紫金山金矿堆浸工艺参数优化实践_贺日应

1、2006年第12期/第27卷黄 金GOLD选矿与冶炼 51紫金山金矿堆浸工艺参数优化实践贺日应, 张 勇12(11中国地质大学; 21长春黄金设计院摘要:紫金山金矿的矿石氧化程度高, 由堆浸工艺生产金量占矿总产金量80%以上。通过对影响堆浸效果的矿堆高度、入堆矿石粒度、喷淋液NaCN 浓度及p H 值、贵液N a CN 浓度及pH 值、喷淋制度、喷淋强度等主要工艺参数进行优化研究, 进一步确定了堆浸工业生产合理的工艺参数。关键词:堆浸; 工艺参数; 优化; 研究中图分类号:TD 953 文献标识码:B 文章编号:1001-1277(2006 12-0051-04紫金山金矿矿石属氧化矿石, 目前

2、采用的选矿工艺为破碎、洗矿、重选、炭浸、堆浸联合工艺流程, 下设3个处理不同品位及矿量的选矿厂, 其中, 堆浸工艺产金量占总产金量的80%以上。近年来紫金山金矿堆浸生产规模不断扩大, 各选矿厂生产车间的堆浸工艺参数却没有一个统一的标准, 势必造成堆浸生产技术经济指标的参差不齐, 不利于企业长期健康发展。为此, 对堆浸工艺参数进行优化研究已成为迫在眉睫的工作。笔者根据多年工业实验数据及相应的实验室试验研究结果, 对堆浸工艺参数进行了优化研究。表1 堆高对比优化试验结果堆号1234堆高/m681012喷淋天数原矿品位/d60606060/(g #t -1 1. 6871. 5151. 6391.

3、455浸渣品位/(g #t -1 0. 3640. 3460. 3760. 443浸出率/%78. 4277. 1277. 0669. 55由表1可看出, 原矿品位接近的4个矿堆, 在喷淋工艺条件相同的情况下, 喷淋60d 后, 6m 至10m 的3个矿堆浸出率变化不大; 而堆高为12m 的矿堆浸出率比10m 堆高的矿堆下降了7. 51%。在工业生产中, 选择矿堆高度为10m 左右时, 既能获得较好的浸出指标, 又能处理较多的矿量。2. 2 入堆粒度2. 2. 1 工业试验对某一矿堆原矿样进行150, 100, 80, 50, 20mm 的5个级别筛分, 对各级别产品分别化验金品位, 然后对该

4、矿堆喷淋60d 后, 在出渣的断面距顶部2, 4, 6, 8m 处利用网格采样法, 分别采样100kg , 将各样品混匀进行150, 100, 80, 50, 20mm 5个级别的筛分, 对各级别产品分别采样化验金品位, 进而计算出各级别的浸出率, 分析对比浸出率, 选择最佳入浸粒度。试验结果见表2。2. 2. 2 实验室试验工业试验中由于堆场矿石偏析、喷淋液短路等可能会引起试验结果偏差较大。因此, 有必要对原矿样筛分后进行+150mm 、-150+100mm 、-100+80mm 、-80+50mm 、-50+20mm 、-20mm 6个级别产品的独立柱浸试验。试验条件及结果见表3。1 矿石

5、性质紫金山金矿氧化矿石主要成分石英占65. 5%, 绢云母占10%, 水云母占12. 2%, 迪开石占7. 3%;金属矿物黄铁矿占0. 1%, 褐铁矿占2. 8%, 针铁矿占0. 5%; 还可见少量的铜蓝、蓝辉铜矿、锆石及自然金等矿物。金矿物的赋存状态以裂隙金为主, 占77%, 晶隙金占15%, 包裹金占8%。金的粒度特性为自然金颗粒细小, 呈中细粒金、微粒金、次显微金存在, 少量呈粗粒金存在。大于10L m 粒级金占55%, 0. 510L m 粒级金占40%, 小于0. 5L m 粒级金占5%。自然金形状为粒状、片状、树枝状和不规则状。2 堆浸工艺参数的优化研究2. 1 堆高对堆高分别为6

