铁帽型金矿石制粒堆浸提金试验研究
摘要：为解决高泥质金矿石金浸出率低的问题, 对某铁帽型金矿石开展了制粒堆浸提金的现场试验研究。试验结果表明, 对于这类含泥较多的铁帽型金矿石, 采用制粒堆浸工艺, 可以获得较好的技术指标。金的浸出率由常规浸出法的33%提高到72%。
关键词：铁帽型金矿石制粒堆浸金
堆浸是回收低品位矿石、废石及尾矿中有用元素的一种较为有效的方法, 具有投资少、成本低、工艺简单、操作方便、建设周期短、环境污染少等优点, 最近几年得到了广泛的应用。
高泥质矿石 (通常指含泥量或粉矿率超过30%的矿石) 采用常规方法堆浸时, 随着淋浸剂在矿堆内的流动和渗透, 细泥逐步淤积到矿堆的中下部, 堵塞淋浸剂通道, 矿堆底部出现溶浸死角, 且容易产生沟流, 淋浸剂与矿石颗粒表面不能充分接触, 浸出率非常低。目前, 国内外多采用制粒技术解决这类难题。制粒后, 细泥被固定在加工好的“矿团”内, 矿堆渗透性能得到提高, 淋浸剂可以均匀地从矿堆的顶部渗透到矿堆的底部。淋浸剂主要靠重力作用在多孔介质内流动和渗透, 由于制粒后的矿堆空隙大, 淋浸剂在矿堆内的流动呈非饱和流, 为金的浸出提供了必须的氧气。
针对某铁帽型金矿含泥量高、粉矿率高、常规方法金浸出率低的情况, 开展了制粒堆浸的研究工作。
1 矿石性质
某金矿床赋存于燕山期花岗闪长岩与二迭系当冲组硅质页岩、硅质泥灰岩及斗岭组砂岩的接触破碎带中, 矿石类型有铁帽型、破碎带型和黄铁矿型3种, 本试验所用的为铁帽型金矿石。这种矿石受到了强烈的地表风化作用, 外表呈蜂窝状, 孔隙率大, 是典型的高风化氧化矿。矿石可选性差, 其浮选回收率仅26%～34%。矿石中以褐铁矿为主, 赤铁矿次之, 脉石以石英、高岭土为主, 以上4种矿物占矿石总量的95%以上。
有用矿物主要是金, 其次是银。可见金的结晶粒度细微, 按可见金的颗粒数目计, 小于75 μm的占颗粒总数的98%～99%;按可见金的质量计, 小于75 μm的占总质量的90%～92%, 小于10 μm的占10%左右。
2 制粒堆浸提金试验研究
2.1 原则流程
矿石破碎后经筛分、制粒, 筑堆在防渗漏性能较好的堆场底垫上, 然后用一定pH的氰化钠溶液喷淋, 溶解其中的金。含金富液被收集到富液池中, 澄清后用活性炭吸附, 吸附后的贫液补充氰化钠后返回喷淋, 形成闭路循环。载金炭中的金用解吸-电解法使沉积在阴极钢棉上。钢棉经酸洗后, 通过熔炼得到合质金。解吸后的活性炭经再生后返回吸附塔继续使用, 污水经处理达标后排放, 尾渣排至尾矿库。
2.2 矿石破碎与制粒
-200 mm的原矿人工送入250 mm×400 mm的颚式破碎机中, 经孔径为12 mm的冲孔振动筛筛分, 筛上矿石加入1.5%石灰, 由斗车推至堆场筑堆。
加入水泥、石灰及F608防结垢剂, 石灰用量10.0 kg/t, 水泥用量12.0 kg/t, 防结垢剂用量7.0 g/t, 人工混匀后投入Φ2.8 m成球盘内制粒, 成球盘傾角48°。制粒时喷入适量的水, 矿粒在盘内旋转翻滚6～10 min, 合格的矿粒 自行出料后用皮带运输机送至堆场筑堆。成品颗粒含水率12.5%～18.0%, 成品颗粒湿强度94.7%。制粒后, 粒径在20～5 mm之间的占85%, 分布比较合理。
2.3 常规浸出与制粒浸出室内试验对比
取原矿石和现场堆浸矿石 (大于12 mm与小于12 mm的样品) 20 kg, 用有机玻璃管进行浸出对比试验。矿样先用石灰水洗至碱性后, 按1.0 kg/t, 7.0 g/t的比例喷淋氰化钠和F608淋浸剂。试验结果可看出, 不制粒直接堆浸时金的浸出率很低, 制粒后浸出率大幅度提高。所以制粒是提高多泥质矿石金浸出率的有效途径之一。
