艾砂磨机在某黄金冶炼公司的试验研究

李环 卞小冬 朱金超 李宁 熊宗彪

摘要：某黄金冶炼公司采用分级磨矿工艺处理高硫金精矿，磨矿细度-0.037 mm占95 %，氰渣金品位在1.30 g/t左右。为进一步探索降低氰渣金品位的可能性，开展了艾砂磨机磨矿半工业试验。结果表明：经艾砂磨机磨矿后，磨矿产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2个细粒级的分布率增加，在+14.50 μm各粒级的分布率降低，且艾砂磨机磨矿比较均匀;氰化浸出氰渣金品位从1.30 g/t左右降低至1.10 g/t，银品位从11.30 g/t降低至9.50 g/t，经济效益显著。

关键词：艾砂磨机;细磨;高硫金精矿;粒度分布;浸出率

中图分类号：TD453文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2022）05-0063-05doi：10.11792/hj20220512

引 言

某黄金冶炼公司为日处理量1 200 t的大型氰化冶炼企业，设计选矿工艺为金精矿经磨矿浮选后，得到低硫金精矿、高硫金精矿及高铜铅金精矿。3种产品进行氰化浸出、洗涤、锌粉置换。该公司对高硫金精矿浸出工艺流程进行了改造[1]，采用分级磨矿工艺，即在浸出前用旋流器对给矿进行分级，底流粗颗粒沉砂进入磨机再磨，粒度较细溢流和经磨机磨矿后沉砂进入浸出槽进行浸出。改造后，磨矿细度-0.037 mm占95 %，氰渣金品位在1.30 g/t左右，金浸出率达到92.30 %，较改造前提高了2百分点。

为探索进一步提高高硫金精矿金回收率的可能性，采用艾砂磨机对高硫金精矿进行磨矿试验。艾砂磨机[2]是在国外20多年工业应用基础上，针对中国金属矿山矿石难、杂、细的特点而研制的超细磨设备。该公司在氰化车间浸出厂房进行了艾砂磨機磨矿半工业试验，经艾砂磨机磨矿后，磨矿产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2个细粒级的分布率增加，而在+14.50 μm 各粒级的分布率降低，且氰渣金、银品位均有降低，经济效益显著。

1 高硫金精矿氰渣性质

从某黄金冶炼公司几个月的高硫金精矿氰渣生产样中抽取等量样品，利用先进的工艺矿物学技术对氰渣金矿物解离特性、嵌布特征、粒度组成进行分析，结果见表1、表2。

由表1、表2可知：氰渣中解离度低于25 %的金矿物分布率为94.45 %;氰渣中金矿物平均粒径为5.17 μm，粒度较细，呈细粒—微细粒嵌布。

从工艺矿物学研究结果可看出：氰渣中金矿物主要以包裹形式存在，少量以裂隙金形式存在。因此，为降低高硫金精矿氰渣金品位，需进一步增加磨矿细度，提高金矿物解离度。

2 艾砂磨机

艾砂磨机适用于各类矿物的细磨作业，其利用内部分级和选择性磨矿原理，可开路生产出不欠磨、不过磨的磨矿产品[3]，具有高效节能、产品粒度分布窄、占地面积小等优点。

艾砂磨机的结构（见图1）组成主要包括电动机、减速机、主轴、搅拌盘、分级盘和筒体等[4]，工作部件主要由主轴和多个并排串在轴上的搅拌盘和尾端的分级盘组成。其工作原理为矿浆在隔渣后，稳定给入磨机，磨机内的搅拌盘在主轴的带动下实现高速旋转，高速旋转的搅拌盘带动筒体内部的磨矿介质做绕轴向运动和自转运动，在高速旋转的离心力作用下，矿物和磨矿介质按照粒径大小从小到大由磨机轴向筒体内部径向分布，实现大介质磨大颗粒矿物，小介质磨小颗粒矿物的选择性磨矿。此外，每2个搅拌盘之间是一个独立的磨矿区，在一定的给矿压力下，越往后矿浆颗粒越细，从而形成了内部分级、开路磨矿的新工艺。

3 半工业试验

为进一步提高高硫金精矿解离度，在生产现场开展半工业试验，采用艾砂磨机对高硫金精矿进行超细磨，考察磨矿效果。

3.1 试验设备

试验设备为ALC-100L型艾砂磨机，其外形及结构见图2，各项参数见表3。

3.2 试验过程

3.2.1 样品来源

该公司高硫金精矿浸出工艺由8个浸出槽串联组成，根据前期高硫金精矿浸出系统流程考查数据[3]，5号浸出槽及后续浸出槽中，高硫金精矿中的金基本不再浸出。因此，本次试验用泵从5号浸出槽抽取矿浆（原矿）至1.5 m×1.8 m搅拌桶，充分搅拌后，通过软管泵泵入磨机进行磨矿。

3.2.2 磨矿试验

磨机磨矿效果的主要影响因素有磨机转速、矿浆处理量、磨矿浓度、磨机充填率。本次磨矿试验分别从这4个方面开展，探索最佳磨矿条件。在进行条件试验时，待原矿充分搅拌后取原矿样，磨机稳定运行1 h后取磨矿后样品;得出4个最佳磨矿条件后，开展连续稳定试验，进一步验证条件试验结果。

