了保证氰化物、总氰化物、易释放的氰化物检测标准的统一性,保证其平衡分析的精准性,还要对其影响因素进行深入探究,在其平衡分析中,按照各个工艺环节的特点和进行的化学反应,综合分析总氰化合物的消耗量。

  摘要:本文先研究了黄金选矿工艺中氰化工艺的应用要点,为了保证氰化物、总氰化物、易释放的氰化物检测标准的统一性,保证其平衡分析的精准性,还要对其影响因素进行深入探究,在其平衡分析中,按照各个工艺环节的特点和进行的化学反应,综合分析总氰化合物的消耗量。

  关键词:选矿工艺;总氰化合物;平衡分析

  氰化提金工艺作为当前主要的黄金生产方法之一,在黄金生产行业具有广泛的应用范围,可以借助氰化物达到提取黄金的目的。由于该方法在实际应用中具有矿石适用性强、浸出率高、工艺成熟等特点,只要保证每个生产环节都能得到有效控制,就可以推动黄金生产企业获得更高的经济效益。但氰化物的排放会对环境污染造成直接影响,因此,还要加强对其总氰化物平衡分析的研究力度。

  1氰化工艺在黄金选矿工艺中的应用分析

  氰化物虽然在日常生活中通常作为一种剧毒物质存在,但氰化提金工艺在黄金生产中的应用可以为企业节约运行经济消耗、并保证较高的金回收率。对此,氰化物在黄金生产中具有广泛的应用空间。在应用选矿工艺的过程中,要贯彻现实性原则,结合矿山实际的矿石资料,以生产实践结果为基础,对氰化提金工艺流程进行科学合理的设计,由于不同环节无法完全按照矿石资料提供理想的工艺条件,导致实际的生产结果与资料数据存在一定偏差,同时受诸多因素的影响,设备能力也要对比生产资料进行计算和调整,结合矿石性质和生产实践,构建科学的氰化提金选矿作业模式。

  1.1破碎磨矿流程

  在全泥氰化提金工艺的应用过程中,要想使自磨等工艺问题得到妥善解决,就要制定并贯彻多碎少磨的生产方案。与大规模生产方式相比,自磨或半自磨在生产规模较小的情况下具有更广泛的应用空间。与我国相比,国外的生产规模更大,在氰化提金工艺的应用过程中通常会选择半自磨与球磨相结合的方式完成磨矿流程,这种方式通常在强氧化矿石中可以取得良好的应用成果。黄金生产企业在新时代的发展虽然可以通过自动化、智能化的技术替代选矿作业中部分需要人工完成的工作,当实施露天开采时,可以借助相对成熟的自动化技术提升开采效率。如果可以保证电能供应的持续性和充足性,同时在电价相对较低的情况下,这种半自磨的工艺显然比常规工艺具有更显著的应用优势。但基于当前的现实条件,我国的矿山规模有限,电价较高,自动化技术发展还有很大的进步空间,如果应用半自磨方式可以面对浪费和生产效率低两个问题。

  1.2两浸两洗流程

  矿石在形成过程中经历了长期的氧化,具有较高的含泥量,无法对其直接进行固液分离处理,对其后续洗涤浓缩效果产生影响。为了促进洗涤效率进一步提升,要利用两浸两洗流程替代三层浓缩机,但这种方式同时也存在工艺不合理的问题。对此,在具体的操作过程中,可以先将矿浆沉浆速度适当提升,促进固液分离,结合矿石品位和开采规模等实际情况对洗涤流程做出调整,确保洗涤流程与黄金生产直接的协调性。在浸出槽应用中要对其容积进行合理设计,并严格控制浸出时间,如果存在颗粒较粗的矿石,可以通过反复浸出的方式使磨矿分级的回路效果得到强化。在实际的应用过程中,这种方法存在流失漏冒矿石的问题,只适用于矿石性质相对简单的情况。