2.4 筑堆
堆场用推土机和装载机反复压实后, 铺上厚度100 mm左右的细粘土再压实;在细粘土上铺2层油毡, 再铺1层0.05 mm厚的塑料布, 最后在塑料布上铺50 mm左右厚度的卵石。堆场的坡度为3.86°, 矿堆高度平均2.49 m, 安息角38°～42°。堆场边缘挖300 mm×200 mm的集液沟, 集液沟外筑400 mm×300 mm的防水堤。
2.5 喷淋浸出
布液方式是堆浸作业提高浸出率的关键因素之一, 布液不均匀会使矿堆出现干点和死角, 矿石无法接触到浸出剂。试验中, 矿堆顶部采用旋转摇摆式喷淋器, 这种喷淋器喷淋半径大, 喷洒均匀, 喷出的液滴大, 不雾化, 不易堵塞;边坡采用塑料管喷淋。优化后的氰化钠溶液浓度、喷淋强度等工艺参数如下:
氰化钠溶液浓度:浸出前期0.8～1.2 g/L, 中期0.5～0.8 g/L, 后期0.3～0.5 g/L;喷淋方式:喷1 h, 停1 h, 间歇喷淋;喷淋强度:20～45 L/m2;喷淋时间:30～50 d。
2.6 活性炭吸附
贵液中的金用活性炭吸附回收, 吸附塔为自行设计的, Φ500 mm×3 500 mm, 装炭量100 kg, 为4塔串联运行;贵液中金质量浓度平均4.0 g/m3, 以25 m/h的线速度泵入吸附塔中。吸附效率达98%, 载金炭金品位为8.42 g/kg。
2.7 载金炭解吸、解吸液电解及金的熔炼
载金炭装入自制的解吸塔中, 用40～50 g/L的NaCN溶液, 30 g/L的NaOH溶液, 在98 ℃, 0.1 MPa条件下, 保温4～5 h, 然后用水冲洗约8～10 h, 使脱金炭品位达0.1～0.3 g/kg。
将解吸液加入到自制的电解槽中进行电解。阴极为不锈钢棉, 阳极为不锈钢板, 槽电压3.5 V, 电流密度120～140 A。电解贫液金质量浓度1～5 g/m3。
不锈钢棉上的电积金用酸煮后, 加入助熔剂, 在1 250 ℃下熔炼成合质金。
2.8 尾液、尾渣的处理
吸附尾液和洗渣水在补加NaCN后反复循环使用;尾渣在卸堆前用清水洗2次, 晒3 d, 按12 kg/t的比例撒漂白粉, 放置3 d后用推土机卸堆, 倒入尾矿库中。
3 主要技术经济指标
工业试验主要技术经济指标如下:原矿金品位2.56 g/t, 干矿石质量1 241 t, 成球含水率8.2%, 金浸出率72.40%, 渣中金品位0.69 g/t, 渣计金浸出率72.83%, 贵液金质量浓度4.00 g/m3, 金总回收率69.20%, 氰化物用量0.82 kg/t, 水泥用量11.54 kg/t, 防结垢剂用量4.41 kg/t, 活性炭用量0.01 kg/t, 电能消耗12.10 元/t, 其它材料消耗1.82 元/t, 吨矿石加工成本112.00 元, 每克金生产成本49.60 元, 每克金生产利润28.40元, 利润率36.40%。可以看出, 采用制粒堆浸提金工艺可使含泥的铁帽型金矿石中金的提取率提高39%, 达到72%, 金的总回收率也在67%以上, 与直接堆浸相比有明显的经济效益。
4 结论
采用制粒堆浸法提取含泥的铁帽型金矿石中的金是可行的, 试验结果表明, 可提高金的回收率30%以上, 有较好的经济效益。添加防结垢剂F608能有效地防止CaO的结垢, 提高矿堆的渗透性能。此方法也可应用于其它含泥矿石金的提取。
