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金矿选矿终极指南

一.金矿的价值

金矿是指金矿山或者金矿石,金矿山是指通过采矿作业获得金矿石的场所(矿山);而金矿石是指含有黄金元素并能被工业利用的矿物集合体。

金矿选矿工艺是将矿山或者矿石中含有的金元素选别出来,黄金是人类较早发现和利用的金属,它非常稀少、特殊且真贵,被誉为“金属之王”;黄金还象征这“贵族”的地位,它可用作金融储备、货币、首饰等,除此外,在工业与科学上也有良好的用途,因此具有良好的采选价值。

在我国,除了上海外,其他大部分省市均有金矿分布,主要的矿产和产地分布在:山东、河南、贵州、黑龙江、陕西、广西、云南、辽宁、河北、新疆、四川、甘肃、内蒙、青海、安徽等省区,其中山东黄金产量占我国的大部分。

二.常规金矿选矿流程

常规的金矿选矿流程为:破碎筛分——磨矿分级——选矿——脱水等阶段

1.金矿破碎筛分阶段

通常金矿含量低、堪布粒度细、成分复杂,在该环节常用的破碎筛分流程以三段一闭路流程为主,即通过粗碎、中碎、细碎、筛分来将矿物破碎到合适的粒度。常见的三段一闭路流程如下所示:

设备 分类 产品粒度(mm)
颚式破碎机(粗碎、细碎) 简单摆动颚式破碎机、复杂摆动颚式破碎机 160~320
旋回破碎机(粗碎) 中心排矿式旋回破碎机、液压旋回破碎机 75~320
圆锥破碎机(中、细碎) 弹簧圆锥破碎机、液压圆锥破碎机 22~75
筛分机 圆振动筛、直线振动筛 0~12

2、金矿磨矿分级阶段

岩金矿磨矿作业通常采用一段或格子型球磨机+溢流型球磨机两段磨矿,第二段磨矿作业与螺旋分级机或水力旋流器构成闭路循环,以此保证磨矿细度。

3、金矿选矿阶段

金矿选矿阶段,分为两种,一种是砂金矿选矿,一种是岩金矿选矿。砂金矿的金精矿含量高,多以砂粒形式存在,因此在选别时,多采用重选工艺,在经过预处理脱泥洗矿后,采用重选法能直接得到含粗金矿颗粒。

岩金矿主要按矿石成分及组成等不同,来选择适合的选金工艺,常用的三大选金工艺是:氰化选金工艺、浮选选金工艺、重选选金工艺 。

三.金矿选矿工艺

(一).氰化选金工艺

氰化选金工艺是从金矿石中提取金的主要方法之一。

氰化物对金溶解作用机理的解释目前尚不一致,多数认为金在氰化溶液中有氧存在的情况一下可以生成一种金的络合物而溶解。金的表面在氰化溶液中逐渐地由表及里地溶解。溶液中氧的浓度与金的溶解速度有关。氰化时间取决于物料性质、氰化方式及氰化条件而异。一般搅拌氰化浸出常大于24小时,有时长达40小时以上,氰化选金时需72小时,渗滤氰化浸出需5天以上。

从氰化浸出液中提取金的方法:

氰化选金工艺可分为搅拌氰化和渗滤氰化 。搅拌氰化用以处理重选、混汞后的尾矿和浮选的含金精矿,或用于全泥氰化;而渗滤氰化用于处理浮选尾矿和低品位含金矿石的堆浸等。

搅拌氰化法提金工艺主要包括两类提金工艺流程,一类是经连续逆流洗涤,用锌粉(丝)置换沉淀回收金的所谓氰化-锌置换工艺(CCD法和CCF法);另一类则是无须过滤洗涤,采用活性炭直接从氰化矿浆中吸附回收金的无过滤氰化炭浆工艺(CIP法和CIL法)。

1、搅拌氰化选金工艺

1-1、氰化-锌置换工艺

氰化-锌粉置换工艺(CCD法和CCF法)主要包括浸出原料制备、搅拌氰化浸出、逆流洗涤固液分离、浸出液净化和脱氧、锌粉(丝)置换和酸洗、熔炼制锭等作业。

工艺流程:

固液分离(洗涤)

作用:将固体浸渣与含金贵液分离
工艺:多级逆流洗涤
设备:浓密机、多层浓密机、压滤机
影响因素:洗涤级数3-5级,洗水比4。

净化

作用:去除贵液中的细粒悬浮物(影响金泥品位)
工艺:真空过滤、压滤
设备:板框过滤机、管式过滤机
指标:悬浮物<5g/m3。

脱氧

作用:脱除贵液中的氧气(氧化锌粉,阻碍置换,降低金泥品位)
工艺:真空脱氧
设备:脱氧塔
指标:真空度-0.09~-0.096MPa;贵液含氧量<-0.5mg/L。

加锌粉

作用:向贵液中添加锌粉。同时添加硝酸铅
设备:锌粉圆盘加料机
锌粉参数:粒度-325目(45um);纯锌含量﹥94%
用量:锌粉:15-70g/m3 ;硝酸铅:锌粉的10%。

