水泥微制粒工藝提高新疆某金礦堆浸速度試驗(yàn)

金琪琳

(新疆金川礦業(yè)有限公司)

新疆某金礦石金品位0.90 g/t，屬貧硫化物半氧化微細(xì)粒浸染型硅化低品位金礦石。長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，減小金礦石粒度可以有效提高浸出率，因此通過(guò)技術(shù)改造增設(shè)高壓輥磨設(shè)備以減小入堆礦石粒度。由于高壓輥磨產(chǎn)品中粉礦含量較高，嚴(yán)重影響堆浸場(chǎng)礦堆的滲透性，礦石浸出速度降低，生產(chǎn)周期明顯延長(zhǎng)。

針對(duì)上述矛盾，近年來(lái)，我國(guó)科技工作者不斷開展金礦石先制粒再入堆堆浸氰化工藝研究，從制粒方法的選擇到試驗(yàn)室柱浸試驗(yàn)、擴(kuò)大試驗(yàn)直至工業(yè)試驗(yàn)均取得了較好的成果，目前制粒技術(shù)也趨于完善和成熟[1-5]。根據(jù)新疆某金礦選礦廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定碎礦產(chǎn)品中-0.074 mm的粉礦是影響金礦石滲透性的主要因素，因此考慮采取向入堆礦石中添加水泥進(jìn)行微制粒的工藝方案，以改善礦石滲透性、縮短生產(chǎn)周期。

1 礦石性質(zhì)

新疆某金礦中含金硅化構(gòu)造巖型金礦石占礦石總量的80%以上，礦石礦物成分比較簡(jiǎn)單，有用礦物主要為自然金。金屬礦物以硫化礦物為主，氧化礦物次之。其中硫化礦物以黃鐵礦為主，次為毒砂，閃鋅礦、方鉛礦少量，黃銅礦微量；氧化礦物以褐鐵礦、黃鉀鐵釩為主，次為磁鐵礦、白鈦礦和孔雀石；脈石礦物主要為石英，含量高達(dá)85%～90%，次為高嶺石、絹云母等。礦石礦物組成見表1，化學(xué)多元素分析結(jié)果見表2，金物相分析結(jié)果見表3。

表1 礦石礦物組成 %

表2 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果%

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

表3 礦石金物相分析 %

表1～表3表明，礦石中主要有價(jià)元素為金，同時(shí)含有少量的銀，金、銀可在氰化浸出的過(guò)程中同時(shí)回收；包裹金、粒間金合計(jì)占總金的90%以上，這部分金可以通過(guò)減小破碎產(chǎn)品粒度，使金顆粒充分暴露、解離，從而順利與氰化物接觸反應(yīng)，大幅度提高金浸出率。

2 水泥微制粒工藝

實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)入堆浸的礦石是顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)及高壓輥磨破碎機(jī)的破碎產(chǎn)品。篩析結(jié)果表明，礦石中-0.074 mm含量達(dá)11.07%，粉礦含量較大。若直接堆浸，由于細(xì)粒遷移和礦泥的膨脹會(huì)堵塞礦堆，使浸出液無(wú)法通過(guò)礦堆，堆浸無(wú)法順利進(jìn)行。因此需要保證浸出液均勻流過(guò)礦堆，同時(shí)要具備良好的滲透性(即較快的滲透速度)。如果采用傳統(tǒng)的水泥制粒工藝，不僅會(huì)限制堆浸工藝礦石處理能力，還會(huì)大幅度增加資金投入和生產(chǎn)成本，因此考慮直接向礦石產(chǎn)品中添加水泥并補(bǔ)加水分，在皮帶運(yùn)輸和礦倉(cāng)中礦石下落的過(guò)程實(shí)現(xiàn)礦石的攪拌，從而達(dá)到水泥微制粒、改善礦石滲透性的目的。

3 水泥微制粒工藝柱浸試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)原料與方法

3.1.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)原料為入堆原礦，礦石水分2%，粒度組成見表4。

表4 礦石粒度組成

從表4可以看出，礦石粒度P80約4.5 mm，其中-0.074 mm含量11.07%。分析認(rèn)為該礦石中粉礦的來(lái)源主要有兩部分：一是原生礦泥即原礦石中所含的高嶺土、云母等礦物；二是在礦石破碎過(guò)程中新產(chǎn)生的次生礦泥。

3.1.2 試驗(yàn)方法

人工添加水泥、石灰，并補(bǔ)加水分，礦石制粒水耗約0.04 m3/t。然后人工攪拌，使水泥、石灰與礦石混勻后裝入φ300 mm、高2 m的PVC柱浸管道，采用滴淋方式添加浸出藥劑進(jìn)行浸出試驗(yàn)。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.2.1 柱浸試驗(yàn)

取同一批礦石樣品，進(jìn)行水泥微制粒工藝柱浸試驗(yàn)。各組礦石質(zhì)量均為60 kg，金品位0.80 g/t，水分2.5%，補(bǔ)加水后礦石水分5.5%。按3.1.2試驗(yàn)方法進(jìn)行7組柱浸試驗(yàn)，對(duì)比不同水泥、石灰用量下金的浸出效果。

準(zhǔn)確記錄試驗(yàn)開始和柱體底部浸出液出水時(shí)間，以此計(jì)算各組試驗(yàn)的滲透速度。在試驗(yàn)進(jìn)行期間，每天取浸出貴液樣品化驗(yàn)金品位，直至貴液金品位不再上升后，改用清水連續(xù)3 d進(jìn)行滴淋洗礦作業(yè)，洗礦結(jié)束后進(jìn)行卸料并對(duì)尾礦進(jìn)行取樣分析，以此計(jì)算各組試驗(yàn)的實(shí)際浸出率。具體試驗(yàn)條件見表5，水泥微制粒工藝柱浸試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表5 試驗(yàn)分組及條件

