陶瓷过滤机滤饼洗涤技术在遂昌金矿的应用实践

秦昌静 黄良伟 刘显平 郑革委

(遂昌金矿有限公司)

陶瓷过滤机滤饼洗涤技术在遂昌金矿的应用实践

秦昌静 黄良伟 刘显平 郑革委

(遂昌金矿有限公司)

针对遂昌金矿氰化厂采用传统浓密洗涤—过滤脱水联合工艺中出现的浓密洗涤不彻底，排液金、银品位高，导致部分金属流失的情况，通过在过滤尾矿的陶瓷过滤机上新增一套洗涤装置，使其具有脱水和洗涤的双重功能，利用流程中补加水和贫液作为洗涤水，有效地回收了金、银及氰化纳，使氰尾中的氰化纳从500 g/t消减到150 g/t，同时为后续干堆降低了生产成本和环保压力，经济效益及环境效益显著。

金矿 陶瓷过滤洗涤机 滤饼 洗涤装置 洗涤率

用洗水从滤饼中置换出母液的操作过程称作滤饼洗涤，在固液分离中一般简称洗涤。滤饼洗涤通常有2个目的：一是为了除去滤饼中存在的杂质，使滤饼得以净化；二是回收滤饼中滞留的有价值滤液。目前，国内黄金矿山所采用的选冶工艺以氰化炭浆法和氰化锌粉置换法为主，在氰化锌粉置换工艺流程中很重要的一个环节就是固液分离和洗涤，传统流程采用三层浓密机洗涤和压滤机脱水联合作业。由于氰化工艺中要求磨矿细度-0.074 mm占90%以上，因此真空过滤后的滤饼含水较高，滤饼夹带已浸出的贵金属，造成金属流失，以及氰化物污染等问题。由于采用氰化工艺，剧毒氰化物对环境的污染成为黄金矿山面临的主要问题，尽管有的采用污水处理配套设施，但是尾矿中仍夹带有较高的氰化物，为控制氰化物对环境的污染程度，真正实现尾矿“零排放”，还要对尾矿实现脱氰处理，这也是黄金氰化矿山尾矿处理的主要研究方向。

近几年来，具有洗涤功能的立式板框压滤机和卧式压滤机已有报道，而陶瓷过滤机增加洗涤功能实例的报道并不多，实践实例更是少见。为此，遂昌金矿氰化厂针对生产中出现的浓密洗涤不彻底，排液品位高，导致金属流失的情况，通过陶瓷过滤机滤饼洗涤技术的应用可将氰尾中夹带的已溶金、银及氰化物回收，弥补了三层洗涤不足的缺点；并且使其尾矿中的氰化物含量降低至0.000 1%，为尾矿的干式堆存的安全性创造了条件，同时也提高了金、银的选矿回收率，具有较好的经济和社会效益[1]。

1 滤饼洗涤的理论依据

滤饼的洗涤过程比过滤过程更为复杂，因为洗涤不仅仅涉及洗水和母液在滤饼孔隙中的流动，而且还伴随着液体间的流动发生取代(置换)、混合与扩散等现象。这与滤饼的细度、黏度、水分、厚度等物料性质紧密相关，同时也与脱水设备的运行工况密切相关，如陶瓷过滤机的真空度、转速、陶瓷板面积等条件。因此滤饼的洗涤是一个十分复杂的过程，影响因素较多[2]。另外，单位时间内颗粒间的母液不断地被洗水取代，会使颗粒间的洗液稀释后的浓度降得更低，这和萃取的原理类似，因此在同等洗水用量的前提下，滤饼的多次洗涤，其洗涤率比浓密洗涤要高许多，滤饼洗涤会完成的更彻底[3]。

从总体上看，可以认为滤饼洗涤的实质是传质过程，滤饼中溶质向溶液中传递，仅各阶段传质效率不同罢了，过滤洗涤微元体示意见图1。

图1 过滤洗涤微元体示意

取滤饼单元面积为a的微元体，在此微元内，滤饼中溶质浓度由c+dc降为洗液出口处浓度c，洗液带走的溶质量为a(c-cw)dqw，dqw为通过微元的洗液量，-εLadc和a(c-cw)dqw应成正比，因此得

-εLAdc=βA(c-cw)dqw,

(1)

式中，A为有效过滤面积，m2；L为滤饼厚度，m；ε为滤饼含液率(体积分数)；c为洗出液浓度，mol/m3；cw为洗水原始浓度，mol/m3；qw为洗液量，m3/m2；β为洗涤传质系数，无量纲。

2 陶瓷过滤机滤饼洗涤技术实践

2.1 遂昌金矿氰化工艺概况

浙江省遂昌金矿有限公司选厂内有铅锌矿浮选和金矿全泥氰化2条生产线，其中金矿日处理原矿150 t，其选矿采用2段1闭路碎矿—2段磨矿—氰化浸出—3层浓密洗涤—贵液置换—贫液全部返回的全泥氰化工艺，其中氰尾脱水采用TT-45陶瓷过滤机，将尾矿过滤成滤饼后干式堆存[4]。

