金礦指金礦山或金礦石,金礦山指的是通過(guò)采礦作業(yè)取得金礦石的場(chǎng)所,而金礦石指的是具有一定黃金含量并能被工業(yè)利用的礦物集合體。由其選別而得的黃金是一種稀有、珍貴、穩(wěn)值的金屬,它一直是財(cái)富和身份的象征。
我國(guó)金礦分布主要在山東、河南、貴州、黑龍江、陜西、廣西、云南、遼寧、河北、新疆、四川、甘肅、內(nèi)蒙、青海、安徽等省區(qū),其中山東黃金產(chǎn)量占我國(guó)的大部分。隨著高品位金礦儲(chǔ)量的枯竭,研究中低品位、難處理金礦石及強(qiáng)化傳統(tǒng)的金礦選礦工藝成為了全球選金的主流趨勢(shì)。金礦具有很高的開(kāi)采價(jià)值,其選礦工藝流程較為復(fù)雜,且選礦方法和選礦設(shè)備更是不盡相同。
下面針對(duì)金礦選礦工藝流程及選礦方法進(jìn)行介紹,流程中附相關(guān)金礦選礦設(shè)備:
金礦選礦工藝流程主要為:破碎篩分-磨礦分級(jí)-選別-尾礦處理幾個(gè)階段。
通常金礦含量低、堪布粒度細(xì)、成分復(fù)雜,工業(yè)上常用的破碎篩分流程以三段一閉路流程為主,即通過(guò)粗碎、中碎、細(xì)碎、篩分來(lái)將礦物破碎到合適的粒度。常見(jiàn)的三段一閉路流程如下所示:
設(shè)備 | 分類 | 產(chǎn)品粒度(mm) |
顎式破碎機(jī)(粗碎、細(xì)碎) | 簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)、復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī) | 160~320 |
旋回破碎機(jī)(粗碎) | 中心排礦式旋回破碎機(jī)、液壓旋回破碎機(jī) | 75~320 |
圓錐破碎機(jī)(中、細(xì)碎) | 彈簧圓錐破碎機(jī)、液壓圓錐破碎機(jī) | 22~75 |
篩分機(jī) | 圓振動(dòng)篩、直線振動(dòng)篩 | 0~12 |
巖金礦磨礦作業(yè)通常采用一段或格子型球磨機(jī)+溢流型球磨機(jī)兩段磨礦,第二段磨礦作業(yè)與螺旋分級(jí)機(jī)或水力旋流器構(gòu)成閉路循環(huán),以此保證磨礦細(xì)度。針對(duì)傳統(tǒng)磨機(jī)磨損快、能耗大等缺點(diǎn),鑫海等大型礦機(jī)制造商對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行了一系列改造,如采用新型耐磨橡膠襯板,改滾動(dòng)軸承為滑動(dòng)軸承、磨機(jī)大型化等措施,在提高磨機(jī)作業(yè)率的同時(shí)也延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命,為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。常見(jiàn)的金礦球磨機(jī)設(shè)備如下圖所示:
金礦選礦階段,分為兩種,一種是砂金礦選礦,一種是巖金礦選礦。砂金礦的金精礦含量高,多以砂粒形式存在,因此在選別時(shí),多采用重選工藝,在經(jīng)過(guò)預(yù)處理脫泥洗礦后,采用重選法能直接得到含粗金礦顆粒;巖金礦主要按礦石成分及組成等不同,來(lái)選擇適合的選金工藝,常用的選金工藝主要是氰化選金工藝、浮選選金工藝、重選選金工藝。具體內(nèi)容見(jiàn)二、金礦選礦方法
目前,常用的尾礦處理方法主要有尾礦再選、尾礦脫水(尾礦干排)以及尾礦填充采空區(qū)。
金尾礦中有用組分含量雖然比較低,但是采用先進(jìn)技術(shù)和合理工藝進(jìn)行尾礦再選,也可較大程度地回收尾礦中的有用組分,使資源得到充分的回收利用,減少最終尾礦的產(chǎn)量,緩解尾礦對(duì)環(huán)境的壓力。