  1.3浸出参数选择

  为了保证全泥提金工艺设计的科学性,创造良好的试验和生产条件,要根据矿石试验报告对预处理、pH值等进行合理调整。虽然可以通过高速搅拌的方式完成氰化浸出,但由于不同生产设备运行效果之间的差异,其搅拌强度等存在一定偏差,再加上浸出时间的差异,为了使其满足浸出要求,还可以通过延长浸出时间的方式,防止矿浆短路的现象发生。为了减少其他因素对浸出效果产生负面影响,一般都会按照试验时长的1.5倍作为设计浸出时间。此外,还要控制浸出矿浆浓度,在保证试验条件的基础上实现生产槽的高效利用,保证生产实践活动开展质量。

  2总氰化合物在黄金生产期间的影响因素分析

  随着当前社会对自然生态环境保护意识的加强,在相关法律法规和政策条例的约束下,黄金生产企业在生产活动的开展过程中要深入了解氰化合物对环境造成的破坏作用,积极采取有效的处理措施,降低废渣和废水中的氰化物含量,积极构建环保生产的经营模式。氰化物的排放不仅与黄金企业对整个社会环境污染状况产生直接影响,同时在自身的生存与发展中也具有至关重要的作用,因此,要保证积极开展总氰化物平衡分析工作,通过氰化物处理技术或物氰试剂减少氰化工艺产生的污染影响,使黄金企业生产活动产生的含氰废渣和废水得到妥善处理。为了保证黄金生产活动产生的含氰废渣不具备危险废物特征,还要针对氰化物、总氰化物和易释放的氰化物之间的差异,选择进行科学的方式进行检。但由于我国当前针对这些氰化物的处理方式存在一定的差异,且其参照的标准检验方法中对这几种物质的定义存在一定偏差,通常会导致相同的样品在不同的监管部门会获得完全不同的检验结果。因此,在氰化物的测定中要建立统一化的标准和流程,获得准确的检验结果。

  在水质氰化物的测定中,活性氯、亚硝酸离子、硫化物和一定含量的酸性或中性油都会对测定结果造成影响,进而导致总氰化物平衡分析结果准确性较低,无法为黄金生产企业选矿作业的调整和废水的处理提供参考。此外,在水质总氰化物的测定过程中,由于其中含有还原性物质过多、硫氰酸盐浓度过高、异烟酸溶液或吸收液碱度过大等都会导致测定过程出现不显色或者结果相差较大的问题。在固体废物的总氰化物测定中,通常也会受到氰化物废渣质量确定困难或吸收液稀释倍数太大等原因,影响其检测结果的准确性。

  3不同环节总氰化物平衡分析

  3.1在浸吸流程的损失

  黄金生产企业在选矿工艺的应用在浸吸流程的实施过程中通常会在硫氰酸盐生成、碳氧化催化、水解等多个环节使总氰化合物出现不同形式、不同程度的损耗,甚至还有部分会以氰化氢的形式从浸金液中逸出,产生微量的损耗。在选矿工艺的开展过程中,首先,以矿石中伴生贱金属对氰化物的消耗为例,由于矿石中还有多种金属元素的硫化矿物会与氰化物发生十分复杂的化学反应,进而导致总氰化物出现一定程度的损失,这也是总氰化合物消耗最多的环节。这些复杂的化学反应中主要包含氰化物与矿石中铁的硫化矿物、铜的硫化物矿物和闪锌矿、菱锌矿发生的化学反应,且以第一种化学反应最为复杂。与氰化物和矿石中铁的硫化矿物发生的化学反应相比,氰化物与矿石中铜的硫化矿物发生的化学反应在种类上不算太多,且主要生成不同类型的硫氰酸盐。在选矿工艺应用的过程中,氰化物还会与矿石中的菱锌矿和闪锌矿发生一定的化学反应,并有锌氰络合物生成。其次,由于矿石的化学成分较为复杂,除了其中铁和铜的硫化矿物和菱锌矿与闪锌矿会与氰化物发生不同的化学反应外,其中的碲、硒、汞、毒砂等矿物都会与其发生化学反应。

