陶瓷過濾機濾餅洗滌技術(shù)在遂昌金礦的應(yīng)用實踐

秦昌靜 黃良偉 劉顯平 鄭革委

(遂昌金礦有限公司)

陶瓷過濾機濾餅洗滌技術(shù)在遂昌金礦的應(yīng)用實踐

秦昌靜 黃良偉 劉顯平 鄭革委

(遂昌金礦有限公司)

針對遂昌金礦氰化廠采用傳統(tǒng)濃密洗滌—過濾脫水聯(lián)合工藝中出現(xiàn)的濃密洗滌不徹底，排液金、銀品位高，導(dǎo)致部分金屬流失的情況，通過在過濾尾礦的陶瓷過濾機上新增一套洗滌裝置，使其具有脫水和洗滌的雙重功能，利用流程中補加水和貧液作為洗滌水，有效地回收了金、銀及氰化納，使氰尾中的氰化納從500 g/t消減到150 g/t，同時為后續(xù)干堆降低了生產(chǎn)成本和環(huán)保壓力，經(jīng)濟效益及環(huán)境效益顯著。

金礦 陶瓷過濾洗滌機 濾餅 洗滌裝置 洗滌率

用洗水從濾餅中置換出母液的操作過程稱作濾餅洗滌，在固液分離中一般簡稱洗滌。濾餅洗滌通常有2個目的：一是為了除去濾餅中存在的雜質(zhì)，使濾餅得以凈化；二是回收濾餅中滯留的有價值濾液。目前，國內(nèi)黃金礦山所采用的選冶工藝以氰化炭漿法和氰化鋅粉置換法為主，在氰化鋅粉置換工藝流程中很重要的一個環(huán)節(jié)就是固液分離和洗滌，傳統(tǒng)流程采用三層濃密機洗滌和壓濾機脫水聯(lián)合作業(yè)。由于氰化工藝中要求磨礦細(xì)度-0.074 mm占90%以上，因此真空過濾后的濾餅含水較高，濾餅夾帶已浸出的貴金屬，造成金屬流失，以及氰化物污染等問題。由于采用氰化工藝，劇毒氰化物對環(huán)境的污染成為黃金礦山面臨的主要問題，盡管有的采用污水處理配套設(shè)施，但是尾礦中仍夾帶有較高的氰化物，為控制氰化物對環(huán)境的污染程度，真正實現(xiàn)尾礦“零排放”，還要對尾礦實現(xiàn)脫氰處理，這也是黃金氰化礦山尾礦處理的主要研究方向。

近幾年來，具有洗滌功能的立式板框壓濾機和臥式壓濾機已有報道，而陶瓷過濾機增加洗滌功能實例的報道并不多，實踐實例更是少見。為此，遂昌金礦氰化廠針對生產(chǎn)中出現(xiàn)的濃密洗滌不徹底，排液品位高，導(dǎo)致金屬流失的情況，通過陶瓷過濾機濾餅洗滌技術(shù)的應(yīng)用可將氰尾中夾帶的已溶金、銀及氰化物回收，彌補了三層洗滌不足的缺點；并且使其尾礦中的氰化物含量降低至0.000 1%，為尾礦的干式堆存的安全性創(chuàng)造了條件，同時也提高了金、銀的選礦回收率，具有較好的經(jīng)濟和社會效益[1]。

1 濾餅洗滌的理論依據(jù)

濾餅的洗滌過程比過濾過程更為復(fù)雜，因為洗滌不僅僅涉及洗水和母液在濾餅孔隙中的流動，而且還伴隨著液體間的流動發(fā)生取代(置換)、混合與擴散等現(xiàn)象。這與濾餅的細(xì)度、黏度、水分、厚度等物料性質(zhì)緊密相關(guān)，同時也與脫水設(shè)備的運行工況密切相關(guān)，如陶瓷過濾機的真空度、轉(zhuǎn)速、陶瓷板面積等條件。因此濾餅的洗滌是一個十分復(fù)雜的過程，影響因素較多[2]。另外，單位時間內(nèi)顆粒間的母液不斷地被洗水取代，會使顆粒間的洗液稀釋后的濃度降得更低，這和萃取的原理類似，因此在同等洗水用量的前提下，濾餅的多次洗滌，其洗滌率比濃密洗滌要高許多，濾餅洗滌會完成的更徹底[3]。

