覃兆广

（西北有色地勘七一三总队公司，陕西 商洛 726000）

1 概述

夏家店金矿建于2003年2月，当平均日处理金矿石投产速率达到100t/d时，该金矿于2006年，将其二期日处理速率提升至200t/d；于2009年，将其三期日处理速率提升至300t/d，于2018年至2019年使用金蝉代替氰化钠炭浆工艺。金矿石经过破矿→磨矿→炭浆氰化（金蝉）浸出吸附→载金炭提取→解吸电解工艺→电解金泥去杂冶炼→产品合质金。

1.1 常温常压解吸电解

在上个20世纪初，我国已成功实现对全泥氰化炭浆工艺的开发和应用，同时，在常温状态下，通过对吸电解工艺进行压解处理，以最大限度地提高载金炭的解吸电解效率和效果。该金矿于2006年6月，在常温状态下，所运用的工艺主要以乙醇蒸馏解吸电解工艺为主，该工艺在具体的运用中，需要将NaOH溶液的质量分数和NaCO3溶液的质量分数分别设置为10%、5%，并将这两种物质进行充分混合，以实现对解吸液的制备，每柱处理量250kg，在常压(0.1MPa)下进行加热，当温度上升至95℃左右时，要向人解吸柱通入相应的溶液。此时，会发现温度压力和解吸速率均呈现出不断下降的趋势。而加温常压解吸法在具体的运用中，需要借助热交换器，对配置好的贵液进行降温处理，使其温度降至80℃左右，只有这样，才能进一步提高电解槽电解效率和效果。解吸的条件是在100℃的下，用3V的直流电压电解，每批处理时间大约40小时左右，工艺流程简单，易操作，设备价格低。但电解出的金泥品位低，易产生合质金，需进一步的提纯分离，解吸时间长，电能消耗大，生产成本高。主要技术指标表1。

表1 主要技术指标

1.2 高温高压解吸电解

在金矿生产规模以及生产效率的不断提升下，乙醇蒸馏解吸电解工艺比较落后、传统，无法满足新时代生产需求。为了解决这一问题，该金矿于2006年，通过对新型、先进的电解工艺进行大量考察和论证，得出如图1所示的高温高压无氰解吸电解工艺流程。

图1 高温高压无氰解吸电解工艺流程

通过利用该工艺，不仅能可以最大限度地提高解吸速率，还能降低解吸所花费的时间成本。另外，该工艺的解吸时间和每柱处理载金炭分别达到了12h、500kg，同时，当解吸率上升至97%以上时，需要将贫炭品位降低至150g/t，当高温高压解吸电解主要指标设置成如表2所示的数据时，可以确保活性炭具有明显的再生化作用。

表2 高温高压解吸电解主要指标

最后，当该金矿成功安装和投入使用高温高压无氰解吸电解装置时，需要将操作参数设置如表3所示的数据。在此基础上，将阴极设置为炭纤维，通过利用Ph值为13.5的NaOH溶液，对对载金炭进行一系列的解吸处理，同时，还要对加压解吸压力进行调整和控制，当该压力达到在0.5Mpa时，需要将解吸温度进行上调处理，使得该温度由原来的95℃上升至150℃。当温度和压力始终保持不变时，通过利用以上工艺，可以起到节能降耗的作用，为进一步提高无氰解吸的高效性和便捷性打下坚实的基础。由此可见，此工艺的设备价格较高，解吸过程连续作业，相对解吸费用较低。

表3 高温高压无氰解吸电解装置操作参数设置

从表1和表2中的数据还可以看出，高温高压无氰解吸的解吸效果要优于常温常压解吸法。这是因为载金炭解吸是吸附的逆过程，严格地说应该是脱附。在解吸过程中，Au(CN)2

-获得能量越大，脱离范德华力概率越高，而能量是由温度提供的，所以说温度是解吸的关键。而乙醇蒸馏无氰解吸法是由于有机溶剂酒精有利于金氰络合物在炭微孔中的扩散，提高了金在活性炭内部和界面上的传质系数，所以酒精解吸的尾炭能够达到50g/t左右，解吸效果更好。

2 高温高压解吸电解工艺改进

为了解决金电积效率低下等问题，现对电解槽内部的各种装置进行不断改造、优化和完善。例如：将炭纤维更换为刚毛阴极。同时，在解吸电解过程中不断地实践总结，不断优化操作条件，得出解吸电解最佳的操作参数：温度150℃，解吸时间9h，流量2.5左右m/h，压力0.50MPa～0.60MPa，阴极为钢毛，解吸液NaOH(pH值≥13.5，每柱加碱量15kg)作为解吸剂对载金炭进行解吸。历年主要参数指标表如表4所示。