在金礦選別階段,礦漿中常含有大量水分,尾礦含水量過(guò)高容易導(dǎo)致尾礦壩潰壩事故發(fā)生,因此在選礦廠,尾礦濃縮脫水也是重要環(huán)節(jié)之一,多采用尾礦干排系統(tǒng)。
金尾砂填充采空區(qū)是利用尾砂廢料,經(jīng)過(guò)處理后重新填回被采空的區(qū)域,可以達(dá)到保護(hù)地貌、減少尾礦壩成本等作用。目前尾砂填充采空區(qū)的主要方法有全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)和高水固結(jié)全尾砂充填技術(shù)。
氰化選金工藝是從金礦石中提取金的主要方法之一。
氰化物對(duì)金溶解作用機(jī)理的解釋目前尚不一致,多數(shù)認(rèn)為金在氰化溶液中有氧存在的情況一下可以生成一種金的絡(luò)合物而溶解。金的表面在氰化溶液中逐漸地由表及里地溶解。溶液中氧的濃度與金的溶解速度有關(guān)。氰化時(shí)間取決于物料性質(zhì)、氰化方式及氰化條件而異。一般攪拌氰化浸出常大于24小時(shí),有時(shí)長(zhǎng)達(dá)40小時(shí)以上,氰化選金時(shí)需72小時(shí),滲濾氰化浸出需5天以上。
從氰化浸出液中提取金的方法:氰化選金工藝可分為攪拌氰化和滲濾氰化 。攪拌氰化用以處理重選、混汞后的尾礦和浮選的含金精礦,或用于全泥氰化;而滲濾氰化用于處理浮選尾礦和低品位含金礦石的堆浸等。
攪拌氰化法提金工藝主要包括兩類提金工藝流程,一類是經(jīng)連續(xù)逆流洗滌,用鋅粉(絲)置換沉淀回收金的所謂氰化-鋅置換工藝(CCD法和CCF法);另一類則是無(wú)須過(guò)濾洗滌,采用活性炭直接從氰化礦漿中吸附回收金的無(wú)過(guò)濾氰化炭漿工藝(CIP法和CIL法)。
氰化-鋅置換工藝(CCD法和CCF法)主要包括浸出原料制備、攪拌氰化浸出、逆流洗滌固液分離、浸出液凈化和脫氧、鋅粉(絲)置換和酸洗、熔煉制錠等作業(yè)。
固液分離(洗滌):將固體浸渣與含金貴液分離;工藝:多級(jí)逆流洗滌;設(shè)備:濃密機(jī)、多層濃密機(jī)、壓濾機(jī);影響因素:洗滌級(jí)數(shù)3-5級(jí),洗水比4。
凈化:去除貴液中的細(xì)粒懸浮物(影響金泥品位);工藝:真空過(guò)濾、壓濾;設(shè)備:板框過(guò)濾機(jī)、管式過(guò)濾機(jī);>指標(biāo):懸浮物<5g/m3。
脫氧:脫除貴液中的氧氣(氧化鋅粉,阻礙置換,降低金泥品位);工藝:真空脫氧;設(shè)備:脫氧塔;指標(biāo):真空度-0.09~-0.096MPa;貴液含氧量<-0.5mg/L。
加鋅粉:向貴液中添加鋅粉。同時(shí)添加硝酸鉛;設(shè)備:鋅粉圓盤(pán)加料機(jī);鋅粉參數(shù):粒度-325目(45um),純鋅含量﹥94%;用量:鋅粉:15-70g/m3 ;硝酸鉛:鋅粉的10%。
置換:金的置換和金泥過(guò)濾;工藝:壓濾;設(shè)備:板框壓濾機(jī);指標(biāo):貧液品位:﹤0.02g/m3;金泥含金品位:8-15%;金泥水分30-40%。
適用范圍:礦石中Ag:Au>5:1;固液分離容易;常用于浮選精礦的氰化。
炭漿法選金工藝(CIP法和CIL法)就是將活性炭放入氰化礦漿中,將已溶解的金吸附在活性炭上,再?gòu)幕钚蕴可咸崛〗?,主要包括浸出原料制備、攪拌浸出與逆流炭吸附、載金炭解吸、電積電解、熔煉制錠、炭再生等作業(yè)。
炭漿選金(CIP):先氰化浸出,然后加入活性炭在礦漿中吸附金;
炭浸選金(CIL):在浸出槽中加入活性炭,浸出與吸附同時(shí)進(jìn)行,即邊浸邊吸。