從總體上看，可以認(rèn)為濾餅洗滌的實質(zhì)是傳質(zhì)過程，濾餅中溶質(zhì)向溶液中傳遞，僅各階段傳質(zhì)效率不同罷了，過濾洗滌微元體示意見圖1。

圖1 過濾洗滌微元體示意

取濾餅單元面積為a的微元體，在此微元內(nèi)，濾餅中溶質(zhì)濃度由c+dc降為洗液出口處濃度c，洗液帶走的溶質(zhì)量為a(c-cw)dqw，dqw為通過微元的洗液量，-εLadc和a(c-cw)dqw應(yīng)成正比，因此得

-εLAdc=βA(c-cw)dqw,

(1)

式中，A為有效過濾面積，m2；L為濾餅厚度，m；ε為濾餅含液率(體積分?jǐn)?shù))；c為洗出液濃度，mol/m3；cw為洗水原始濃度，mol/m3；qw為洗液量，m3/m2；β為洗滌傳質(zhì)系數(shù)，無量綱。

2 陶瓷過濾機濾餅洗滌技術(shù)實踐

2.1 遂昌金礦氰化工藝概況

浙江省遂昌金礦有限公司選廠內(nèi)有鉛鋅礦浮選和金礦全泥氰化2條生產(chǎn)線，其中金礦日處理原礦150 t，其選礦采用2段1閉路碎礦—2段磨礦—氰化浸出—3層濃密洗滌—貴液置換—貧液全部返回的全泥氰化工藝，其中氰尾脫水采用TT-45陶瓷過濾機，將尾礦過濾成濾餅后干式堆存[4]。

陶瓷過濾機生產(chǎn)的濾餅(即新鮮的氰尾)礦石密度為2.73 t/m3，粒度-0.074 mm占90%以上。氰尾中水份約為20%，水份夾帶了一部分已溶的目的金屬，pH值大于10，氰化納含量為500 g/t(濕礦)。由于其氰化物超標(biāo)，根據(jù)《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，參考固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法HJ/T 299—2007和浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)GB 5085.3—2007，該種氰渣屬于危險固體廢物，儲存設(shè)施需采取防滲處理，尾礦滲濾水需經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放；且運輸危險廢物，必須采取防止污染環(huán)境的措施，并遵守國家有關(guān)危險貨物運輸管理的規(guī)定。

由于氰尾中水份約為20%，水份夾帶了一部分已溶的金屬，按照2013年生產(chǎn)報表排液統(tǒng)計結(jié)果金含量為0.35 mg/L，銀含量為7.82 mg/L，年處理原礦4.5萬t，即有金3.93 kg、銀87.98 kg的已溶金屬流失。2014年由于黃金價格低迷，原材料上漲，黃金行業(yè)的采、選、冶成本上升，導(dǎo)致利潤空間縮水，嚴(yán)重影響了黃金礦山的經(jīng)濟效益，所以如何更好地提高回收率，有效回收目的金屬已迫在眉睫。

2.2 陶瓷過濾機濾餅洗滌設(shè)計方案

遂昌金礦于2006年3月采用TT-45陶瓷過濾機用于氰尾脫水，TT型陶瓷過濾機改變了其傳統(tǒng)的過濾方式，其設(shè)計獨特，結(jié)構(gòu)緊湊，性能優(yōu)良，自動化程度高，操作方便，但是沒有洗滌功能。技術(shù)人員于2013年初在陶瓷過濾機的干燥區(qū)設(shè)計增加2組洗滌裝置，洗滌裝置分2層，第1次用貧液洗滌，第2次洗滌用流程補加的清水，改造后TT-45陶瓷過濾機工作原理示意見圖2。

改造后TT-45陶瓷過濾機是針對該種濾餅進(jìn)行設(shè)計的，該洗滌裝置分為2組。第1組洗滌裝置采用多空PPR噴管，利用貧液對陶瓷濾餅進(jìn)行噴淋洗滌，主要是洗滌濾餅中已溶的金、銀；第2組洗滌裝置是安裝不銹鋼霧化噴頭，用清水對濾餅進(jìn)行2次洗滌，確保更好的洗滌效果，最大限度地回收已溶金、銀，減少金屬流失，若流程中貧液量夠用，貧液洗滌可增加1～3次，洗滌效果將更為理想，貧液+清水洗滌裝置安裝示意見圖3。