6、, 8, 10, 12m 的4个矿堆, 在喷淋工艺条件相同的情况下, 对比其浸出率, 从而选择最优的矿堆高度。试验结果见表1(其它工艺条件相同, 表中未列出 。收稿日期:2006-06-08作者简介:贺日应(1973 , 男, 山西怀仁人, 工程师, 在读工程硕士, 主要从事选矿技术管理工作; 福建省上杭县紫金大道1号, 36420052选矿与冶炼表2 入堆粒度对比优化工业试验结果黄 金粒级/mm +150-150+100-100+80-80+50-50+20-20喷淋天数/d606060606060原矿品位/(g #t -10. 0. 0. 1. 1. 1. 8139089720864136

7、94尾渣品位/(g #t -10. 0. 0. 0. 0. 0. 335327310197238268浸出率/%58. 63. 68. 81. 83. 84.739813891720表3 柱浸试验室试验结果粒级/mm+150-150+100-100+80-80+50-50+20-20浸柱规格/mm <1601500<1601500<1601500<1601500<1601500<1601500滴淋天数/d151515151515滴淋液w (NaCN /%0. 060. 080. 0. 0. 0. 0. 06060606060. 0. 0. 0. 0. 080

8、8080808滴液p H 101110101010101111111111滴淋方式连滴10h 连滴连滴连滴连滴连滴10h 10h 10h 10h 10h滴淋强度/(L#m -2#h -1252525252525原矿品位/(g #t -1 0. 8130. 0. 1. 1. 1. 908972086413694浸渣品位/(g #t -1 0. 3070. 0. 0. 0. 0. 306274192224239浸出率/%62. 1966. 71. 82. 84. 85.3082321589由表2、表3可知, 当矿石粒度为小于80mm 时, 各级别矿石浸出率较高, 且相差不大; 而当矿石粒度大于80

9、mm 时, 各级别浸出率较低, 且粒度越大, 浸出率下降越快。在工业生产中, 选择入堆矿石粒度小于80mm 时, 既能获得较好的浸出率、降低破碎的能耗, 又能保证一定的破碎、洗矿处理能力。2. 3 喷淋液N a CN 浓度选择对同一矿样混匀等分成4份, 分别进行NaC N 质量分数为0. 05%, 0. 08%, 0. 1%, 0. 12%的柱浸试验, 在浸出相关工艺条件相同的情况下, 对比各阶段浸出率, 从而确定各阶段适宜的滴淋液N a CN 浓度。试验结果见表4。表4 滴淋液N aCN 浓度对浸出率的影响试验结果2d原矿品位w (Na CN /(g #t -1 1.1. 1. 1. 281

10、303325264/%0. 050. 080. 10. 12尾渣品位/(g #t -1 1. 1. 1. 1. 188081182101浸出率/%7. 259. 3410. 7612. 91尾渣品位/(g #t -1 1.0. 1. 0. 0819610709955d 浸出率/%15. 18. 19. 21.73572125尾渣品位/(g #t -1 0. 0. 0. 0. 93489688078310d浸出率/%27. 31. 33. 38.0927580415d尾渣品位/(g #t -1 0. 0. 0. 0. 783748732655浸出率/%38. 42. 44. 48.8459751

11、820d尾渣品位/(g #t -1 0. 0. 0. 0. 677632598555浸出率/%47. 52. 54. 56.18178910由表4可知, 在滴淋2d 内, 滴淋液NaC N 质量分数为0. 1%及0. 12%时浸出速度较快; 在滴淋第3d 至5d 内, 滴淋液w (N a CN >0. 08%时, 浸出速度较快; w (NaC N 在0. 08%0. 12%内, 浸出速度变化不大; 在滴淋第6d 至20d 内, 滴淋液N a CN 质量分数为0. 05%0. 08%与0. 1%0. 12%的浸出速度相差不大。因此, 在工业生产中, 喷淋液NaCN 质量分数应如下控制:喷淋

12、前2d , 喷淋液NaC N 质量分数控制在0. 1%0. 12%; 在35d , w (NaCN 控制在0. 08%0. 1%; 在620d , w (NaC N 控制在0. 05%0. 08%。经过前20d 的喷淋浸出, 已有55%左右的金得到浸出, 在随后的喷淋期内, 喷淋液w (Na CN 视浸出情况逐步降低。2. 4 喷淋液pH 值喷淋液pH 值太低会加快H C N 挥发, 导致N a CN 损失较大; pH 值太高, 不但增加成本, 而且不利于金的浸出。因此, 应在如何保证浸出率的前提下尽可能减少NaC N 挥发。试验条件与结果见表5、表6。表5 w (N aCN 为0. 06%时

