BOTA氰根分析仪在金矿的应用.pdf

第3 2 卷增刊12023年6 月文章编号：1 0 0 4-40 5 1(2 0 2 3)S1-0213-04中国矿业CHINA MINING MAGAZINED0I:10.12075/j.issn.1004-4051.20230418Vol.32,Suppl 1June2023BOTA氰根分析仪在金矿的应用杨树亮，党铁栓，李传伟，韩文阁，张绍忧，孙晋龙，刘道喜1（1 矿冶科技集团有限公司，北京1 0 0 1 6 0；2.嵩县金牛有限责任公司，河南嵩县47 1 40 0）摘要：全泥氰化碳浆提金工艺是国内应用比较广泛的流程，对某全泥氰化碳浆提金工艺的流程进行了介绍，针对氰根的离子浓度检测不及时等问题进行研究分析，对氰根离子浓度的检测和控制进行了阐述，介绍了一种氰根离子浓度的检测方法，以及氰根离子浓度分析仪基本原理，BOTA氰根分析仪可以实时在线检测浸出过程中氰根离子浓度，同时根据氰根的离子浓度自动控制氰化钠添加量，该氰根离子的控制方法已经在国内多个矿山得到了成功应用，为氰化过程的氰根离子浓度控制提供了解决思路。关键词：全泥氰化；氰根离子浓度；氰根分析仪；氰化钠；自动控制中图分类号：X75Application of BOTA cyanide analyzer in gold mineYANG Shuliang,DANG Tieshuan,LI Chuanwei,HAN Wenge,ZHANG Shaochen,SUN Jinlong?，L I U D a o x il(1.BGRIMM Technology Group,Beijing 100160,China;2.Songxian Jinniu Co.，L t d.，S o n g x ia n 47 1 40 0,C h in a)Abstract:The process of gold extraction from all-slime cyanide slurry is introduced,and the problems suchas the lack of timely detection of cyanide ion concentration are analyzed,the detection and control of cyanideion concentration are described.This paper introduces a detection method of cyanide ion concentration andthe basic principle of cyanide ion concentration analyzer,the BOTA cyanide analyzer can detect the cyanideion concentration in the leaching process in real-time and on-line,and automatically control the amount ofsodium cyanide added according to the cyanide ion concentration,the control method of cyanide ion has beensuccessfully applied in many mines in China,which provides a solution for the concentration control ofcyanide ion in the cyanidation process.Keywords:cyanide;cyanide ion concentration;cyanide analyzer;sodium cyanide;automatic control0引 言全泥氰化碳浆提金工艺是国内应用比较广泛的流程，浸出过程中的氰根浓度是黄金浸出工艺重要参数，氰根浓度太低，金的浸出率低，总回收率及生产效率也低；氰根浓度过高，增加生产成本，还会使其他元素大量浸出，给后期作业及环保治理增加很大难度。国内公司氰化钠的添加工艺多是由操作工根据化验室人工检测指标指导手动控制阀门文献标识码：A进行氰化钠添加量的调整，该方法存在检测不及时、氰化钠浓度指标波动大等问题，影响金的浸出，同时存在氰化纳过量添加的问题。为实现浸出生产的精细化控制，需要实时在线检测浸出过程中氰根离子浓度，同时根据氰根的离子浓度自动控制氰化钠添加量，从而实现浸出过程氰根离子浓度自动控制、稳定氰根浓度、节约药剂、优化湿法冶炼过程环保指标 1 。