摘要：为解决高泥质金矿石金浸出率低的问题, 对某铁帽型金矿石开展了制粒堆浸提金的现场试验研究。试验结果表明, 对于这类含泥较多的铁帽型金矿石, 采用制粒堆浸工艺, 可以获得较好的技术指标。金的浸出率由常规浸出法的33%提高到72%。
关键词：铁帽型金矿石制粒堆浸金
堆浸是回收低品位矿石、废石及尾矿中有用元素的一种较为有效的方法, 具有投资少、成本低、工艺简单、操作方便、建设周期短、环境污染少等优点, 最近几年得到了广泛的应用。
高泥质矿石 (通常指含泥量或粉矿率超过30%的矿石) 采用常规方法堆浸时, 随着淋浸剂在矿堆内的流动和渗透, 细泥逐步淤积到矿堆的中下部, 堵塞淋浸剂通道, 矿堆底部出现溶浸死角, 且容易产生沟流, 淋浸剂与矿石颗粒表面不能充分接触, 浸出率非常低。目前, 国内外多采用制粒技术解决这类难题。制粒后, 细泥被固定在加工好的“矿团”内, 矿堆渗透性能得到提高, 淋浸剂可以均匀地从矿堆的顶部渗透到矿堆的底部。淋浸剂主要靠重力作用在多孔介质内流动和渗透, 由于制粒后的矿堆空隙大, 淋浸剂在矿堆内的流动呈非饱和流, 为金的浸出提供了必须的氧气。
针对某铁帽型金矿含泥量高、粉矿率高、常规方法金浸出率低的情况, 开展了制粒堆浸的研究工作。
1 矿石性质
某金矿床赋存于燕山期花岗闪长岩与二迭系当冲组硅质页岩、硅质泥灰岩及斗岭组砂岩的接触破碎带中, 矿石类型有铁帽型、破碎带型和黄铁矿型3种, 本试验所用的为铁帽型金矿石。这种矿石受到了强烈的地表风化作用, 外表呈蜂窝状, 孔隙率大, 是典型的高风化氧化矿。矿石可选性差, 其浮选回收率仅26%～34%。矿石中以褐铁矿为主, 赤铁矿次之, 脉石以石英、高岭土为主, 以上4种矿物占矿石总量的95%以上。
有用矿物主要是金, 其次是银。可见金的结晶粒度细微, 按可见金的颗粒数目计, 小于75 μm的占颗粒总数的98%～99%;按可见金的质量计, 小于75 μm的占总质量的90%～92%, 小于10 μm的占10%左右。
2 制粒堆浸提金试验研究
2.1 原则流程
矿石破碎后经筛分、制粒, 筑堆在防渗漏性能较好的堆场底垫上, 然后用一定pH的氰化钠溶液喷淋, 溶解其中的金。含金富液被收集到富液池中, 澄清后用活性炭吸附, 吸附后的贫液补充氰化钠后返回喷淋, 形成闭路循环。载金炭中的金用解吸-电解法使沉积在阴极钢棉上。钢棉经酸洗后, 通过熔炼得到合质金。解吸后的活性炭经再生后返回吸附塔继续使用, 污水经处理达标后排放, 尾渣排至尾矿库。
2.2 矿石破碎与制粒
-200 mm的原矿人工送入250 mm×400 mm的颚式破碎机中, 经孔径为12 mm的冲孔振动筛筛分, 筛上矿石加入1.5%石灰, 由斗车推至堆场筑堆。
加入水泥、石灰及F608防结垢剂, 石灰用量10.0 kg/t, 水泥用量12.0 kg/t, 防结垢剂用量7.0 g/t, 人工混匀后投入Φ2.8 m成球盘内制粒, 成球盘傾角48°。制粒时喷入适量的水, 矿粒在盘内旋转翻滚6～10 min, 合格的矿粒 自行出料后用皮带运输机送至堆场筑堆。成品颗粒含水率12.5%～18.0%, 成品颗粒湿强度94.7%。制粒后, 粒径在20～5 mm之间的占85%, 分布比较合理。
2.3 常规浸出与制粒浸出室内试验对比
取原矿石和现场堆浸矿石 (大于12 mm与小于12 mm的样品) 20 kg, 用有机玻璃管进行浸出对比试验。矿样先用石灰水洗至碱性后, 按1.0 kg/t, 7.0 g/t的比例喷淋氰化钠和F608淋浸剂。试验结果可看出, 不制粒直接堆浸时金的浸出率很低, 制粒后浸出率大幅度提高。所以制粒是提高多泥质矿石金浸出率的有效途径之一。