13、p H 值对N aCN 损失的影响静止时间/h24487296120144168192670. 0450. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 036029023019018018018p H 890. 0490. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 04203703303103002902910110. 0580. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 056054053052051050049室内温度/e 61515121512121513221822161622222006年第12期/第27卷表6 w (N aCN 为0. 08%时p H 值对N aCN 损失的影响静止时间/h244872

14、96120144168192670. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 061050040032026021020019pH 890. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 06705704804203703403303210110. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 074069066064062061060059室内温度/e 6151522121815221216121615221322选矿与冶炼 53快; p H 值较高时, w (NaC N 降低较慢, N a CN 损失较慢; p H 值为1011时, w (NaC N 降低最慢。因此, 在工业生产中, 应控制喷淋

15、液p H 值在1011之间。2. 5 贵液的w (NaCN 确定贵液w (N a CN 的高低本身对浸出过程并无影响, 但贵液w (N a CN 的高低可反映出矿堆底层浸出液w (NaCN 的高低。若矿堆底层含氰液w (NaC N 过低, 会引起底层矿石浸出缓慢, 浸出率偏低。因此, 贵液w (Na CN 也应作为一项工艺参数来加以研究选择。喷淋液w (NaCN 沿矿堆垂直向下方向降低情况研究见表7、表8。w (Na CN 降低值/%0. 0520. 0470. 0410. 0220. 010每米矿堆高度上w (Na CN 降低值/%0. 00520. 00470. 00410. 00220.

16、 0010由表5、表6可知, 在相同初始w (Na CN 条件下,p H 值较低时w (N a CN 降低较快, 亦即N a CN 损失较矿堆高喷淋w (NaCN /%0. 120. 1010m0. 080. 050. 03贵液w (NaCN /%0. 0680. 0530. 0390. 0280. 020表7 喷淋液w (N aCN 沿矿堆垂直方向下降试验结果(10m 矿堆表8 喷淋液N aCN 沿矿堆垂直方向下降试验结果表(12m 矿堆矿堆高喷淋w (NaCN /%0. 120. 1012m0. 080. 050. 03贵液w (NaCN /%0. 0590. 0410. 0320. 02

17、40. 016w (Na CN 降低值/%0. 0610. 0590. 0480. 0260. 014每米矿堆高度上w (Na CN 降低值/%0. 00510. 00490. 00400. 00220. 0012由表7、表8可知, 在喷淋高峰期, 即喷淋液w (Na CN 为0. 08%0. 12%时, w (Na CN 沿矿堆垂直方向每米下降约0. 0047%; 在喷淋中期, 即喷淋液w (Na CN 为0. 05%0. 08%时, w (N a CN 沿矿堆垂直方向每米下降约为0. 0031%; 在喷淋后期, 喷淋液w (Na CN 为0. 03%左右时, w (NaC N 沿矿堆垂直方

18、向每米下降约0. 0012%。由于当喷淋液w (NaC N 小于0. 05%时, 金浸出速率就会变慢, 因此, 根据如上试验结果, 在高峰期时控制贵液w (N a CN 大于0. 05%是必要的。2. 6 贵液pH 值控制贵液p H 值的目的是防止贵液中NaC N 损失过大及活性炭在吸附过程中钙化。因此, 贵液pH 值也应控制在1011, 由于含氰液与矿堆的接触反应, 流经矿堆底部时, p H 值会有所降低, 应采取进矿时随矿添加石灰的措施, 实现碱性的缓慢释放与永久保持, 从而降低NaC N 消耗。2. 7 喷淋制度淋初期(前3d 实行连喷, 有助于金的快速浸出, 随着浸出过程的不断进行,