  除了与矿石的部分元素发生化学反应外,氰化物还会以水解的方式出现一定程度的损耗,氰化物在溶液中会随着溶液酸碱性的强弱出现不同程度的水解,且该溶液碱性强弱也会与最终生成的氢氰酸造成直接影响。当溶液的酸碱度数值较低时,化学反应会朝着有利于氰化氢气体生成的方向进行。为了使氰化物的水解损失得到有效控制,黄金生产企业在应用选矿工艺时通常会结合实际情况,将一定量的氢氧化钠或石灰加入矿浆中,使溶液的酸碱度得到调节,既可以减少氰化物在溶液中的水解,还能减少其伴随溶液逸出造成损耗并加重环境污染。

  为了在保证黄金生产和提取纯度的基础上,提升黄金选矿工艺的应用效率,提升金的溶解速度,必要保证在化学反应进行的过程中有氧气和氰离子同时参与,但如果出现总氰化合物与溶解氧的比例出现失调的现象,就会导致该化学反应速率下降,严重影响黄金选矿工艺整体的实施进度。当氰离子与溶解氧发生化学反应时,会有氰酸盐生成,这类物质在碱性溶液中具有较强的稳定性,但如果溶液的酸碱度偏酸性,也就是溶液的pH小于7时,就会发生水解,进而有碳酸氢盐和氨气产生。

  与此同时,浸吸流程中的溶液在使用过程中还有其他成分与氰化物发生化学反应,最终对氰化物造成一定程度的消耗。溶液在搅拌过程中会有空气充入,此时,溶液中的氰化物会与空气中的二氧化碳发生化学反应,产生氰化氢和其他物质。

  由于在矿石伴生贱金属的处理中会对氰化物造成一定程度的消耗,同时产生氢氧化铁等碱性物质,在这些碱性介质中,硅酸盐会与其发生化学反应并产生氧化硅胶体,且这种胶体的存在具有较强的吸附能力,可以吸附一定量的氰化物,最终导致浸渣在排除环节将总氰化合物一并带出,导致总氰化合物的损失进一步增加。

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  3.2在解吸电解流程的损失

  黄金生产企业的选矿工艺在具体的实施期间还包括解吸电解作业环节,在该环节中,吸解液中存在的氰离子会在阳极的作用下发生电化学反应,产生二氧化碳和氨气,导致总氰化合物在解析电解流程中出现损失。由于这种化学反应在吸解液中进行,其产生的二氧化碳又会与其中的水发生反应,产生碳酸氢根。

  3.3活性炭再生流程的损失

  经过解吸电解流程处理后的贫碳还要对其进行活化处理,在电热活性炭再生设备的利用下改变其物理状态,然后使其再次回到处理过程中的浸吸环节,进行再次处理。活性炭再生设备对贫碳的处理需要经过滚筒内600℃~750℃的工作温度,在这种温度条件下,贫碳中残留的氰化物可以克服反应活化能,然后被完全氧化。

  3.4尾矿中总氰化合物的损失

  由于黄金选矿工艺在应用过程中需要经历相对复杂的开展流程,再加上管理、人员、制度等各种因素的影响,导致其现场存在一定程度的尾矿库堆存现象,在无人处理的情况下,尾矿中的总氰化合物会出现自然降解现象,然后通过生物降解、气体挥发、金属络合物等其他形式存在,导致总氰化合物在尾矿中出现损失。

  3.5其他总氰化合物的损失

  除了在黄金选矿工艺应用过程中造成的总氰化合物损失外,难免其中会存在部分如钴氰络合物等未被检测出的金属氰络合物以及吸附在载金粉碳中的氰化物。此外,氰化物在溶液中发生水解会有氢氰酸生成,这种成分通常会以气体的形式逸出。在氧气充足、温度较高的条件下,氰化物氧化生成的氰酸根离子会出现进一步氧化,生成二氧化碳和氮气两种气体。当氰化物与铜、钯等过渡金属接触时,这些元素还会将其催化剂的作用展示出来,使氰化物成为有机氮类化合物。金泥冶炼环节中的氰化物在高温的作用下会出现分解,产生水、二氧化碳、氮气三种物质。