置换Replacement

作用:金的置换和金泥过滤
工艺:压滤
设备:板框压滤机
指标:贫液品位:﹤0.02g/m3;金泥含金品位:8-15%;金泥水分30-40%。

适用范围:矿石中Ag:Au>5:1;固液分离容易;常用于浮选精矿的氰化。

(二)、炭浆选金工艺

炭浆法选金工艺(CIP法和CIL法)就是将活性炭放入氰化矿浆中,将已溶解的金吸附在活性炭上,再从活性炭上提取金,主要包括浸出原料制备、搅拌浸出与逆流炭吸附、载金炭解吸、电积电解、熔炼制锭、炭再生等作业。

炭浆选金(CIP):先氰化浸出,然后加入活性炭在矿浆中吸附金;

炭浸选金(CIL):在浸出槽中加入活性炭,浸出与吸附同时进行,即边浸边吸。

在CIP流程中,浸出和吸附是两个各自独立的作业。在吸附作业中,浸出过程已基本完成,吸附槽的大小、数量和作业条件均由吸附参数确定。在CIL流程中,浸出和吸附作业同时进行。一般来说,浸出作业较吸附作业需要的时间长,因此槽子的大小、充气和加药由浸出参数确定。由于吸附速度是溶液中已溶金浓度的函数,为了提高前部吸附槽中已溶金的浓度,同时增加浸出时间,通常在边浸边吸前加1~2级预浸。

炭浆法(CIP)与炭浸法(CIL)相比:

1.CIP流程较CIL流程长,但CIL流程中存炭量大、炭浓度低,为串炭而输送的矿浆量是CIP几倍(一般为4倍);

2.CIP流程中积压的金属量比较大,两种流程积压金属量的分布不同。CIP流程中积压金属在活性炭上和溶液中的分布基本相当,但在CIL流程中,金属主要积存在活性炭上。流程中溶液的含金量也不相同。

3.CIL比CIP流程溶液中含金品位高,这是由流程结构决定的。CIL流程是边浸边吸附,不断有新的溶解金进入溶液,所以溶液中的金不断得到补充,溶液中含金量相对较高。CIP流程是单一吸附,溶液中已溶金的补充量很小,所以金的品位较低些。

(三)、渗滤氰化法选金

渗滤氰化法也是氰化浸出工艺之一,基于氰化溶液渗透通过矿石层而使含金矿石中的金浸出,适用于砂矿和疏松多孔物料。

渗滤氰化浸出法有池浸和堆浸两种工艺,渗滤氰化浸出液,再用活性炭吸附或锌粉(丝)置换处理。

1、池浸选金工艺

渗滤浸出一般在渗滤浸出池中进行,浸出池通常采用木池、铁槽池或水泥池。池底水平或稍倾斜,呈圆形、长方形或正方形。池内装有带孔耐酸板制成的假底,假底上铺以滤布,滤布上面盖以装有木条或耐腐金属条的栅格。浸出时,将矿石装于池中,池上方加入浸出剂,浸出液从假底下部流出。假底用于过滤和支承矿石。

渗滤池浸出所需时间,不仅取决于溶剂对矿物的溶解速度,还与溶剂在物料层中的渗透速度密切相关。而渗透速度则主要取决于装料高度、物料孔隙率、含淤泥程度、浸出剂粘度以及物料本身的特性等因素。

2、堆浸选金工艺

堆浸主要是将开采的矿石转运到预先备好的堆场上筑堆,或直接在堆存的废石或低品位矿石上,用氰化浸出液喷淋或渗滤,使溶液通过矿石而产生渗滤浸出作用,浸出液多次循环,反复喷淋矿堆,然后收集浸出液,再用活性炭吸附或锌置换,贫液返回堆浸作业循环使用。

堆浸场址一般选择靠近采场、运输方便的缓坡山地(自然坡度5-15˚),先清除杂草和浮土,然后夯实,修筑成坡度为5˚左右的地基,两边高中间稍低,便于浸出液集中流入贮液槽,堆场上铺上土工膜防止渗漏。堆场四周修筑0.4米土埂并作防水沟,防止雨水流入场内。在堆矿石之前先堆0.3米厚的大块贫矿。

优势:堆浸氰化法生产成本低,可很快投产,堆浸规模可大可小,每堆矿石多可至数万吨。矿石破碎至一定粒度后堆浸或制粒堆浸。

(四).树脂矿浆选金工艺

利用离子交换树脂从矿浆中吸附金,现多采用RIP,RIL不成熟。使用阴离子交换树脂。 与碳浆法相比,树脂法的优点是:吸附容量大,树脂耐磨性好,不怕有机物污染,解吸条件宽松,再生简单。其缺点是:吸附选择性差。

适用范围:原矿、精矿均适用。

(五).浮选选金工艺

浮选法是黄金选矿厂中处理岩金矿较为广泛的一种选矿方法,常用于处理可浮性很高的硫化矿物含金矿石。浮选工艺可把金上限限度地富集到硫化矿物中,尾矿可直接废弃,选矿成本低,我国80%的岩金矿都是采用该工艺进行选别。浮选过程主要包括加药、搅拌、充气、刮泡等几个阶段。