3.2.3 浸出试验

浸出试验直接采用实验室3 L浸出槽进行，浸出浓度（37 %）为现场磨矿浓度，氰化钠质量分数0.60 %～0.65 %，风量0.06 m3/h（矿浆溶氧量在12 mg/L以上），浸出搅拌转速1 002 r/min，浸出时间24 h，浸出试验结束后，取部分浸前原矿及浸后氰渣，用清水充分洗涤，烘干后送检，对比磨矿前后浸出效果。

4 试验结果与讨论

4.1 磨机转速

试验条件为磨矿浓度37 %，矿浆处理量1.4～1.5 m3/h，磨机介质70 kg（磨机充填率39.38 %）。磨机转速通过磨机主机频率进行调节，分别为35 Hz、40 Hz、45 Hz、48 Hz。不同磨机转速（以磨机频率表示）产品粒度分布情况见图3。

由图3可知：随着磨机频率的增加，磨矿后的产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2个细粒级的分布率逐渐增加，而在+14.50 μm各粒级的分布率逐渐降低;这说明随着磨机频率的增加，磨矿后产品粒度逐渐变细。

相比于原矿，4组磨矿试验产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2个细粒级的分布率明显增加，而在+14.50 μm各粒级的分布率明显降低。这说明艾砂磨机磨矿比较均匀，+14.50 μm各粒级的分布率均下降，而不是将细粒级磨得更细。348EDD8F-EE9A-4298-8CCE-ABF94DBDD69C

对浸前原矿及磨矿后的产品进行浸出试验，结果见表4。

由表4可知：经艾砂磨机磨矿后，氰渣金、银品位均下降，金品位可降低0.16～0.20 g/t，银品位可降低0.81～1.61 g/t。随着磨机频率的增加，磨矿后氰渣金、银品位均逐渐降低，当磨机频率为48 Hz时，氰渣金品位可降低0.20 g/t，银品位可降低1.61 g/t。因此，确定磨机频率最佳试验条件为48 Hz。

4.2 矿浆处理量

试验条件为磨机频率48 Hz，磨矿浓度37 %，磨机介质70 kg（磨机充填率39.38 %），矿浆处理量分别为1.5 m3/h、2.1 m3/h、2.4 m3/h、3.0 m3/h、3.5 m3/h。不同矿浆处理量产品粒度分布情况见图4。

图4 不同矿浆处理量产品粒度分布情况

由图4可知：随着矿浆处理量的增加，磨矿后的产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2个细粒级的分布率逐渐降低，而在+9.86 μm各粒级的分布率逐渐增加。这说明随着矿浆处理量的增加，磨矿时间逐渐降低，磨矿后产品的粒度逐渐变粗。

相比于原矿，5组磨矿试验产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm、+14.50 μm各粒级的分布率变化趋势与磨机转速试验结果一致。

对浸前原矿及磨矿后的产品进行浸出试验，结果见表5。

由表5可知：经艾砂磨机磨矿后，氰渣金、银品位均下降，金品位可降低0.12～0.19 g/t，银品位可降低0.41～1.56 g/t。随着矿浆处理量的增加，磨矿后氰渣金、银品位降低值均逐渐减小;说明礦浆处理量增加后，磨矿时间相应减少，磨矿效果逐渐变差。综合考虑，确定最佳矿浆处理量为2.4 m3/h。

4.3 磨矿浓度

试验条件为磨机频率48 Hz，矿浆处理量2.4 m3/h，磨机介质70 kg（磨机充填率39.38 %），磨矿浓度分别为37 %、40 %、42 %、45 %。不同磨矿浓度产品粒度分布情况见图5。

由图5可知：随着磨矿浓度的增加，磨矿后的产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2个细粒级的分布率逐渐降低，而在+9.86 μm各粒级的分布率逐渐增加。这说明随着磨矿浓度的增加，磨矿后产品的粒度逐渐变粗。

对浸前原矿及磨矿后的产品进行浸出试验，结果见表6。

由表6可知：经艾砂磨机磨矿后，氰渣金、银品位均下降，金品位可降低0.13～0.21 g/t，银品位可降低1.10～1.42 g/t。随着磨矿浓度的增加，磨矿后氰渣金、银品位降低值均逐渐减小;说明磨矿浓度增加后，磨矿效果逐渐变差，氰渣品位逐渐升高。综合考虑，确定磨矿浓度最佳为37 %。

4.4 磨机充填率

试验条件为磨机频率48 Hz，矿浆处理量2.4 m3/h，磨矿浓度37 %，磨机介质分别按照70 kg、85 kg、90 kg、95 kg（磨机充填率分别为39.38 %、47.82 %、50.63 %、53.45 %）添加。不同磨机充填率产品粒度分布情况见图6。