19、矿石外表金粒已大部分溶解。矿石内部金矿物被浸出, 需要足够的氧气。氧气来源除了含氰液中溶解氧已外, 还有矿堆孔隙虹吸现象带入的自然空气。因此, 要保证理想的浸出速度, 需保证足够的氧, 也就需要采用间歇喷淋的方式, 而且间歇时间也应随喷淋天数的延长而延长。为此, 进行了相关试验。试验结果见表9。由表9可知, 喷淋前3d , 采用连喷的喷淋方式可获得较高的浸出率; 在喷淋4d 至10d , 连喷的浸出率增加值最小, 只有14. 55%; 而采用喷1. 5h 停0. 5h 的喷淋方式, 浸出率增加最快达17. 77%; 在11d 至30d , 采用喷1. 5h 停1. 5h 的喷淋方式仍实现了浸出

20、率的最快增加。在31d 至50d 采用3种喷淋方式, 浸出率增加值相差不多, 而采用喷1h 停1h 的方式可节约动力消耗。因此, 在工业生产中, 喷淋前期(前3d 采用连喷; 喷淋中期(4d30d 采用喷1. 5h 停0. 5h 的喷方式; 喷淋后期采用喷1h 停1h 的方式。这样既54选矿与冶炼表9 不同喷淋制度对矿石浸出率的影响试验结果黄 金原矿品位堆号/(g#t -1 1. 0970. 9820. 8893d喷淋方式连喷喷1. 5h 停0. 5h 喷1h 停1h尾渣品位/(g #t-110d浸出率尾渣品位/(g #t-120d浸出率/%31. 2730. 9828. 07尾渣品位/(g

21、#t-130d浸出率尾渣品位/(g #t-150d浸出率/%62. 0765. 1860. 92尾渣品位/(g #t-1浸出率/%73. 4875. 2970. 64/%16. 7213. 2111. 91/%48. 7655. 2751. 14E1E2E30. 9140. 8520. 7830. 7540. 6780. 6390. 5620. 4390. 4340. 4160. 3420. 3470. 2910. 2430. 2612. 8 喷淋强度喷淋强度太小, 会引起参与反应的CN 供应不足, 影响金的浸出速度; 喷淋强度太大, 会导致CN前期(前3d 原矿品位堆号/(g #t -1 0

22、. 9760. 8570. 798喷淋强度/(L#m -2#h -1122025尾渣品位/(g #t -1 0. 8460. 7260. 662浸出率/%13. 2815. 3217. 01-过剩, 加剧N a CN 损失挥发。因此, 通过试验确定合理的喷淋强度是必要的。试验结果见表10。由表10可知, 在喷淋前期, 采用25L /(m#h 的中期(430d 尾渣品位/(g #t -1 0. 3880. 3010. 277浸出率/%60. 2564. 9165. 29后期(3150d 尾渣品位/(g #t -1 0. 2550. 2070. 222浸出率/%73. 8775. 8472. 19

23、2表10 不同喷淋强度对矿石浸出率的影响试验结果F1F2F3喷淋强度, 可获得较高的浸出率; 在喷淋中期采用20L /(m #h 的喷淋强度, 取得了最高的浸出率增加值(49. 59%; 在喷淋后期采用12L /(m #h 的喷淋强度浸出率增加值最大, 达13. 62%。因此, 在工业2生产中, 喷淋前期采用25L /(m#h 的喷淋强度, 喷淋中期采用20L /(m #h 的喷淋强度, 喷淋后期采用12L /(m #h 的喷淋强度为宜。2222»在喷淋前2d , 喷淋液w (N a CN 控制在0. 1%0. 12%; 在35d 控制在0. 08%0. 1%; 在620d 控制在0

24、. 05%0. 08%; 随后的w (N a CN 视浸出情况逐步降低调整。¼喷淋液pH 值控制在1011。½喷淋高峰期贵液w (NaC N 控制在0. 05%以上, 有利于下层矿石浸出。¾贵液p H 值应控制在1011, 可采取堆场加石灰的方式实现。¿在工业生产中, 喷2淋前期采用连喷方式, 喷淋强度控制在25L /(m #h 左右; 喷淋中期采用喷1. 5h 停0. 5h 的喷淋方式, 喷淋强度控制在20L /(m #h 左右; 喷淋后期采用喷1. 0h 停1. 0h 的喷淋方式, 喷淋强度控制在212L /(m #h 左右。23 结 语影响堆浸浸出的工艺条件有很多, 现就文中阐述的几个方面加以总结:¹堆浸矿堆高度以10m 左右为宜。º入堆矿石粒度在80mm 以下时, 既能获得较好的浸出率又能保证一定的破碎、