陶瓷过滤机生产的滤饼(即新鲜的氰尾)矿石密度为2.73 t/m3，粒度-0.074 mm占90%以上。氰尾中水份约为20%，水份夹带了一部分已溶的目的金属，pH值大于10，氰化纳含量为500 g/t(湿矿)。由于其氰化物超标，根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，参考固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法HJ/T 299—2007和浸出毒性鉴别标准GB 5085.3—2007，该种氰渣属于危险固体废物，储存设施需采取防渗处理，尾矿渗滤水需经处理后达标排放；且运输危险废物，必须采取防止污染环境的措施，并遵守国家有关危险货物运输管理的规定。

由于氰尾中水份约为20%，水份夹带了一部分已溶的金属，按照2013年生产报表排液统计结果金含量为0.35 mg/L，银含量为7.82 mg/L，年处理原矿4.5万t，即有金3.93 kg、银87.98 kg的已溶金属流失。2014年由于黄金价格低迷，原材料上涨，黄金行业的采、选、冶成本上升，导致利润空间缩水，严重影响了黄金矿山的经济效益，所以如何更好地提高回收率，有效回收目的金属已迫在眉睫。

2.2 陶瓷过滤机滤饼洗涤设计方案

遂昌金矿于2006年3月采用TT-45陶瓷过滤机用于氰尾脱水，TT型陶瓷过滤机改变了其传统的过滤方式，其设计独特，结构紧凑，性能优良，自动化程度高，操作方便，但是没有洗涤功能。技术人员于2013年初在陶瓷过滤机的干燥区设计增加2组洗涤装置，洗涤装置分2层，第1次用贫液洗涤，第2次洗涤用流程补加的清水，改造后TT-45陶瓷过滤机工作原理示意见图2。

改造后TT-45陶瓷过滤机是针对该种滤饼进行设计的，该洗涤装置分为2组。第1组洗涤装置采用多空PPR喷管，利用贫液对陶瓷滤饼进行喷淋洗涤，主要是洗涤滤饼中已溶的金、银；第2组洗涤装置是安装不锈钢雾化喷头，用清水对滤饼进行2次洗涤，确保更好的洗涤效果，最大限度地回收已溶金、银，减少金属流失，若流程中贫液量够用，贫液洗涤可增加1～3次，洗涤效果将更为理想，贫液+清水洗涤装置安装示意见图3。

图2 改造后TT-45陶瓷过滤机工作原理示意

图3 贫液+清水洗涤装置安装示意

陶瓷过滤机滤饼洗涤技术的研究及应用正是采用多段洗涤装置对陶瓷过滤机滤饼进行充分的洗涤，滤饼中的水份在真空吸附下，母液与洗水得到强制性交换，比常规的洗涤效率更高、更有效，从而提高了洗涤率，进一步也提高了金属回收率。

2.3 洗涤装置实施后的运行效果和效益

陶瓷过滤机滤饼洗涤技术从2013年3月实施以来，取得了较好的效果，取样数据统计结果见表1，经济效益估算见表2。

表1 3月—8月滤饼洗涤实践数据统计 g/t

时间洗涤前含量排液AuAg氰尾氰化纳洗涤后含量排液AuAg氰尾氰化纳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 经济效益估算 万元

由表1、表2中数据计算可知，金、银、氰化钠的回收率分别为82.85%、69.56%、70.00%。根据遂昌金矿全泥氰化实际情况年可回收黄金3.25kg，白银61.2kg，氰化钠(浓度为30%)65.46t，按照遂昌金矿前3a销售黄金、白银的均价计算，可产生经济效益150余万元。

3 应用陶瓷过滤机洗涤技术需注意的问题

(1)置换岗位应把控好置换工艺条件，控制好指标，确保贫液不恶化，并把握好贵液处理量，确保贫液量能正常供应；如果贫液指标恶化，氰尾指标将被污染。

(2)清水洗涤装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)由于洗涤水引入了贫液，陶瓷过滤机在停机清洗时应特别注意阀门是否关闭，杜绝大意操作导致含氰液体外排，确保环保指标正常。

4 结 论

(1)陶瓷过滤机滤饼洗涤技术在遂昌金矿的应用不仅提高了选矿回收率，减少了金属的流失和氰化钠的外排，更减轻了环保压力，降低了生产成本。

(2)该技术在遂昌金矿实践2a来，运行稳定，其中氰尾中氰化纳消减到150g/t，再运输到堆场堆存，堆场基本不使用次氯酸钙除氰，总排含氰污水排放合格率达100%。

(3)陶瓷过滤机滤饼洗涤技术获得了新型实用技术专利(专利号ZL201320135210．2)，同时该技术也为同行矿山，特别是湿法冶金矿山需要洗涤的物料提供了参考借鉴，具有较好的环保效益和经济效益。

[1] 叶跃威，何益民，斯建国.遂昌金矿氰化尾矿干堆生产实践[J].黄金，2013(2):1-2.

[2] 张生富，季大庆，欧阳传亮，等.洗涤工序对氯化钾质量和收率的影响[J].无机盐工业，2010，42(5)：39-45.

[3] 郭汝卫.过滤机滤饼洗涤水量控制系统的改造[J].云南化工，1999，38(4)：39-42.

[4] 浙江省遂昌金矿设计研究所.遂昌金矿全泥氰化工业性试验报告[R].遂昌：浙江省遂昌金矿设计研究所，2001.

2015-01-16)

秦昌静(1984—)，男，工段长，助理工程师，323000 浙江省遂昌县花园岭遂昌金矿。