收稿日期：2 0 2 3-0 6-0 5第一作者简介：杨树亮（1 9 7 8 一），男，高级工程师，主要从事选矿自动化、智能化方面研究。引用格式：杨树亮，党铁栓，李传伟，等.BOTA氰根分析仪在金矿的应用 J.中国矿业，2 0 2 3，3 2（S1）：2 1 3-2 1 6.YANG Shuliang,DANG Tieshuan,LI Chuanwei,et al.Application of BOTA cyanide analyzer in gold mineJJ.China Mining Magazine,2023,32(S1):213-216.责任编辑：边晶莹2141工艺流程介绍国内某全泥氰化碳浆提金工艺的流程为浓密机底流由渣浆泵给入到除屑筛除屑，除屑筛筛下矿浆自流至浸出槽，浸出后的矿浆自流到浸吸槽，吸附后的矿浆自流到安全筛，筛上细炭回收处理，筛下矿浆进入尾矿系统。新炭加到最后一台浸吸槽，通过安装在浸吸槽的空气提升器使炭从最后一台吸附槽逆着矿浆流向逐个向前一槽串炭，最后载金炭和矿浆一道从第一台浸吸槽提出，提出的矿浆通过载金炭分离筛筛出载金炭，筛下矿浆自流回浸吸槽，其工艺流程图如图1 所示。返回使用浸出吸附解吸过滤酸洗碳再生电解杂质治炼再生炭贫液返回合质金炉渣图1 全泥氰化碳浆提金工艺流程图Fig.1 Process flow diagram of full mud cyanidecarbon pulp gold extraction2氰根离子浓度检测方法介绍通过多方的研究和对比，在国内某金矿的浸出槽引进一台BOTA氰根离子浓度在线分析仪。氰根浓度在线分析仪运用成熟湿化学分析方法，结合先进的过程取样技术、样品预处理技术、溶液精密计量与控制技术、信号处理技术等，实现离子浓度全自动分析，并确保结果的可靠性和重复性。该分析仪适用于氰化浸金中氰化物检测和控制，可以替代人工化验，指导氰化物的添加，可以防止浸出过程氰根浓度的不足或过量 2 。BOTA分析仪氰根原理为基于矿浆滤液电位滴定专用技术，包括电位滴定和光度滴定测量原理 3 ，根据矿浆性质及氰根浓度不同,选择其中一种测量方法及装置。系统实现矿浆取样、矿浆过滤、溶液输送、滴定分析整个流程的全自动化运行，无需人工干预，定期测量，自动得出分析结果。氰根离子浓度分析系统由分析主机和过滤取样装置组成，矿浆取样及前处理装置从现场设备中取得矿浆，并将矿浆处理成可以滴定分析的溶液，输送到主机。分析仪主机完成溶液样品的多参数测量，得出测量结果，并将结果传到DCS系统中 2 。同时仪器自带专用中国矿业控制算法及控制输出功能，可以直接控制氰化物、石灰等药剂自动加药。其系统组成如图2 所示。BOTA多参数在找分析仪OTAOuineTitari取样泵浸出槽浓密过滤装置图2 氰根离子浓度分析仪工作原理图Fig.2Working principle diagram of cyanide安全筛ion concentration analyze细炭尾矿本文选定的BOTA分析仪技术参数为：测量范围：1 1 0 0 0 ppm（可根据用户要求扩展）；精度：CN-，优于全量程5%；测量周期：5 1 0 min（单流道-两流道）；样品流道数：1 2（根据用户需求配置）；对外接口：MODBUSor4-20mA（信号和控制）；人机接口：触摸屏电脑。氰根离子浓度检测精度校验：光度滴定是2 0 世纪7 0 年代随着计算机技术发展起来的自动滴定技术，研发了逐步加人等量的滴定剂的自动光度滴定系统，至此自动光度滴定技术和仪器进人发展和应用期。光度滴定的基本原理是自动光度滴定系统，测量技术由电位滴定升级为光度滴定。光度滴定测量氰化物浓度的原理为在待测溶液中加入KI指示剂,用AgNO3试剂进行滴定，滴定过程中发生化学反应见式（1）和式（2）。2NaCN+AgNO;=NaAg(CN)2+NaNO;(1)KI+AgNO:AgI +KNO;(2)当样品中游离CN-与AgNO反应完毕，再加人的AgNO：试剂与KI发生反应产生沉淀浑浊，此时溶液中的吸光度值发生变化。BOTA-型分析仪利用激光及探测装置实时检测溶液中吸光度值的变化，当吸光度发生剧烈变化时，即为滴定终点。通过滴定终点AgNO：试剂消耗计算出样品中游离CN-的含量 1-2 。氰根离子浓度的精度决定了其应用效果，在生产中对氰根离子浓度的精度进行了校验。基于生产的实际情况，制定出精度考察方案：准备硝酸银和试银灵试剂，搭建实验平台（质量检测室原有化验室环境）；BOTA分析仪测量值和取样品室矿浆滤第3 2 卷限公试剂测量主机增刊1液手动滴定化验值作为对比，取1 0 组对比样品，对精度进行分析和考察。