在CIP流程中,浸出和吸附是兩個(gè)各自獨(dú)立的作業(yè)。在吸附作業(yè)中,浸出過(guò)程已基本完成,吸附槽的大小、數(shù)量和作業(yè)條件均由吸附參數(shù)確定。在CIL流程中,浸出和吸附作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō),浸出作業(yè)較吸附作業(yè)需要的時(shí)間長(zhǎng),因此槽子的大小、充氣和加藥由浸出參數(shù)確定。由于吸附速度是溶液中已溶金濃度的函數(shù),為了提高前部吸附槽中已溶金的濃度,同時(shí)增加浸出時(shí)間,通常在邊浸邊吸前加1~2級(jí)預(yù)浸。
滲濾氰化法也是氰化浸出工藝之一,基于氰化溶液滲透通過(guò)礦石層而使含金礦石中的金浸出,適用于砂礦和疏松多孔物料。
滲濾氰化浸出法有池浸和堆浸兩種工藝,滲濾氰化浸出液,再用活性炭吸附或鋅粉(絲)置換處理。
滲濾浸出一般在滲濾浸出池中進(jìn)行,浸出池通常采用木池、鐵槽池或水泥池。池底水平或稍傾斜,呈圓形、長(zhǎng)方形或正方形。池內(nèi)裝有帶孔耐酸板制成的假底,假底上鋪以濾布,濾布上面蓋以裝有木條或耐腐金屬條的柵格。浸出時(shí),將礦石裝于池中,池上方加入浸出劑,浸出液從假底下部流出。假底用于過(guò)濾和支承礦石。
滲濾池浸出所需時(shí)間,不僅取決于溶劑對(duì)礦物的溶解速度,還與溶劑在物料層中的滲透速度密切相關(guān)。而滲透速度則主要取決于裝料高度、物料孔隙率、含淤泥程度、浸出劑粘度以及物料本身的特性等因素。
堆浸主要是將開(kāi)采的礦石轉(zhuǎn)運(yùn)到預(yù)先備好的堆場(chǎng)上筑堆,或直接在堆存的廢石或低品位礦石上,用氰化浸出液噴淋或滲濾,使溶液通過(guò)礦石而產(chǎn)生滲濾浸出作用,浸出液多次循環(huán),反復(fù)噴淋礦堆,然后收集浸出液,再用活性炭吸附或鋅置換,貧液返回堆浸作業(yè)循環(huán)使用。
堆浸場(chǎng)址一般選擇靠近采場(chǎng)、運(yùn)輸方便的緩坡山地(自然坡度5-15?),先清除雜草和浮土,然后夯實(shí),修筑成坡度為5?左右的地基,兩邊高中間稍低,便于浸出液集中流入貯液槽,堆場(chǎng)上鋪上土工膜防止?jié)B漏。堆場(chǎng)四周修筑0.4米土埂并作防水溝,防止雨水流入場(chǎng)內(nèi)。在堆礦石之前先堆0.3米厚的大塊貧礦。
優(yōu)勢(shì):堆浸氰化法生產(chǎn)成本低,可很快投產(chǎn),堆浸規(guī)??纱罂尚?,每堆礦石多可至數(shù)萬(wàn)噸。礦石破碎至一定粒度后堆浸或制粒堆浸。
利用離子交換樹(shù)脂從礦漿中吸附金,現(xiàn)多采用RIP,RIL不成熟。使用陰離子交換樹(shù)脂。
與碳漿法相比,樹(shù)脂法的優(yōu)點(diǎn)是:吸附容量大,樹(shù)脂耐磨性好,不怕有機(jī)物污染,解吸條件寬松,再生簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是:吸附選擇性差。
適用范圍:原礦、精礦均適用。
浮選法是黃金選礦廠中處理巖金礦較廣泛的一種選礦方法,常用于處理可浮性很高的硫化礦物含金礦石。浮選工藝可把金大限度地富集到硫化礦物中,尾礦可直接廢棄,選礦成本低,我國(guó)80%的巖金礦都是采用該工藝進(jìn)行選別。浮選過(guò)程主要包括加藥、攪拌、充氣、刮泡等幾個(gè)階段。
對(duì)于含單一金礦物、粒度嵌布較均勻、粒度相對(duì)較粗的金礦浮選而言,通常采用一段磨浮流程。
對(duì)于金呈粗細(xì)粒不均勻嵌布的金礦,通常在浮選前磨礦分級(jí)回路中安放汞板或重選設(shè)備預(yù)先回收顆粒金。上述兩種流程較多用于金礦選礦廠。
對(duì)于礦石性質(zhì)復(fù)雜的金礦而言,浮選流程也是較復(fù)雜的,例如,階段磨礦階段選別流程、泥砂分選流程等在實(shí)踐中均有應(yīng)用。
對(duì)于含金多金屬礦的浮選,其流程呈現(xiàn)復(fù)雜多樣化的特點(diǎn),金通常多是富集在某種礦物精礦里,金作為伴生礦物出售。
適用范圍:浮選選金工藝適用于處理金粒較細(xì)、可浮性好的含金硫化礦石,在浮選過(guò)程中,硫化礦作為金的載體被富集到硫化物精礦中,浮選法還可用來(lái)處理多金屬含金硫化礦石和含碳質(zhì)礦石等。