  4选矿工艺节点总氰化合物消耗分析

  黄金生产企业在选矿工艺的应用过程中,大致可以将该工艺流程分为氰化浸出、碳浆吸附、解吸电解、金泥冶炼四个环节,在其实施过程中可以围绕这四个应用环节破碎车间、磨浸车间、电解车间和压滤车间。在不同车间的运行过程中,要对其具体的工艺流程和工作方式采取针对性的调整措施,保证破碎车间三段一闭路的工艺流程;磨浸车间一段两闭路的工艺流程;解吸电解车间加强常压解吸工艺和高压解吸工艺两套系统配置的完善性;压滤车间落实尾矿压滤干式排放工艺。

  在计算选矿工艺流程各个节点总氰化合物消耗总量时,要结合黄金生产企业选矿工艺实际的生产状况,将不同环节总氰化合物的消耗量累积起来,科学统计总氰化合物的消耗总量。在其计算过程中,以氰化物外排量、浸吸环节、解吸电解环节、活性炭再生环节氰化物消耗量、其他氰化物损耗的之和作为氰化物投加量,其计算单位均为kg/月,均按照氰离子计算。

  为了减少黄金生产企业选矿作业废水废渣中氰化物会自然环境造成的破坏,在作业过程中贯彻绿色环保的工作理念,黄金生产企业可以将选矿作业产生的废水作为工艺补加水使用,使其返回作业流程得到合理应用,部分氰化物还可以随着尾矿干排至尾矿库。考虑到选矿工艺浸吸环节中的固体和液体同时有不同含量的氰化物,对此,在这一环节的氰化物消耗量计算中,可以按照浸吸环节液体和固体中氰化物的消耗量之和完成相应计算,计算单位均为kg/月,且按照氰离子计算,获取精准的氰化物消耗量数据。

  通过对浸吸环节总氰化合物消耗量的分析可以发现,该环节总氰化合物的消耗包括伴生贱金属化学反应、氰化物水解、溶解氰化物的氧化、溶液中其他成分消耗、碳对其产生的催化氧化以及矿泥吸附六个部分,故此,氰化物转化量的计算应将对应氰化物转化为硫氰酸盐、氰酸盐、氨氮和其他氰化物的消耗量之和作为最终的计算结果,计算单位均为kg/月,且按照氰离子计算。

  此外,黄金生产企业在选矿工艺的总氰化合物平衡分析中,还要掌握各工艺阶段总氰化合物的质量变化,以液体中总氰化合物质量与矿石吸附总氰化合物质量之和作为浓密机内总氰化合物质量;以液体中总氰化合物质量与载金吸附总氰化合物质量之和作为浸出槽内总氰化合物质量;以液体中总氰化合物质量、矿石吸附总氰化合物质量和载金吸附总氰化合物质量之和作为浸吸槽内总氰化合物质量。在矿石吸附总氰化合物质量计算中根据设备内矿浆体积、矿浆密度、矿浆浓度三项数据完成其质量分数的计算,综合液体中总氰化合物质量浓度与底炭密度完成通过液体和再进炭中总氰化合物质量和质量分数的计算。根据黄金生产企业在选矿工艺实施中的具体情况,明确浓密机容积和浸吸槽、浸出槽容积等具体数据,完成总氰化合物质量的科学计算,最终完成选矿工艺下总氰化合物的平衡分析。

  5结论

  综上所述,黄金生产企业在选矿作业中产生的总氰化物不仅会对环境造成严重污染,还会具有较强的毒性,虽然当前大部分黄金生产活动产生的含氢废渣和废水已经不具备污染废物特征,但为了进一步使其潜在环保风险得到更有效地控制,还要结合自身生产实际加强平衡分析,提升对氰化物的利用效率。