渗滤氰化浸出法通常适于处理-10mm~+74μm的矿砂、较粗粒的焙砂及其他疏松多孔的原料。它最忌处理含有粘土、矿泥、过分细磨的原料和矿粒大小不均匀的原料。粒度大小悬殊的原料使用渗滤法时,必先进行筛分,使矿粒分级后分别进行浸出。含有矿泥或过分细磨的原料,通常使用搅拌浸出法处理,或者进行筛分,将细泥和细粒矿送搅拌浸出。
渗滤浸出法是氰化提金的简易方法。此法的溶剂消耗少,省电,设备简单,且氰化后的矿浆不必进行浓缩或过滤,为国内外的小型矿山所广泛采用。而已报道的大型渗滤浸出作业主要应用于南非。但由于渗滤法作业时间长,设备占地面积大,氰化后的矿砂得不到充分的洗涤,因而金的回收率偏低。
一、渗滤浸出设备
渗滤浸出的主要设备是渗滤浸出槽(图1)。浸出槽通常设有假底,槽底多呈微倾斜(0.3%左右)。槽的形状有圆筒形、长方形或正方形。其结构可以是木质的、混凝土的或低碳钢的。小型矿山使用的槽直径约5~12m,高1.5~2.5m,每批处理矿石75~150t;更小规模的渗滤槽每批处理15~30t。国外的大型渗滤浸出槽,直径在17m以上,高3m,每批约可处理于料1000t以上。
图1 渗滤浸出槽
1-槽体;2-水泥衬里;3-矿砂层;4-假底;5-出液管
假底距槽底约100~200mm。假底的结构常用方木条组成格板,并于格子上铺设帆布、麻袋或席子之类的既能防止矿砂滤去又便于含金溶液渗下的过滤层。浸出液经出液管流出。有的渗滤浸出槽是架空的,还在槽底中心设有工作门,供尾矿卸出用。
此外,尚设有输送矿浆的砂泵、装矿机械和卸出尾矿的机械等。
二、渗滤浸出作业方法
渗滤氰化浸出作业包括装料、加氰化液浸出、尾矿卸出几道工序。
(一)装料
向浸出槽中装入经预先处理、筛分过的矿砂,分干式装料法和水力装料法。干式装料法可用人工或机械,在许多小型矿山使用人工装料后再耙平。这种方法虽很费人力,但矿砂层疏松且均匀。机械装料通常使用皮带运输机将矿砂送至槽中心安装的撒料圆盘上,圆盘表面带有放射状的肋条,借圆盘快速旋转的离心力将矿砂撒入槽内。此法的缺点是于矿砂粒易发生偏析现象,使装料不均匀。使用干式装料虽料层中存在有空气,有利于提高金的浸出率,但用于装置湿磨的矿砂时,必须预先进行脱水,而增加作业的复杂性。采用干式加料法时,石灰随同矿砂均匀的加入。
水力装料法是将矿浆稀释后,用砂泵或流槽将矿浆送入槽内。此时矿砂下沉,多余的水和部分矿泥经环行溢流沟排出。待装料完毕,矿砂中的水由假底渗出经出液管排出。水力装料多应用于全年生产的大型矿山,它使槽内水分增加,且矿砂中存在的空气少,金的溶解速度较慢。
(二)渗滤氰化浸出
向装有矿砂的槽中供入氰化液的方式有两种:一种是氰化液由重力作用自上而下的渗过矿砂层;另一种是氰化液受压力作用自下而上渗过矿砂层。使用前法矿泥易被溶液带到滤布上淤积,从而降低渗滤速度;使用后法虽能克服上述缺点,但需增加机械设备和动力消耗。但由于前法作业简单且经济,一般矿山多使用前一种方法。
渗滤作业主要控制氰化液的渗滤速度,在通常情况下,溶液水平面的下降或上升速度应在50~70mm∕h。影响渗滤速度的因素主要有矿砂粒度的大小和形状,以及装料厚度和装料均匀程度等。当渗滤速度过大时,可能是矿粒的偏析或料层厚度不均匀所致。当渗滤速度过小,则多因矿泥和碳酸钙沉淀造成滤布孔隙堵塞所致。为此,生产中应定期用水喷洗滤布,并在作业完成后用稀盐酸洗去沉淀在滤布孔隙中的碳酸钙。
渗滤氰化作业以氰化液的加入和放出方式不同,又分为间歇法和连续法两种,连续法是将氰化液连续不断地注入槽中,在保持液面略高于矿砂料面的前提下,含金溶液连续不断地从出液管排出。间歇法是先向槽中注入一批浓氰化液(含NaCN0.1%~0.2%)对矿砂进行6~12h浸出后,放出第一批含金溶液,并让矿砂在没有氰化液浸泡条件下静置6~12h,使矿粒间充分吸入空气。再分别加入一批中等浓度氰化液(含NaCN0.05%~0.08%)和第三批稀氰化液(含NaCN0.03%~0.06%)。三批氰化液各浸出6~12h,第一和第二批含金溶液放出后各静置6~12h。第三批含金溶液放出后,再加水洗涤槽内的尾矿。由于间歇作业的矿砂能间歇地为空气所饱和,亦即溶液的含氧量较多,所以它比连续法的提金率约高2.5%。
近几年渗滤氰化浸出法存一些工厂中发展为循环渗滤法。循环渗滤法作业在5只渗滤槽中进行(图2),浸出周期在5天以上,氰化液的加入量由第一槽控制。每批原料的作业总时间长达9天。
图2 渗滤浸出工厂的连续浸出作业和溶液流向
1号槽 | 2号槽 | 3号槽 | 4号槽 | 5号槽 | |
第一天 | 浸出 | 洗涤1 | 洗涤2 | 出空 | 充满 |
第二天 | 洗涤1 | 洗涤2 | 出空 | 充满 | 浸出 |
第三天 | 洗涤2 | 出空 | 充满 | 浸出 | 洗涤1 |
第四天 | 出空 | 充满 | 浸出 | 洗涤1 | 洗涤2 |
第五天 | 充满 | 浸出 | 洗涤1 | 洗涤2 | 出空 |
(三)卸料
尾矿的卸出亦分为干式和水力两种。干式卸矿有使用人工的,也有使用挖掘斗的。当槽底有工作门时,可从上面用棒打一孔,将尾矿耙入孔中放出。水力卸料是用高压水(147.1~294.2kPa,即1.5~3kg∕cm2)将尾矿冲至尾矿沟中,加水稀释后自流或用砂泵扬往尾矿场。
三、渗滤浸出技术经济指标
渗滤氰化作业,由于矿砂的性质,渗滤速度和装、卸料效率以及所用氰化液数量等条件不同,处理一批原料的总时间常需4~8d。当处理粒度分级不好或含有矿泥的矿砂时,有时长达10~14d。
渗滤浸出法的提金率取决于金粒的大小、碎矿粒度、硫化物等的含量、渗滤速度、浸出时间、氰化液浓度和数量,以及尾矿洗涤程度等因素。当用渗滤法处理含金石英矿砂时,金的提取率可达85%~90%;但碎矿粒度不够和分级不好时,金的提取率会降至70%,甚至60%,若再加上其他因素的影响,金的提取率还会降低。