此外,對(duì)于不能直接用混汞法或氰化法處理的"難溶礦石",也需要采用包括浮選在內(nèi)的聯(lián)合流程進(jìn)行處理。
重選法是金礦選礦常用的方法之一,主要利用物料的比重不同,在介質(zhì)中沉降的速度不同來(lái)進(jìn)行分層分選。在砂金礦中,金多以單體自然金的形態(tài)存在,與脈石的密度差較大,采用重選選金法既有效又經(jīng)濟(jì)。
重選法有多種,如跳汰重選、搖床重選、溜槽重選、螺旋重選、離心重選和風(fēng)力重選等,在
在金礦選礦中,常見(jiàn)的重選選金方法主要有跳汰選金、搖床選金和溜槽選金三種方法。
跳汰選金設(shè)備主要為跳汰機(jī),其跳汰過(guò)程是使不同比重的礦物顆?;旌?,在垂直運(yùn)動(dòng)的變速介質(zhì)流中按比重進(jìn)行分層,比重小的礦物位于上層,比重大的礦物位于下層,再利用機(jī)械和水流的作用,將分層好的物料分別排出。
適用范圍:跳汰選金適于分選粗粒礦物顆粒(除微細(xì)物料外的任何粒度的礦物原料),對(duì)于金屬礦物選礦的粒度上限為50mm,下限為0.2-0.007mm,對(duì)于砂金選礦可在比重差≥1.25且礦石單體解離的前提下,下限粒度可達(dá)0.04mm
優(yōu)勢(shì):工藝操作簡(jiǎn)單,設(shè)備處理能力大,可在一次選別中獲得最終產(chǎn)品。
搖床選金的主要設(shè)備為搖床,它是在水平介質(zhì)流中進(jìn)行選別的設(shè)備,利用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)床面做縱向的往復(fù)運(yùn)動(dòng),做沖流和床面差動(dòng)運(yùn)動(dòng),礦粒在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中經(jīng)受垂直于床面的分層作用和平行于床面的分離作用,使不同粒度的物料自床面的不同區(qū)間排出,實(shí)現(xiàn)分選。
適用范圍:搖床選金適于處理分選粒度較細(xì)的礦物,可根據(jù)礦石的粒度不同,分為粗砂床、細(xì)砂床和礦泥床三種。其中,粗砂床適于分選物料粒度小于0.5mm的礦粒,細(xì)砂床適于處理物料粒度范圍0.5~0.074mm的礦粒,礦泥床適于處理物料粒度0.074~0.037mm的礦粒。
優(yōu)勢(shì):搖床選金的給礦粒度范圍一般在3~0.019mm之間,選金穩(wěn)定可靠,礦帶分布清晰可見(jiàn),富礦比較其他選礦方法高,易管理,且可一次性選別所需礦石。
溜槽選金的主要設(shè)備是螺旋溜槽,它是利用斜面水流進(jìn)行分選的設(shè)備,物料借助水流、礦物重力、礦粒與槽底見(jiàn)的摩擦力等聯(lián)合力的作用下,使礦粒按比重沉降在槽內(nèi)的不同地帶,比重小的礦粒被水流帶走,留下比重大的礦粒,即完成分選。溜槽為間歇作業(yè),當(dāng)溜槽槽底精礦沉積到移動(dòng)程度時(shí),需停止給礦,清除精礦,再進(jìn)行作業(yè)。
適用范圍:螺旋溜槽選金法適于處理含泥量低的微細(xì)粒物料,物料粒度范圍在0.6~0.03mm。
優(yōu)勢(shì):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,處理量大,綜合成本低。
以上三種選重選選金方法僅用于單體解離的金礦(砂金礦)。對(duì)于脈金礦物,很少單獨(dú)使用重選工藝,一般會(huì)與其他工藝組成聯(lián)合流程,如重-浮聯(lián)合提金工藝,重選用來(lái)輔助提金,在磨礦與分級(jí)回路中利用跳汰機(jī)、螺旋溜槽和搖床配合,先回收易解離的粗顆粒金,以為后續(xù)的浮選和氰化等工藝創(chuàng)造更好的選別條件,最終可有效提高金礦指標(biāo)和金總回收率。