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1、堆浸技术及其可行性的确定堆浸技术及其可行性的确定作者：董波 吴猛一、引言人类采金具有悠久的历史，但由于工艺技术所限大量的低品位金矿、尾矿及含金废石还未得以利用，在人类面前出现了一方面感到金矿资源短缺，而另一方面又在积压和浪费矿产资源的矛盾局面。随着选矿的技术的进步，美国矿务局里诺研究中心，于 1969 年首先对含金废石进行了堆浸，并发表了试验报告，20 世纪 70 年代初堆浸工艺陆续开始在一些金矿山得到推广。这项工艺技术的应用和发展，为处理低品位金矿提供了成功的且有利可图的方法，同时，也推动了地质找矿业的发展。堆浸法与常规选矿法相比，其经济浸出的矿石品位要比通常磨矿浸出法低一个数量级。目前，国
2、外可以从含金 003001 盎司 1 吨品位的矿石中浸出提取金。堆浸法对于易浸矿石来说，具有基建费用低，工艺简单，操作方便，流程短，占地面积少，氰化浸出液的耗量较少，适应性强，规模可大可小，投资少等优点。但该法浸出速度较慢，对矿石性质要求也较严格。因此，与其它选金方法相比，其金的回收率较低，一般情况下，金的回收率只能达到 6580。另外，由于堆浸工艺条件很难改变，又不能很快见到生产结果，所以矿石的浸出行为必须预先了解清楚，并要严格按照试验提供的最佳条件筑堆及浸出，因此，堆浸前要进行足够的冶金试验，以便确定矿石的可行陛并提供足够的设计基础资料。二、堆浸提金技术所谓堆浸法提金，就是将低品位金矿石堆
3、积在由沥青、混凝土或塑料薄膜等材料铺筑的防漏底垫上，用低浓度的碱性氰化物溶液在矿堆上喷淋，使金溶解，含金的富液从矿堆上渗滤出来，流入底垫上的集液沟并输送至储液池中，然后用活性炭吸附法或金属锌置换沉淀法从富液中回收金，吸附或置换后的贫液再返回浸出作业。目前，堆浸已发展成为金银加工的重要手段。就美国而言，其堆浸产金量已达黄金总产量的 3040。堆浸厂与常规选冶厂相比，堆浸的基建费用要低得多。据资料介绍，1986年美国内华达州有生产能力相同，但工艺不同的选冶厂相继投产，并且都进行露天开采，但是 HogRanch 矿采用堆浸提金，其基建费总计为 700 万美元，相反地，Paradise Peak 矿采
4、用常规的搅拌浸出设备提金，其基建费用却高达 8000万美元。我国的黄金堆浸也有很长的历史，但到目前为止，真正形成生产能力的还很少，大多处于试验研究阶段。1988 年陕西地矿局第三地质队、地矿部矿产综合利用研究所等单位首次在陕西双王金矿进行了万吨级工业性堆浸试验，其投入矿石量为 10030 吨，原矿品位 192 克吨，金的浸出率为 6615，金的回收率为 6464。1989 年我国第一个 10 万吨级低品位金矿堆浸厂在新疆的阿勒泰建成，当年上堆矿石 24 万吨，产金 2300 两，其原矿品位大多在1530 克吨，1990 年上堆 11 万吨产金 1 1200 两，人均创利达 1567万元。这充分
5、说明，我国黄金选冶虽然起步晚些，但在堆浸提金技术方面已有了很大突破。目前，堆浸主要是处理含金 053 克吨的低品位矿石和废石。适合采用堆浸的矿石首先应当具备多孔，能为氰化物渗透，相对地无消除氰化物质及含微细纯金粒的，即金的粒度必须非常小，矿石中不含能吸附金氰络合物的炭质物；同时，为了维持浸液有足够的渗透性以及矿物表面与浸液接触良好，矿石中的粘土含量应当足够低。另外矿石中不能大量含有与氰化物起反应的化合物，不含有过量的与石灰起反应的酸性组分。对于金的浸出，现在有几种类型的溶液可以应用，但目前其有效的浸出剂仍是碱性氰化物溶液，堆浸的浓度范围为 01525 克千克。可是，我们还知道，浸出前经常将矿石
6、进行破碎，但所产生的过细颗粒以及自然风干、浸出液作用裂解而形成的粘土又会阻碍矿石与溶液的接触。然而，小颗粒与大颗粒相比，小颗粒的浸出速度要快而且更完全。因此，如果原料中一 10 毫米矿粒含量高或含有较多的粘土，堆浸前在制粒机中，将细粒矿石与石灰、水泥混合，喷水把细粒粘在一起，固化后再进行浸出。至于采用何种方法球团，要视矿石粒度组成情况具体对待。由此可见，确定最经济的破碎粒度范围，进行实验室球团试验是有必要的。对于一个堆浸厂来说，其堆浸规模可大可小，大的年处理量可以到百万吨，小的年处理量为几千吨至几万吨。在美国，堆浸厂的日处理量介于几百吨至 1万 8 千吨之间。用于工业规模的堆浸方法有两种，一是