表4 改进后的主要指标

根据生产结果，对高温高压无氰解吸电解工艺阴极钢毛替代碳钎维和参数进行调整改进，提高了载金炭解吸电解指标，大大降低贫炭品位，降低成本，取得较好综合效果。

3 使用金蝉药剂替代氰化钠选别吸附的载金炭高温高压解吸电解

随着国家对矿山生产环保要求提高，以及选矿工艺采用的药剂选别不断取得新的突破。夏家店金矿2018年初确定采用金蝉替代氰化钠药剂选别进行试验，也是取得了同等的效果，2019年正式投入生产上。众所周知，氰浆工艺载金炭中吸附大量的氰化物，足以使金以Au(OH)2-形式从载金炭上解吸下来，只要解吸温度不超过氰化物热分解的温度。换句话说，只要载金炭中含有一定浓度的氰化物，高温高压解吸过程在8个小时内基本上达到很好的效果。而金蝉药剂选别出也是络离子金存在，对于载金炭吸附机理没有什么影响，金蝉载金炭进行解吸同样也是要使金以Au(OH)-2形式从载金炭上解吸下来，考虑到选别药剂的性质，在高温高压解吸电解操作条件上做个调整，主要是解吸时间上延迟：温度150℃，解吸时间11h，流量2.5左右m/h，压力0.50MPa～0.60MPa，阴极为钢毛，解吸液NaOH(pH值≥13.5，每柱加碱量15kg)作为解吸剂对载金炭进行解吸。2018年金蝉载金炭解吸电解试验结果如表5。

表5 2018年金蝉载金炭解吸电解试验结果

2019年正式投入生产后，为了寻求更佳的解吸电解效果，在试验要求的操作条件上，继续延迟150℃后的解吸时间为13h，适当把解吸液的加减量较少，每柱加减量为10kg，原因是在延迟解吸时间的同时，解吸液浓度高，对载金炭解吸过程中的贱金属量增多，反而影响解吸效果。2019年解吸电解主要工艺指标如表6。

表6 2019年解吸电解主要工艺指标

从表5和表6看金蝉载金炭在高温高压解吸电解工艺也是适应的，只是考虑到金矿选别时使用的药剂性质不同，但是产生都是络离子金，对于载金炭吸附机理是一样的，解吸过程都是使金以Au(OH)2-形式从载金炭上解吸下来，考虑到氰浆工艺载金炭中吸附的氰化物，对于解吸过程更好地解吸出来，实际上，载金炭在150℃条件下解吸时，也可以进行，但是考虑到解吸效果更有价值，在实际操作上需要不断寻求更佳的操作条件。

4 解吸工艺的主要特点

4.1 常温常压解吸电解

自从20世纪80年代我国开发引进全泥氰化炭浆工艺以来，载金炭的解吸电解都是采用常温常压解吸电解工艺。虽然该工艺流程简单，易操作，设备价格低，但解析时间长，电能消耗大，而且电解出的金泥品位低，易产生合质金，需进一步的提纯分离。所以自从1994年我国成功开发研制了高温高压解吸电解设备之后，常温常压解吸方法已基本被淘汰。

4.2 高温高压解吸电解理论问题

4.2.1 解吸过程中加不加氰化物的问题

通常情况下，对于载金炭而言，在对氰化物进行吸附期间，一旦出现吸附量过多，导致载金炭上大量的金被解吸出来。也就是说，当解吸液内部的氰化物达到一定浓度时，即使没有氰化物的添加和使用，整个解吸过程同样可以正常进行。此外，当外界温度达到100℃时，整个解吸过程在不添加氰化物的情况下同样可以正常进行。

4.2.2 所谓加压解吸电解的问题

加压解吸电解设备不能称之为“高压无氰解吸电解设备”，这是由于在对压力进行科学划分期间，需要将0.5MPa划归到低压行列中，为了保证压力控制的可靠性和安全性，需要将工作压力设置为0.6MPa，这种压力值被划归为中压行列。此外，解吸速率高低不会对解吸压力产生直接性的影响，而解吸液温度高低会对解吸压力产生明显的影响，当解吸液温度达到150℃时，其解压压力将会自动变为0.5MPa，通过对解吸液进行加压处理，可以将解吸液的蒸发量降到最低。

4.2.3 是解吸温度问题

解吸液温度与解吸速度两种之间具有正相关关系，当解吸液温度不断上升时，解吸速度呈现出不断上升的趋势。但是，为了保证最终解吸效果，技术人员要科学调整和控制解吸温度，避免因解吸温度过高而导致解吸液内氰化物被大量分解，导致解吸过程无法正常进行。此外，澳大利亚COM0 ENGINEERS公司于1984年成功研发和应用一种先进、高效的加压解吸电解工艺，当温度和压力相关参数保持一致的情况下，确保解吸和电解同时进行。此时，当解吸温度达到140℃，其对应的解吸压力自动变为0.3Mpa。COM0 ENGINEERS公司于1987年成功研发和应用新型、先进的加压解吸设备，该主要适用于Fisher金矿领域中。

5 结束语

目前在国内外得到广泛的应用，并且日趋成熟。其工艺和设备主要有一下特点：

（1）本文所提出的常压解吸同温电解设备工艺流程具有安全、可靠、操作便捷简单等特点。

（2）通过将解吸液均匀地分布于解吸柱表面，可以避免解吸柱出现磨损现象，确保该金矿加工生产的可靠性和安全性。

（3）新型、先进的承压电解设备主要是在参照常温常压解吸电解相关工艺的前提下进行研发的。该设备具有结构密封性能良好、材料使用寿命长、电解槽结构稳定等特征，完全符合不同行业的生产需求。

（4）整个解吸电解过程可以在全密封的系统中进行连续式作业，热能消耗低，而且采用无氰解吸，对于环保十分有利。

（5）生产能力大，非常适合大型黄金矿山。