对于含单一金矿物、粒度嵌布较均匀、粒度相对较粗的金矿浮选而言,通常采用一段磨浮流程。

对于金呈粗细粒不均匀嵌布的金矿,通常在浮选前磨矿分级回路中安放汞板或重选设备预先回收颗粒金。上述两种流程较多用于金矿选矿厂。

对于矿石性质复杂的金矿而言,浮选流程也是较复杂的,例如,阶段磨矿阶段选别流程、泥砂分选流程等在实践中均有应用。

对于含金多金属矿的浮选,其流程呈现复杂多样化的特点,金通常多是富集在某种矿物精矿里,金作为伴生矿物出售。

常见的浮选金矿选矿设备

浮选用金矿选矿设备主要包括各种类型的浮选机,新型浮选机、浮选柱等设备也在个别金矿得到应用。

其中XJK型浮选机是传统型自吸式浮选机,JJF、SF、BF型浮选机属新型自吸式浮选机。

充气机械搅拌式浮选机是目前具竞争力浮选设备,该类型设备具有结构简单、空气充盈且分散均匀、叶轮转速低、能耗低、磨损轻等优点,同时,该类型设备也使选矿设备大型化成为可能,其中XCF/KYF 型浮选机目前单槽容积可达600m3。

适用范围:浮选选金工艺适用于处理金粒较细、可浮性好的含金硫化矿石,在浮选过程中,硫化矿作为金的载体被富集到硫化物精矿中,浮选法还可用来处理多金属含金硫化矿石和含碳质矿石等。

此外,对于不能直接用混汞法或氰化法处理的“难溶矿石”,也需要采用包括浮选在内的联合流程进行处理。

(六).重选选金工艺

重选法是金矿选矿常用的方法之一,主要利用物料的比重不同,在介质中沉降的速度不同来进行分层分选。在砂金矿中,金多以单体自然金的形态存在,与脉石的密度差较大,采用重选选金法既有效又经济。

重选法有多种,如跳汰重选、摇床重选、溜槽重选、螺旋重选、离心重选和风力重选等,在

在金矿选矿中,常见的重选选金方法主要有跳汰选金、摇床选金和溜槽选金三种方法。

1、跳汰选金工艺
跳汰选金设备主要为跳汰机,其跳汰过程是使不同比重的矿物颗粒混合,在垂直运动的变速介质流中按比重进行分层,比重小的矿物位于上层,比重大的矿物位于下层,再利用机械和水流的作用,将分层好的物料分别排出。

适用范围:跳汰选金适于分选粗粒矿物颗粒(除微细物料外的任何粒度的矿物原料),对于金属矿物选矿的粒度上限为50mm,下限为0.2-0.007mm,对于砂金选矿可在比重差≥1.25且矿石单体解离的前提下,下限粒度可达0.04mm

优势:工艺操作简单,设备处理能力大,可在一次选别中获得结果产品。

2、摇床选金工艺
摇床选金的主要设备为摇床,它是在水平介质流中进行选别的设备,利用传动机构带动床面做纵向的往复运动,做冲流和床面差动运动,矿粒在往复运动中经受垂直于床面的分层作用和平行于床面的分离作用,使不同粒度的物料自床面的不同区间排出,实现分选。

适用范围:摇床选金适于处理分选粒度较细的矿物,可根据矿石的粒度不同,分为粗砂床、细砂床和矿泥床三种。其中,粗砂床适于分选物料粒度小于0.5mm的矿粒,细砂床适于处理物料粒度范围0.5~0.074mm的矿粒,矿泥床适于处理物料粒度0.074~0.037mm的矿粒。

优势:摇床选金的给矿粒度范围一般在3~0.019mm之间,选金稳定可靠,矿带分布清晰可见,富矿比较其他选矿方法高,易管理,且可一次性选别所需矿石。

3、溜槽选金工艺
溜槽选金的主要设备是螺旋溜槽,它是利用斜面水流进行分选的设备,物料借助水流、矿物重力、矿粒与槽底见的摩擦力等联合力的作用下,使矿粒按比重沉降在槽内的不同地带,比重小的矿粒被水流带走,留下比重大的矿粒,即完成分选。溜槽为间歇作业,当溜槽槽底精矿沉积到移动程度时,需停止给矿,清除精矿,再进行作业。

适用范围:螺旋溜槽选金法适于处理含泥量低的微细粒物料,物料粒度范围在0.6~0.03mm。

优势:结构简单,处理量大,综合成本低。

以上三种选重选选金方法仅用于单体解离的金矿(砂金矿)。对于脉金矿物,很少单独使用重选工艺,一般会与其他工艺组成联合流程,如重-浮联合提金工艺,重选用来辅助提金,在磨矿与分级回路中利用跳汰机、螺旋溜槽和摇床配合,先回收易解离的粗颗粒金,以为后续的浮选和氰化等工艺创造更好的选别条件,结果可有效提高金矿指标和金总回收率。

在金矿选矿中,选择选金工艺需根据金矿性质而定,建议在工艺选择时进行选矿试验,分析金矿性质,结果根据试验确定是否选用何种选金工艺。

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