7、以原矿形式进行浸出，这种方法浸出周期较长，通常称为长期堆浸法。另一种方法是基于破碎矿石的浸出，这种浸出周期较短，通常称短期堆浸法。在矿石堆浸时，布液也是一个很重要的问题。最常用的布液系统是脉冲喷淋器或摆动喷淋器。就美国一些典型的堆浸矿山而言，浸出液的喷淋速度通常在 0812 厘米小时范围内，最大有效施加速度为 40 厘米小时，速度再高就会限制氧化矿石中的移动，冲稀浸出液的浓度并增加泵的费用。另外，为了提高氰化物的浸出速度，必须控制好 pH 值，并将其调节成101 1，防止大量的氰化氢气从矿堆土释放掉。通常是在矿粒中加石灰来达到这一目的，也可用苛性钠来调节 pH 值的，而且采用该法回收率较高，但
8、试剂较高，这对于低品位矿石来说是不合算的。在金的回收方面，目前主要是通过锌粉置换或炭吸附方法回收，对于特定体系，每种方法均有其优缺点，选择何种方法将取决于浸出操作中的特定条件和已有的设备。锌粉置换法反应动力学快，成本较低，不需要解吸设备，投资及操作费用较少，效益高，但选择性差，易污染环境。炭吸附法现在应用越来越普遍，它的优点是：能从含有悬浮固体溶液和含有很低金属浓度的溶液中吸附金属，而且不需要过滤装置，也无需脱氧槽和泵，可避免由于锌盐引起的环境污染。但其炭输送及再生效益差，投资费用较高。另外，除炭吸附和锌粉置换外，还有离子交换吸附法，溶剂萃取及直接电解法。但一般堆浸液中可能会含 10300 毫
9、克升的悬浮固体，选择电解法和萃取法回收金，必须预先除去浸液中的悬浮固体。因此，目前比较常用的还是锌粉置换法和炭吸附法。三、堆浸的可行性确定对于某一种矿石而言，看其是否适于采用堆浸法，首先是确定其堆浸的可行性。根据矿石类型、品位及矿床规模等进行足够的试验，提供足够的设计基础资料，由此来确定堆浸的主要技术指标及工艺参数。堆浸可行性试验主要包括以下几方面内容：其一是滚瓶浸出试验；二是小型柱浸试验及大型柱浸试验；三是场浸试验。下面将对其分别介绍。1滚瓶浸出试验取粒度为 10 毫米的矿样 300500 克置于 45 升的浸出瓶中，通常将粗矿用水调成含 4050重量百分比，固体矿浆，再加入石灰调节 pH
10、值约为105，然后加入 20 克吨的氰化物，敞口平放在辊磨机上浸出数天，分别在 2、6、12、24、48 小时等时间采取富液样，以确定浸出速率，该浸出率可以认为是最大浸出率。这是因为滚瓶试验矿粒间会产生摩擦，而实际堆浸是在“静态”下进行的。试验结束后分析溶液中和余渣中的含量。通过滚瓶试验可以确定：矿石是否可以氰化；浸出率与矿石粒度之间的关系；浸出率与浸出时间的关系；药剂消耗量。该法的缺点是样少，代表性差，工艺参数比较少。2柱浸试验柱浸包括小型和大型两种。小型柱浸试验通常将矿石破碎到一 12 毫米，浸出柱直径为 100150 毫米，高 2 米，矿石容量为 2045 千克。试验时，柱径与矿粒直径之
11、比要大于 6：1，从而使柱壁的影响降至最低限度。试验时，石灰的用量根据滚瓶试验确定，将流速为 0003 升平方米秒的氰化液从矿柱顶部喷人，浸液流过矿料进行滤浸，进入富液槽，定期测定金的含量，氰化物的浓度，并及时调节 pH 值。通过小型柱浸试验可进一步确定矿石进行堆浸的可行性，并提供氰化物用量；金银回收率与浸出时间的关系，以及预测矿石的渗透性等，并根据其渗透情况确定是否需要制粒。大型柱浸试验是在更大的柱中进行更大量的矿石浸出，其浸出过程与小型柱浸相同，只是大型柱浸可以提供更为可靠的给料粒度，浸出速率及药剂用量等参数。不过，拉塞尔曾对小型柱浸试验和大型试验作过比较，结果表明，4080 千克试样的小
12、型实验室试验基本上能够提供与试样重量达数吨的大型试验相同的数据。3场堆试验场堆试验的矿堆高一般与实际堆浸一致，通常为 4 米高，矿石量要大于1500 吨，否则矿料处在矿堆边缘的较多，而矿堆边缘上的浸出率不如矿堆平展部分的浸出率高，所以，使得场堆浸出率偏低。通过堆试，一方面可以验证柱浸所获参数，还可以得到矿堆结构因素、喷洒溶液的方式，给液速度以及矿堆的压紧情况等参数。四、结语综上所述，采用堆浸法提金，无论在研究还是在实际生产上都已取得很大进展；虽然目前还存在一些技术问题，提倡采用该法提金，通常是一种从有效资源中获得最大利润的经济决策。目前，最紧要的问题就是要找到一种能有效监测堆浸过程的方法，以便能准确地计算金的回收率，评价堆浸的设计或操作条件的变化。此外，堆浸法的应用和发展，还推动了破碎设备的更新，同时也降低了工业利用矿床的平均品位，使我国的低品位金矿、尾矿及含金废石利用成为可能。为此，深入细致的研究堆浸法，使之不断完善、合理是具有很重要的现实意义的。 文章来自中国矿业论坛,原文地址: http:/