表6 柱浸試驗(yàn)結(jié)果

從表5、表6可以看出，添加水泥進(jìn)行微制粒以后，在浸出率基本不變的前提下，礦石滲透性得到了很大提高，滲透速度可提高一倍以上。試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，第1組試驗(yàn)礦石表面出現(xiàn)了少量積水，其他組別礦石表面均未出現(xiàn)積水現(xiàn)象。從節(jié)約成本、提升經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，選擇第5組試驗(yàn)條件(水泥用量4.0 kg/t、石灰用量3.0 kg/t、礦石水分5.5%)進(jìn)行下一步的極限滴淋強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)。

3.2.2 極限滴淋強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)

確定添加水泥對(duì)礦石進(jìn)行微制粒后礦石浸出液的極限滴淋強(qiáng)度，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有著很重要的指導(dǎo)意義。極限滴淋強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)仍采用柱浸試驗(yàn)方式進(jìn)行，同一批礦石樣品分成4組，各組礦石質(zhì)量均為60 kg，石灰用量3 kg/t，水泥用量4 kg/t。通過(guò)調(diào)節(jié)各組試驗(yàn)滴淋液的滴淋強(qiáng)度，觀察礦石表面是否出現(xiàn)積水現(xiàn)象，以此確定水泥微制粒后礦石極限滴淋強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 極限滴淋強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果

從表7可以看出，礦石經(jīng)水泥微制粒加工后，浸出液極限滴淋強(qiáng)度可以達(dá)到 25 L/(h·m2)以上。考慮到實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)礦車輛對(duì)礦堆的壓實(shí)作用及其他因素，建議采用15～20 L/(h·m2)的滴淋強(qiáng)度進(jìn)行生產(chǎn)。

3.3 工業(yè)試驗(yàn)

柱浸試驗(yàn)結(jié)果為工業(yè)試驗(yàn)提供了可靠的工藝參數(shù)，工業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)每個(gè)試驗(yàn)堆場(chǎng)18 m×15 m，堆高2 m。堆場(chǎng)底面用推土機(jī)碾壓數(shù)次，底墊為1層彩條布和1層塑料薄膜及1層土工布，可有效防止?jié)B漏。

3.3.1 工業(yè)試驗(yàn)條件

礦石篩分—破碎—制粒—筑堆工序采用機(jī)械化作業(yè)，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算礦量。工業(yè)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)對(duì)每輛運(yùn)礦車輛所載礦石分別進(jìn)行地磅稱重、取樣后匯總得出準(zhǔn)確的入堆礦石質(zhì)量、金品位、礦石水分等數(shù)據(jù)，見表8。

表8 工業(yè)試驗(yàn)條件

表9 工業(yè)試驗(yàn)堆場(chǎng)礦石粒度組成

3.3.2 工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程

配制0.05%的NaCN溶液進(jìn)行滴淋試驗(yàn)，滴淋工作制度為連續(xù)性滴淋，浸出液經(jīng)活性炭吸附后根據(jù)剩余氰根濃度補(bǔ)加藥劑后返回礦堆進(jìn)行再次滴淋作業(yè)，期間根據(jù)實(shí)際需要補(bǔ)加水量以保持礦石水分。滴淋強(qiáng)度控制在10～12 L/(h·m2)，吸附設(shè)備由5個(gè)φ400 mm×1.7 m的聚丙乙烯塑料圓柱形吸附塔串聯(lián)而成。

在吸附過(guò)程中連續(xù)取樣，分別對(duì)每天的浸出貴液和吸附后的貧液進(jìn)行取樣化驗(yàn)，計(jì)算金浸出率與吸附率，并據(jù)此繪制理論浸出率變化曲線。試驗(yàn)進(jìn)行至50 d時(shí)，貴液品位已降至0.08 mg/L，連續(xù)觀察5 d，浸出液金品位不再變化后采用清水對(duì)礦堆進(jìn)行清洗，反復(fù)進(jìn)行5 d后在礦堆上按照2.5 m×2.5 m的密度采用網(wǎng)格法對(duì)尾礦進(jìn)行取樣，以加權(quán)平均法計(jì)算出尾礦的最終品位，以此計(jì)算礦石實(shí)際浸出率。

3.3.3 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程中，2組堆場(chǎng)理論浸出率變化見圖1，工業(yè)試驗(yàn)實(shí)際浸出結(jié)果見表10。

圖1 工業(yè)試驗(yàn)堆場(chǎng)理論浸出率曲線表10 工業(yè)試驗(yàn)浸出結(jié)果

組別礦石金品位/(g/t)尾渣金品位/(g/t)金浸出率/%1#0.760.2567.112#0.780.2567.95

4 結(jié) 論

新疆某金礦石金品位0.900 g/t，采用氰化堆浸工藝進(jìn)行金的提取生產(chǎn)。通過(guò)在入堆礦石運(yùn)輸皮帶上直接添加4 kg/t水泥、3 kg/t石灰并補(bǔ)加適量水至礦石水分為5.5%，對(duì)入堆礦石進(jìn)行水泥微制粒工藝處理，并確定了浸出液極限滴淋強(qiáng)度為15～20 L/(h·m2)，有效降低了-0.074 mm粉礦對(duì)礦石滲透性的影響，解決了為提高金浸出率而降低礦石粒度而出現(xiàn)的礦石滲透性下降、礦石表面易積水的問(wèn)題，加快了礦石的浸出速度，縮短了生產(chǎn)周期。水泥微制粒工藝成本低、流程簡(jiǎn)單、易于操作，能顯著提高生產(chǎn)效率，在堆浸生產(chǎn)領(lǐng)域具有一定的推廣使用價(jià)值。