圖2 改造后TT-45陶瓷過濾機工作原理示意

圖3 貧液+清水洗滌裝置安裝示意

陶瓷過濾機濾餅洗滌技術(shù)的研究及應(yīng)用正是采用多段洗滌裝置對陶瓷過濾機濾餅進(jìn)行充分的洗滌，濾餅中的水份在真空吸附下，母液與洗水得到強制性交換，比常規(guī)的洗滌效率更高、更有效，從而提高了洗滌率，進(jìn)一步也提高了金屬回收率。

2.3 洗滌裝置實施后的運行效果和效益

陶瓷過濾機濾餅洗滌技術(shù)從2013年3月實施以來，取得了較好的效果，取樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果見表1，經(jīng)濟效益估算見表2。

表1 3月—8月濾餅洗滌實踐數(shù)據(jù)統(tǒng)計 g/t

時間洗滌前含量排液AuAg氰尾氰化納洗滌后含量排液AuAg氰尾氰化納3月0.355.56510.630.062.56150.424月0.397.86520.260.072.32180.465月0.329.26530.380.051.86174.226月0.286.85450.490.083.42125.067月0.408.88550.280.041.62120.088月0.368.48440.360.062.48155.25均值0.357.82500.400.062.38150.08

表2 經(jīng)濟效益估算 萬元

由表1、表2中數(shù)據(jù)計算可知，金、銀、氰化鈉的回收率分別為82.85%、69.56%、70.00%。根據(jù)遂昌金礦全泥氰化實際情況年可回收黃金3.25kg，白銀61.2kg，氰化鈉(濃度為30%)65.46t，按照遂昌金礦前3a銷售黃金、白銀的均價計算，可產(chǎn)生經(jīng)濟效益150余萬元。

3 應(yīng)用陶瓷過濾機洗滌技術(shù)需注意的問題

(1)置換崗位應(yīng)把控好置換工藝條件，控制好指標(biāo)，確保貧液不惡化，并把握好貴液處理量，確保貧液量能正常供應(yīng)；如果貧液指標(biāo)惡化，氰尾指標(biāo)將被污染。

(2)清水洗滌裝置需要控制清水用量，清水用量最好不大于流程耗水量，需密切注意流程中的水量平衡。

(3)由于洗滌水引入了貧液，陶瓷過濾機在停機清洗時應(yīng)特別注意閥門是否關(guān)閉，杜絕大意操作導(dǎo)致含氰液體外排，確保環(huán)保指標(biāo)正常。

4 結(jié) 論

(1)陶瓷過濾機濾餅洗滌技術(shù)在遂昌金礦的應(yīng)用不僅提高了選礦回收率，減少了金屬的流失和氰化鈉的外排，更減輕了環(huán)保壓力，降低了生產(chǎn)成本。

(2)該技術(shù)在遂昌金礦實踐2a來，運行穩(wěn)定，其中氰尾中氰化納消減到150g/t，再運輸?shù)蕉褕龆汛?，堆場基本不使用次氯酸鈣除氰，總排含氰污水排放合格率達(dá)100%。

(3)陶瓷過濾機濾餅洗滌技術(shù)獲得了新型實用技術(shù)專利(專利號ZL201320135210．2)，同時該技術(shù)也為同行礦山，特別是濕法冶金礦山需要洗滌的物料提供了參考借鑒，具有較好的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。

[1] 葉躍威，何益民，斯建國.遂昌金礦氰化尾礦干堆生產(chǎn)實踐[J].黃金，2013(2):1-2.

[2] 張生富，季大慶，歐陽傳亮，等.洗滌工序?qū)β然涃|(zhì)量和收率的影響[J].無機鹽工業(yè)，2010，42(5)：39-45.

[3] 郭汝衛(wèi).過濾機濾餅洗滌水量控制系統(tǒng)的改造[J].云南化工，1999，38(4)：39-42.

[4] 浙江省遂昌金礦設(shè)計研究所.遂昌金礦全泥氰化工業(yè)性試驗報告[R].遂昌：浙江省遂昌金礦設(shè)計研究所，2001.

2015-01-16)

秦昌靜(1984—)，男，工段長，助理工程師，323000 浙江省遂昌縣花園嶺遂昌金礦。