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金矿石堆浸工艺的应用和解决方法
浏览: 发布日期:2020-12-21

堆浸法虽具有工艺简单、流程不复杂、基建投资少、操作容易、成本低和见效快,但影响该工艺的生产指标及经济效益的因素是很多的,若处理不好仍有亏损的可能。

现就影响黄堆浸工艺的应用中的操作剖析如下:

1、矿石结构及其物理化学性质

就一般而言,矿石结构疏松,裂隙发育者,则其渗透性都较好,有利于氰化物溶液对矿石内部的渗透和扩散,使金得到充分的溶解,因此,其浸出速度较快。如湖南新邵县高家坳金矿属泥质砂岩型,矿石渗透性良好,对该矿作生产调试时,曾进行过测试,当喷淋浸出后的隔天取样化验,结果贵液含金浓度为4g/m3以上,已超过吸附要求(吸附要求贵液浓度> 1.0g/m3)。反之,如果矿石结构致密或含粘土较高,则不利于浸出,不但浸出速度慢,而且浸出率也较低。

如矿石中含有炭质物料,将会妨碍溶液进入被其包裹的矿石颗粒中,从而严重地阻碍金的溶解,并且具有活性的炭能吸附已溶金,致使金随尾矿流失。

矿石中如含有等非贵金属的化合物,也影响金的溶解、如用锌置换贵液,则其效果较差,且会增加氰化物的消耗。

另外,如果氰化溶液中的硫离子浓度达到5× 10-7,则会降低金的溶解速度,黄药和二硫代酸盐等浮选剂也会降低金的溶解速度。

金颗粒大小与其溶解速度有关,不同粒度的金颗粒在0.12%氰化钠溶液中的溶解时间

2、矿石粒度

矿石粒度的大小对浸出率的影响很大,一般而言,粒度愈小,则所需浸出时间愈短,而浸出率也愈高。

但在生产实践中,若细粒级含量过多(指-0.074mm含量超过35%以上),则会影响浸出率(一般降低3~5%左右)。这是因为细粒级过多会使矿堆表面结板而形成沟流、影响溶液渗透之故。

灵湖石英脉摩棱岩型含金矿石,金的浸出率为41.1%,樊岔石英脉型为52.7%,河南毛塘斑岩型金矿为62.8%,湖北大冶铁帽型金矿为73%,上管蚀变岩金矿地表氧化矿为91.4%。可见,除矿石粒度外,矿石类型也是影响金浸出率的因素之一。

3、原矿中粘土含量

原矿中粘土含量的多少对浸出有明显的影响。当粘土被氰化溶液润湿以后,体积会膨胀。其体积增大率达25~30%。这将导致矿堆孔隙度及溶液渗透速度的降低。当粘土含量从15%增加到60%时,溶液的渗透速度从25cm/d降到0.4cm/d,而浸出时间则从15d增至125d。

对粘土含量高的矿石而言,溶液渗透速度随浸出时间的变化而变化,当浸出10d时,溶液渗透速度达到值6L/t矿·d。其后则由于粘土矿物的膨胀,而矿堆孔隙度降低,故溶液渗透速度减至3.5~4L/t矿·d。

4 pH值

在浸出过程中,氰化溶液要保持一定的碱度,以防止氰化物分解。因此,pH值要控制在9.5~11之间,如果过高,则金的溶解速度会相应地降低,如湖南高家坳金矿,1993年生产期间,由于筑堆时对石灰用量控制不严,pH值达12以上,致使矿石表面形成一层薄膜,从而影响了金的溶解速度,延长了浸出时间。

pH值对金溶解速度的影响。用石灰做保护碱,当pH>11.5时,对金的溶解有明显的抑制作用。这是由于在高pH值时,在矿石表面生成过氧化钙薄膜而阻止其与氰化物反应之故。

5、氰化物浓度

当氰化物浓度在0.05%以下时,金、银的溶解速度随着氰化物浓度的增大而直线上升,若继续提高浓度则金、银的溶解度仅缓慢上升而已,直至氰化物浓度增大到0.1%时为止。当浓度超过0.1%以上时,金、银的溶解速度便逐渐下降。因此,在实际生产中必须注意到,并非氰化物浓度愈高,金、银的溶解速度愈快。而金、银在低浓度氰化物溶液中其溶解速度较快的原因,是氧在其中的溶解速度及其在稀溶液中扩散速度均较大所致。氧在低浓度氰化物溶液中的溶解度几乎是恒定不变的,所以,用低浓度氰化物溶液浸出矿石时,金、银的溶解速度快,但各种非金属矿的溶解度却小,这样,氰化物的消耗量可以减少到低限度。湖南高家坳金矿堆浸厂进行生产调试时,采用低浓度氰化溶液喷淋浸出。结果证明,在低浓度溶液中((0.03%~0.08%)金溶解速度较快,喷淋后隔天贵液含金浓度便达到吸附要求。不但速度快,而且降低氰化物的用量,据计算,处理一吨原矿消耗氰化钠仅135g/t(广西鑫宝矿业龙塘金矿为100g/t左右),用量为国内同类型堆浸矿山的1/3~1/4,起到较好的效果。

