砂矿和原生矿石采选冶工艺的新动向

一、采金船的新动向

采金船自1870年首先应用干新西兰以来，在过去的百余年中为世界砂金矿和其它重砂矿的生产作出了巨大的贡献。其中作为主要类型的链斗式采金船使用更为广泛，至今还有许多国家在建造和使用。由于链斗式采金船采用链轮、链条传动，铲斗之间又有一定距离，功耗大。垂直和水平方向转动也不灵活。它的挖斗又不能挖掘板结层和底板岩石，致使河床底部裂隙及陡立孔隙中的金采不出来。且铲斗进入和离开矿砂层的动作都要耗功，特别是边挖边有矿砂坍塌下来，掉进刚挖走矿砂的坑中。坍塌下来矿砂中的金粒，尤其是大颗粒金会因密度大先沉入坑底而采不出来。设备和船体笨重，多在600t或以上，耗电量大，还要从附近的变电站安装高压线供电。根据美国黄金协会理事尹集钧先生的介绍，美国已淘汰了链斗式采金船，代之以单齿型和双齿型挖掘式采金船。

挖掘式采金船与带绞刀的吸扬式采金船相近，它的作业程序只有挖掘、吸入、运送。作业是连续的，不做无用功。挖掘齿点的压力超过1000kg，能挖掘板结砂砾层和石灰石之类的岩石，通过挖掘或吸出可将河床凹陷和裂隙中的金粒及泥砂一起采出。它的挖臂可水平移动90°，垂直方向调节也方便，且船上自备有发电机组。一只挖深9～11m的船自重只有30t，可漂浮在水面上易于转移工作场地。此种船还可清理河道，并在采金的同时回收砂石料供建筑用。

二、推行“多碎少磨”的碎矿制度

众所周知，破碎机的碎矿速度远比磨矿机快，碎矿能耗也比磨矿低75%～88%。若能在矿石入磨前先行充分破碎再入磨矿机磨矿，就可大大提高磨矿效率。但至今，我国许多选矿厂仍采用一段开路粗碎后入球磨机席矿。这种操作简便、管理粗放的破碎作业，使球磨机给矿块度过粗，增加了磨矿时间，加大了磨机及备件损耗和电能消耗，降低了磨矿技率，增加了成本。尤其在金、银生产上，金多呈极细的微粒，许多矿石要磨至－200目甚至－325目，金粒仍不能与载体矿物有效分离，采用“多碎少磨”尤为重要。要实现多碎少磨，除现有矿山要合理改变设备配置外，各矿山机械厂更应开发一批新型的高效、节能、便于配套的破碎设备。

据统计，在我国许多选矿厂的能耗中，破碎占8%～10%，磨矿占45%～55%；磨矿费用占选厂总费用的40%～60%，其中电耗、铁球、衬板费又占磨矿费的90%。磨矿能耗及费用如此之高，主要是矿石入磨块度过粗、分级机分级效率低、磨机循环负荷大、铁球和衬板质量差和围岩夹石没有在破碎前拣除等因素造成的。

在矿石入磨块度方面，据有关资料，矿石入磨的最佳块度13mm时，磨矿总能耗最低。但在许多选厂的实际生产中，矿石入磨块度常为45～70mm，一些地方小选厂多有80mm以上的。尽管磨矿效率受诸多因素影响，在上述情况下，目前应首先抓矿石入磨块度。如二道淘金矿加强破碎管理，矿石入磨块度由原来的50mm为小于35mm后，球磨机的日生产能力提高8.9%，成本降低1元／t。白云金矿改变破碎作业，矿石入磨块度由原50mm改为小于35～30mm，不但保证了分级溢流细度，在原矿品位下降0.9g∕t的情况下，精矿品位却上升6.81g∕t，金的回收率提高2%。

三、充分发挥重选在原生矿选矿上的作用

重选法这一从砂矿中回收黄金和其他重矿物的古老方法，在近几十年由于设备和作业技术的进展，它已不单用于砂矿床，也大量用于矿浆浮选前代替汞板或金泥氰化浸出前回收单体解离的粗粒金和细粒金。前者可杜绝汞害，后者可缩短氰化时间并提高金同收率。二者都可提前产出成品金，加快选厂的资金周转。

南非金矿在开采初期主要采用重选－混汞法回收金。1890年氰化法引进南非后，重选法在不少矿山被取代。但后来的实践证明：尽管氰化法提金效率很高，而在磨矿循环中用重选法尽可能地多回收一些金具有许多优点。即（1）对含金黄铁矿的磨矿，主要确保包裹金的解离程度，以防石英等脉石矿物过磨；（2）在磨矿循环中从磨机排矿口捕收单体解离金，可避免它再入磨机，使球磨机衬板缝隙中积聚的金大为减少；（3）经预先重选捕金（粗粒单体金捕收更完全）后的氰化矿浆，含金量甚至可减少50%，有利于缩短氰化时间、便于氰化操作和提高金回收率；（4）提前捕集回收部分金，可加快成品金的产出，加快资金周转；（5）南非许多金矿脉中含有0.002～0.02g∕t细粒铱锇矿，如不采用重选则会损失于尾矿中。尤其是处理含金高的富矿石时，在过程中插入重选作业更为有利。因此，重选法可以应用于一切含金大于10g∕t的矿石。