取样考察可以说明为保证实验数据的客观性、公正性，取样对比工作由车间操作人员和化验分析人员共同完成。将分析仪测量值和取样品室矿浆滤液手动滴定化验值作为对比组，得出对比精度，具体考察1#浸出槽取样测量数据见表1。由表1 可知，分析仪测量值与手动滴定化验值的变化趋势一致。样品序号测量时刻1#2023-01-07 11:372#2023-01-0713:383#2023-01-0713:534#2023-01-0714:085#2023-01-0714:236#2023-01-0714:507#2023-01-0715:168#2023-01-0715:319#2023-01-0715:4810#2023-01-0716:03测量组数测量时间12023-01-0922023-01-0932023-01-09注：总部化验每组样品量为1 0 0 mL。6#样品是从上述测试的1 0 组样品中抽取，在某金矿化验室分3 次进行滴定对比，前两次取200mL样品蒸馏，采用水质氰化物测定方法测定总氰化物含量，pH值 2 介质中，磷酸和EDTA存在下，加热蒸馏，形成氰化氢的氰化物，包括全部简单氰化物（多为碱金属和碱土金属的氰化物，铵的氰化物）和绝大部分络合氰化物（锌氰络合物、铁氰络合物、镍氰络合物、铜氰络合物等），不包括钻氰络合杨树亮，等：BOTA氰根分析仪在金矿的应用表1 选厂测量对比考察数据Table 1Comparison and inspection data of factory measurement测量方式滴定消耗硝酸银体积/mL游离氰浓度计算值/（mg/L）化验值1.10分析仪1.30化验值1.00分析仪0.90化验值1.00分析仪1.03化验值1.00分析仪1.00化验值1.15分析仪1.30化验值1.00分析仪1.16化验值1.00分析仪1.33化验值0.90分析仪1.06化验值1.10分析仪1.00化验值1.10分析仪1.00表2 实验室测量对比考察数据Table 2 Laboratory measurement comparison and inspection data实验室滴定消耗体积/mL15.3515.3510.35215BOTA-CN分析仪与手动滴定化验消耗的硝酸银体积的差值绝对值平均值为0.0 6 6 5，测量精度高，完全满足现场生产需要，由于分析仪测量值与手动滴定化验值的计算乘积系数不同，这里测量值不做精度对比，具体为分析仪测量值为硝酸银消耗体积52（游离氰分子量为5 2.0 4），手动滴定化验值为硝酸银消耗体积5 0（为方便化验室操作工计算，计算值取整为5 0）。实验室化验数据见表2。分析仪测量值和化验值测量偏差/mL55.000.2067.6050.0046.8050.0053.7350.0052.0051.5067.6050.0060.6750.0069.3345.0055.4755.0052.0055.0052.00实验室化验值/CN分析仪测量值/(mg/L)(mg/L)79.8860.6779.8860.6753.8660.67物，测量结果均为7 9.8 8 mg/L。第三次取1 0 0 mL样品直接采用硝酸银滴定方法测定游离的氰离子浓度，测量结果为5 3.8 6 mg/L，很明显总氰化物含量大于游离的氰离子浓度，并且选厂化验室手动滴定所测量的是游离的氰离子浓度,所以总部鉴定CN分析仪和化验值的测量差值为6.8 1，在人为滴定测量误差范围内，测量精度满足使用要求。在2 0 2 3 年1月6 日1 4:2 8 2 0 2 3 年1 月1 4日1 5:2 2 期间设备-0.100.0300.150.160.330.16-0.10-0.10化验值与CN分析仪测量值差值/(mg/L)19.2119.21?6.81216测量无故障，测量结果波动明显，具体测量曲线如图3所示。3浸出过程氰根离子浓度控制浸出过程中，金的浸出率和氰根含量有一定的关系，所以要对加人到浸出槽中的NaCN量进行稳定控制。为保证浸出槽中氰根离子浓度的稳定，设置NaCN控制回路，氰根离子浓度分析仪和NaCN调节阀构成闭环，保证浸出槽中氰根离子的浓度含量，控制原理如图4所示。NaCN设定值Fig.4 Schematic diagram of automatic control of cyanide ion concentration in the leaching tank4效益和效果该仪器在该金矿的应用情况如下：该仪器系统运行稳定，可靠性高，测量的平均精度优于0.0 1（万分之一氰化钠单位），能够满足工艺生产中NaCN检测的需求。