关于氰化物浓度与金的溶解速度的关系问题,笔者认为:当氰化物浓度低时,金的溶解速度只取决于氰化物溶液的浓度。反之,当氰化物浓度高时,金溶解速度与氰化物浓度无关,而取决于氧的浓度。在不同氰化物浓度下,金的浸出率随时间长短而变化,即如果要求达到同样的浸出率,低浓度时所需时间可能长些,当氰化物浓度为0.025%时,达到80%的浸出率需要25d,而氰化物浓度为0.1%时,要达到上述的浸出率只需5d。所以,在实际生产中必须全面权衡氰化物消耗量、浸出时间和成本等方面考虑。

根据堆浸生产经验,当处理金矿时,氰化物浓度应控制在0.03~0.08%的范围内,银为0.1%~0.15%。

6、矿堆高度

矿堆高度取决于矿石的性质,一般渗透性好的矿石,矿堆可以高一些,否则反之。目前我国堆浸矿山平均高为2~4m,国外为4~8m,但随着筑堆设备的改造和更新,堆高己达10~18m。国外已对一个61m高的矿堆进行了试验,这表明对某些矿石适于筑高堆浸出。矿堆究竟多高才合适,经生产实践表明,矿堆太高会影响其下部矿石的供氧量及渗透性,从而会降低浸出率。

矿堆高度直接影响成本,但随着矿堆的增高,底垫费用及管理费也相应的减少。实验室柱浸试验数据表明,矿柱高度增加,将会导致浸出率的降低。堆高从6.1 m增至18.3m,堆浸费用可降低3~3.5元/t矿,但浸出率也将降低5%左右。矿山可进行核算。

为了减少生产费用,笔者建议采用阶梯式堆浸法较为合理。我国吴家林金矿曾用于生产获得了成功。该法就是充分利用地形的自然坡度修建堆场,金矿石堆喷淋浸出结束后不必卸堆,可在原堆的基础上继续堆矿,只要底垫不破,可连续堆3~5层,堆高可达15~25m。

7、喷淋强度

实践表明:适当增大喷淋强度,可以缩短浸出时间,提高浸出率,同时加强了溶液与矿石之间的相对运动,起到强化扩散作用。

我国堆浸矿山的喷淋强度为8~12L/m2·h,国外为10~20L/m2·h。喷淋强度大,但由于氰化溶液与空气接触机会增多,而氰化物的氧化、损失也随之增加。故喷淋强度过高对生产是不利的。

8、浸出时间

浸出率随浸出时间的延长而增加。浸出周期的长短与金的嵌布特性、矿石粒度及渗透性有关。现场堆浸的时间通常为实验室柱浸试验时间的2~5倍。

生产证明,如原矿中金品位为2.0~3.5g/t,规模5000~7000t/堆,堆 高为3.5~4. 5m,则浸出时间30~35d即可完成(不包括筑堆、洗矿和卸堆)。

9、溶液中的氧

实验中有人用氮、氧及其混合气体于0.1%氰化钠溶液中,在不同氧浓度的情况下,金的溶解速度随氧浓度的增高而加快。

氧在水中的溶解度随温度和液面上氧分压的变化而变化,主要取决于所处海拔标高下当地的大气条件,水中的氧浓度在5~l0mg/L的范围内。

含金矿石在进行堆浸氰化时,其他矿物和有机物等同样要消耗溶液中的溶解氧。因此,在氰化过程中,氧的总消耗量通常会超过反应时理论上所需氧量的数倍。所以,在堆浸过程中,适当地补充氧是有利的。

向矿堆鼓入空气,可提高金的溶解速度。溶液中的不必饱和,而浸出时间明显缩短。鼓气后浸出时间由45d降到32d。

10、温度

金在氰化物溶液中的溶解速度,随着温度的升高而加快,在85℃时为高值。当温度低于10℃时,金溶解速度将减慢。

升高温度,能加速氰化反应,提高金的浸出率。堆浸是在自然环境的气温下进行的,为了在冬季继续进行浸出,适当地提高浸出液的温度是有利的。用加热器对溶液加温在技术、经济上是可行的。因此,设有溶液加温系的堆浸矿山,即使在-10℃的气温下仍能进行喷淋浸出,故加温浸出也适用于我国东北和西北地区的堆浸。
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