2.4 筑堆
堆场用推土机和装载机反复压实后, 铺上厚度100 mm左右的细粘土再压实;在细粘土上铺2层油毡, 再铺1层0.05 mm厚的塑料布, 最后在塑料布上铺50 mm左右厚度的卵石。堆场的坡度为3.86°, 矿堆高度平均2.49 m, 安息角38°～42°。堆场边缘挖300 mm×200 mm的集液沟, 集液沟外筑400 mm×300 mm的防水堤。
2.5 喷淋浸出
布液方式是堆浸作业提高浸出率的关键因素之一, 布液不均匀会使矿堆出现干点和死角, 矿石无法接触到浸出剂。试验中, 矿堆顶部采用旋转摇摆式喷淋器, 这种喷淋器喷淋半径大, 喷洒均匀, 喷出的液滴大, 不雾化, 不易堵塞;边坡采用塑料管喷淋。优化后的氰化钠溶液浓度、喷淋强度等工艺参数如下:
氰化钠溶液浓度:浸出前期0.8～1.2 g/L, 中期0.5～0.8 g/L, 后期0.3～0.5 g/L;喷淋方式:喷1 h, 停1 h, 间歇喷淋;喷淋强度:20～45 L/m2;喷淋时间:30～50 d。
2.6 活性炭吸附
贵液中的金用活性炭吸附回收, 吸附塔为自行设计的, Φ500 mm×3 500 mm, 装炭量100 kg, 为4塔串联运行;贵液中金质量浓度平均4.0 g/m3, 以25 m/h的线速度泵入吸附塔中。吸附效率达98%, 载金炭金品位为8.42 g/kg。
2.7 载金炭解吸、解吸液电解及金的熔炼
载金炭装入自制的解吸塔中, 用40～50 g/L的NaCN溶液, 30 g/L的NaOH溶液, 在98 ℃, 0.1 MPa条件下, 保温4～5 h, 然后用水冲洗约8～10 h, 使脱金炭品位达0.1～0.3 g/kg。
将解吸液加入到自制的电解槽中进行电解。阴极为不锈钢棉, 阳极为不锈钢板, 槽电压3.5 V, 电流密度120～140 A。电解贫液金质量浓度1～5 g/m3。
不锈钢棉上的电积金用酸煮后, 加入助熔剂, 在1 250 ℃下熔炼成合质金。
2.8 尾液、尾渣的处理
吸附尾液和洗渣水在补加NaCN后反复循环使用;尾渣在卸堆前用清水洗2次, 晒3 d, 按12 kg/t的比例撒漂白粉, 放置3 d后用推土机卸堆, 倒入尾矿库中。
3 主要技术经济指标
工业试验主要技术经济指标如下:原矿金品位2.56 g/t, 干矿石质量1 241 t, 成球含水率8.2%, 金浸出率72.40%, 渣中金品位0.69 g/t, 渣计金浸出率72.83%, 贵液金质量浓度4.00 g/m3, 金总回收率69.20%, 氰化物用量0.82 kg/t, 水泥用量11.54 kg/t, 防结垢剂用量4.41 kg/t, 活性炭用量0.01 kg/t, 电能消耗12.10 元/t, 其它材料消耗1.82 元/t, 吨矿石加工成本112.00 元, 每克金生产成本49.60 元, 每克金生产利润28.40元, 利润率36.40%。可以看出, 采用制粒堆浸提金工艺可使含泥的铁帽型金矿石中金的提取率提高39%, 达到72%, 金的总回收率也在67%以上, 与直接堆浸相比有明显的经济效益。
4 结论
采用制粒堆浸法提取含泥的铁帽型金矿石中的金是可行的, 试验结果表明, 可提高金的回收率30%以上, 有较好的经济效益。添加防结垢剂F608能有效地防止CaO的结垢, 提高矿堆的渗透性能。此方法也可应用于其它含泥矿石金的提取。