鉴于上述原因，南非金矿山中现今约有近三分之二的选厂都采用了一种或几种重选方法。在这些选厂中，应用最广的是改进型约翰逊圆筒选矿机、带式格条选矿机、平面床选矿机、灯芯绒溜槽、跳汰机等。这类选矿机用于南非含粗粒金的选厂，金的重选回收率有的高达75%或以上。在其他国家，重选法的应用也相当广泛。近百年来，国内外推出了许多重选设备。其中一些新型和改进型设备，无论在金的粒度回收下限和回收率上，还是在作业条件的简化上，都达到了较好的水平，且多各具特性。

约翰逊圆筒选矿机为一长3.66m连续转动的圆筒，轴向倾斜10%，圆筒内衬灯芯绒布。其改进型圆筒选矿机，轴向倾斜2.5°～5°，圆筒内衬以与轴向平行的锯齿状橡胶格条（见图1）。格条深3mm，宽3.5mm，间距3mm。简体转动方向与橡胶格条的锯齿尖端相反，当矿浆沿圆筒轴向流动时，重矿物则沉淀于格条内。当它旋转至顶点时，喷水管喷出的水即将重矿物冲洗至精矿槽中。此种选矿机用于处理来自水力旋流器底流或二次球磨机排料。它操作简单，功耗低，1kW的电机就足以使圆筒转动。表1是南非三种圆筒选矿机的规格及作业指标。产出的精矿再经带式格条选矿机富集后进混汞。

表1  约翰逊圆筒选矿机的规格及作业指标

图1  约翰逊圆筒选矿机

带式格条选矿机又称机械溜槽，它由灯芯绒条状橡胶格条带连接成无极带，足对粗精矿进行精选的选矿机。胶带宽1.52m，带面倾斜10°～12°（图2）。皮带移动速度由齿轮减速机降至0.1～0.36m／min。格条高3mm，间距5mm。供入矿浆的流向与皮带移动方向相反，精矿捕集于格条内上行至床头下部，由喷水冲洗至精矿槽。尾矿顺皮带下流从床尾排出。南非用于处理圆筒选矿机精矿和平面床选矿机精矿的带式格条选矿机的规格及作业指标如表2。

表2  带式格条选矿机的规格及作业指标

图2  带式格条选矿机

平面床选矿机呈阶梯形有三级，又称三段平面床选矿机。由于该机没有运动部件，实际上不用维修，而被南非许多选厂用于从二次球磨排矿中捕集金。此种选矿机通常2～3台串联使用。床面采用钢制或木制，格条橡胶带呈纵向排铺在阶梯床面上。阶梯的下方有一条横向的窄槽，以收集从格条中下流的精矿。格条上面流动较快的矿浆则顺流进入下一级。产出的精矿，经詹姆斯摇床或带式格条选矿机进一步富集后，用混汞法回收金。南非用平面床选矿机的规格及处理二次磨矿排矿的作业指标列于表3。

表3  平面床选矿机的规格及作业指标

灯芯绒溜槽于1922年开始用于南非以代替混汞板。由于它捕金效果良好，又能节省人工与水银，防止工人偷盗汞金和消除流涎症（汞中毒症状），至今仍为南非广泛采用。溜槽床面和支架均用混凝土制成，槽面长2.74m，宽1.52m，面积大，通常4～数h换一次灯芯绒布，作业过程中无须专人看管。它被广泛用在分级机回路中捕收单体金。

尼尔逊水力选矿机是近三十年才发展起来的离心锥盘式选矿机（图3）。锥盘呈截头圆锥形，内径762mm（35"），由内外两层组成。锥盘转数400r／min，功率5.6kW。内锥盘上按50mm×50mm（2"×2"）的间距开Ф1.6mm（1／l6"）的孔，静压水从锥体下供入，通过孔眼进入内锥体内形成“水垫”保持精矿始终处于疏松活动状态，不致沉淀过紧。给矿粒度小于6mm，处理能力20～23m³∕h，耗水量1.8m³／min。该机作业时的离心强度约为重力的300倍，能使轻矿物上浮井从锥盘上部溢流排出。单体金的回收率可达95%～99%，其中包括部分－560～＋625目的微细金粒。每次可连续作业8～10h，或待锥体中聚集精矿200kg左右时，停车拨开塞子用水冲洗5min左右即可卸完精矿。由于此机作业效率高，操作简便，它已广泛用于代替混汞板从球磨机排料中回收金。

图3  尼尔逊水力选矿机

赖特克圆锥选矿机原是为澳大利亚从砂矿中回收金而研制的，当用于脉金矿的重选时也很成功。它的特点是处理原料的粒度范围宽，最细可达0.038mm（400目），且回收率高。

荷兰圆形跳汰机，具有锯齿形运动曲线特性，可以回收细粒金。用于砂金矿床金的回收率可达94%或以上，且处理原料能力大，已成为采金船上的主要重选设备。

在国外，现今广为应用的新老重造设备还相当多，这里不再介绍。

塑料毛毡是塑料带提纱机织品，产品有多种颜色和厚度，它原是用来铺体育场地或装饰室内外草坪的，又称人造草皮。加拿大首先将它铺在罗旋溜槽上代替地毯等捕收金粒，效果很好。1984年，黑龙江省引进厚度6mm和20mm的绿色塑料毛毡，用于龙江－1型溜槽上进行砂金生产，金的捕收率比麻袋、地毯等提高20%左右。辽宁何家金矿为一小选厂，地处人口稠密区，不宜采用汞板，使用塑料毛毡溜槽代替，能从矿浆中捕收16.4%的金。且该毛毡弹性好，使用方便，经久耐用。