由图6可知：随着磨机充填率的增加，磨矿后的产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2个细粒级的分布率逐渐增加，而在+9.86 μm各粒级的分布率逐渐降低。这说明随着磨机充填率的增加，磨矿后产品的粒度逐渐变细。

对浸前原矿及磨矿后的产品进行浸出试验，结果见表7。

由表7可知：经艾砂磨机磨矿后，氰渣金、银品位均下降，金品位可降低0.19～0.24 g/t，银品位可降低1.44～1.80 g/t。随着磨机充填率的增加，磨矿后氰渣金、银品位均逐渐降低;说明磨机充填率增加后，磨矿后矿物粒度逐渐变细，解离度提高。因此，确定磨机充填率为53.45 %。

4.5 验证试验

利用上述4组条件试验获得的最佳条件进行连续稳定验证试验，即磨机频率48 Hz、矿浆处理量2.4 m3/h 、磨矿浓度37 %、磨机充填率53.45 %

。每隔30 min取1次磨矿前和磨矿后样品，每3 h样品混合成一个综合样，磨机持续稳定运行6 h，共获得 2组 综合样。连续稳定验证试验产品粒度分布情况见图7。

由图7可知：磨矿后-14.50 μm各粒级的分布率均增加，+14.50 μm各粒级的分布率均降低，与前期条件试验获得的结论一致，进一步验证了艾砂磨机磨矿较为均匀。

对浸前原矿及磨矿后的产品进行浸出试验，结果见表8。

由表8可知：经艾砂磨机磨矿后，氰渣金品位可降低0.24 g/t左右，银品位可降低1.82 g/t左右。

4.6 效益分析

经艾砂磨机磨矿后，高硫金精矿氰渣金品位按1.10 g/t计，较现场生产可降低0.20 g/t，每年可多回收黄金40 kg;氰渣银品位按9.50 g/t计，较现场生产可降低1.80 g/t，每年可多回收白银360 kg。效益分析结果见表9。

根据试验数据，使用艾砂磨机磨矿后，每年增加成本866.67万元（见表10）。

综上，采用艾砂磨机磨矿后，年可创造净利润510.13万元。

5 结 论

1）某黄金冶炼公司高硫金精矿中存在部分包裹金，这部分包裹金多存在于粒度较粗的矿物颗粒中，直接氰化难以得到有效回收，影响金回收率和企业效益。

2）艾砂磨机半工业试验表明，无论何种磨矿条件，相比于原矿，磨矿后的产品在-5.21 μm、-9.86～+5.21 μm 2个细粒级的分布率均增加，而在+14.50 μm各粒级的分布率降低。这说明艾砂磨机磨矿比较均匀，粗粒级中各个粒级的分布率均下降，而不是将细粒级磨得更细。348EDD8F-EE9A-4298-8CCE-ABF94DBDD69C

3）采用艾砂磨机磨矿后，高硫金精矿氰渣金品位可降低0.20 g/t，银品位可降低1.80 g/t，年可创造净利润510.13万元，经济效益显著。

[参 考 文 献]

[1] 李环.高硫金精矿分级再磨技术改造[J].黄金，2019，40（11）：60-63.

[2] 高明炜，童伟，叶跃威，等.艾砂磨机在遂昌金矿的试验应用[J].黄金，2017，38（3）：63-67.

[3] 许新跃，童伟，黄东福，等.艾砂磨机在细磨中的优势及其在有色金属选矿厂的应用[J].有色金属（选矿部分），2020（5）：86-90.

[4] 杨旭升，林明国，章恒兴，等.艾砂磨机在某冶炼厂的试验应用[J].黄金，2018，39（4）：47-50.

Experimental study on Isa mill in a gold smelter

Li Huan1，Bian Xiaodong1，Zhu Jinchao1，Li Ning1，Xiong Zongbiao2

（1.Shandong Gold Smelting Co.，Ltd.;

2.ALC Minerals Technology Co.，Ltd.）

Abstract：A gold smelter adopts graded grinding process to treat high sulfur gold concentrate.After grinding，the fineness is -0.037 mm accounting for 95 %，and the gold grade of cyanide residue is about 1.30 g/t.In order to explore the possibility of further reducing the gold grade of cyanide residue，the semi industrial test of Isa mill was carried out.The test results show that the grinding product is more distributed in 2 fine grain ranges of -5.21 μm and -9.86-+5.21 μm after grinding by Isa mill，less distributed in +14.50 μm，and the ores are ground more evenly by Isa mill;the gold grade of cyanidation tailings is reduced from about 1.30 g/t to 1.10 g/t，and the silver grade is reduced from 11.30 g/t to 9.50 g/t，creating significant economic benefits.

Keywords：Isa mill;fine grinding;high sulfur gold concentrate;grain distribution;leaching rate

收稿日期：2021-12-23; 修回日期：2022-02-21

作者簡介：李 环（1987—），男，山东烟台人，助理工程师，从事金银精矿氰化浸出技术研究工作;山东省烟台市莱州市金城镇龙埠村888号，山东黄金冶炼有限公司，261441;E-mail：65626316@qq.com348EDD8F-EE9A-4298-8CCE-ABF94DBDD69C