通过分析仪的应用实现现场氰根离子的在线检测、控制，有助于稳定槽内药剂浓度值，稳定工艺指标，节约氰化钠药剂消耗，可降低氰化物5%1 0%的用量，氰化钠浓度合格率显著提高，同时可避免人工滴定误差，减轻工人劳动强度，也可辅助进行管理和考评，优化了选矿厂氰化钠药剂的添加及管理水平。中国矿业120100udd/80604020F0Fig.3BOTA analyzer measurement result curvePID控制器浸出槽NaCN调节阀浸出槽氰根离子浓度检测值图4浸出槽中氰根离子浓度自动控制原理图1 韩龙，左焕莹.金浸出工艺中氰离子浓度测量 J.矿冶，2 0 0 0，9(3):91-95.HAN Long,ZUO Huanying.Measurement of cyanide ion con-centration in gold leaching processJJ.Mining and Metallur-gy,2000,9(3):91-95.2 李传伟，赵建军.BOTA型氰化物浓度在线分析仪研制及应用 J.黄金，2 0 1 6,3 7（2）：47-5 1.LI Chuanwei,ZHAO Jianjun.Research and development ofonline BOTA cyanide concentration analyzer and its applica-tionJ.Gold,2016,37(2):47-51.3 彭速标，郑建国，崔翠萍，等.自动光度滴定系统及其发展 J.广东化工,2 0 0 9,3 6(5）：1 7 2-1 7 4.PENG Subiao,ZHENG Jianguo,CUI Cuiping,et al.Progressin automatic photometric titration systemJJ.GuangdongChemical Industry,2009,36(5):172-174.第3 2 卷50100图3 BOTA析仪测量结果曲线图生产过程参考文献150200测量次数/次250300350米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米(上接第2 1 2 页）and grinding process control technology in a polymetallic con-centratorJJ.China Mining Magazine,2019,28(S2):397-401.3 陈代勋.基于S7-300的选矿破碎生产控制系统设计 J.中国矿山工程，2 0 2 0，49（5）：5 3-5 7.CHEN Daixun.Design of ore dressing crushing productioncontrol system based on S7-30oJJ.China Mine Engineering,2020,49(5):53-57.4王旭，宋涛，夏晓鸥，等.惯性圆锥破碎机产品特性影响因素的试验研究 J.有色金属（选矿部分），2 0 2 1（2）：1 2 3-1 2 8.WANG Xu,SONG Tao,XIA Xiaoou,et al.Experimentalstudy on influencing factors of product characteristics of iner-tia cone crusherJ.Nonferrous Metals Mineral ProcessingSection,2021(2):123-128.5甘桂裕，张美义.圆锥破碎机智能化控制系统研究与应用。数字技术与应用，2 0 1 6（9）：1 4，1 6.GAN Guiyu,ZHANG Meiyi.Research and application of in-telligent control system for cone crusherJJ.Digital Technol-ogy and Application,2016(9):14,16.6 尹丰丰，王旭，王清.高压辊磨机挤满给料控制系统开发与应用.中国矿业，2 0 1 5，1 4（S1）：41 6-42 0.YIN Fengfeng,WANG Xu,WANG Qing.The developmentand application of feed 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