金银矿选矿（二）

    图4  氰化炭浆法原则工艺流程图

    1. 浸出原料制备：通常是将原矿经两段(或三段)一闭路碎矿、两段磨矿,制备成适合氰化浸出的矿浆。根据我国含金矿石的特性和生产实践,磨矿细度一般为80～90%-200目。磨好的矿浆一般经浸前浓缩机脱水,以提高浸出浓度。
    2. 搅拌浸出与逆流炭吸附：浸出条件与常规氰化法相同，一般用5～8段浸出。炭的逆流吸附有两种方式，一种是在浸出槽添加活性炭进行逆流吸附，边浸出边吸附，通常称为炭浸法（CIL），张家口、潼关、红花沟等金矿的炭浆厂采用这种方式；另一种是在氰化浸出之后再加几个炭吸附槽进行4～6段逆流炭吸附,通常称为炭浆法（CIL）,灵湖、赤卫沟金矿炭浆厂采用这种方式。活性炭的添加量为每升矿浆15～40克，粒度6～16目。采用空气提升器或串炭泵定时进行逆流串炭。炭吸附的总时间一般为6～8小时，金的吸附率在99%以上。炭载金为3～7千克/吨。
    炭吸附槽的设计非常关键，其好坏直接景响到炭的磨损程度,从而影响到炭浆厂的技术经济指标。单纯就炭的磨损而言,当然是空气搅拌槽最好,但它功率消耗高,增加生产成本。对机械搅拌槽来说，关键是确定叶轮的形状、转速和线速度,要尽量减少叶轮的剪切力,以使炭的磨损减少到最小程度。据有关资料报导,目前国内外比较理想的吸附槽是双叶轮、中空轴进气的机械搅拌槽。张家口金矿引进的炭吸附槽的技术性能列于表5。

    为了使矿浆与活性炭分离，在炭吸附槽内设置桥式筛、周边筛或振动筛等，国内炭浆厂一般采用桥式筛。
    桥式筛网长度的决定，按国外资料每米筛网长通过的矿浆量为6.5升/秒,根据吸附槽通过的矿浆量即可算出筛网的长度。若采用周边筛，则要求筛网为槽子周长的12.3%。
    桥式筛需要用低压风(3500帕)搅拌矿浆,以防止筛网堵塞。低压风量的定额为每米筛长每分钏1.0标米³。浸出需要的中压(10000帕)风量为每米3矿浆0.002标米³。
    3. 载金炭解吸：解吸工艺目前有四种方法：（1）苛性氰化钠长时间解吸法，解吸液浓度NaCN1%，NaOH1%，温度85℃解吸时间24～60小时,美国霍姆斯特克金矿采用这种方法。由于长时间解吸需要占有很多容器设备，已被新设计值业所放弃。（2）低浓度苛性氰化钠加醇类解吸法,解吸液浓度NaCN0.1%，NaOH1%，加入20%酒精，温度85℃，解吸时间5～6小时。低浓度苛性钠及短时间解吸是该法的突出优点,但增加了酒精的回收工序,而且酒精挥发损失大,带来了防火问题。（3）力温加压解吸。解哪液浓度NaCN1%，NaOH1%,温度135℃,的34.3×10⁴帕压力下解吸6～12小时，张家口和潼关金矿采用这种解吸方法。（4）高浓度苛性氰化钠解吸法。解吸液浓度NaCN4%,NaOH2%，解吸温度90℃，浸泡4～8小时,然后用4倍床窜积低浓度苛性氰化物热溶液洗涤5小时,再用3倍床容积的热水洗4小时，灵湖和赤卫沟金矿采用这种解吸方法。
    解吸的主要设备是解吸柱、电加热器、热交换器、过滤器及解吸液贮槽等。解吸柱通常设计为圆柱体,其高度与直径之比为6：1,柱内解吸液的体积流量一般为每小时2个床容积,其流速应小于3.4毫米/秒，以使炭不会流动。根据每天所要解吸的载金炭量即可计算出解吸柱的直径和高度。张家口金矿每天解吸载金炭700千克,解吸柱规格为ф700×4800毫米。
    4. 电积电解:这是由于炭浆法流程能获得高达600克/米³的高品位贵液而采用的,诚然,也可用常规的锌粉置换法。电积电解的主要设备是电积槽，它通常用有机玻璃或塑料作为槽体，采用不锈钢间隔作阳极，以装有钢棉的框架作阴极,对含金溶液进行电积。阴极电流密度6～10安/米²，电压3～3.5伏，电积时间8～12小时。阴极采用逆向移位，最后从第一个槽中取出阴极钢棉送熔炼。钢棉含金40%左右，电积回收率在99.5%以上。第家口金矿引进的电积槽规格和技术性能列于表6。

    5. 炭再生：解吸后的炭先用稀硫酸（硝酸）酸洗，以除去碳酸钙等聚积物，经几次循环后，必须进行热力活化，以恢复炭的活性。热力活化是在回转窑里进行，在隔绝空气的条件下将炭加热到700℃左右，保持30分钟,然后倒入水淬槽中冷却，经16目筛筛出细炭后，返回炭吸附回路。
    炭浆法工艺的核心是活性炭,对其活性、孔径、表面积、孔容积、强度等都有严格的要求。国外炭浆厂全部采用椰壳炭,其合适的炭粒度为6～16目,堆浸法采用12～30目的炭粒度。国内除椰壳炭外，对杏核炭、核桃壳炭等进行了广泛的研究。灵湖和赤卫沟金矿采用国产GH-17型杏核炭，炭粒度8～20目。国产杏核炭的性能同椰壳炭大体相当,但在强度方面还需经过长时间考察。[next]
    炭浆法省去了逆流洗涤和贵液净化作业,取消了多段浓缩、过滤、置换设备。同时由于载金炭与浸渣的分离能用简单的机械筛分设备进行，即可冲洗也易于分离，排除了泥质矿物的干扰，因而炭浆法工艺对各类矿石有更广泛的适应性。对含泥多的矿石、低品位矿石以及多金属副产金的回收，能较大幅度地提高金的回收率。如张家口金矿过去采用混汞-浮选工艺流程，金的回收率仅75%，改建成炭浆厂以后，金的回收率提高到90%以上。
    我国对炭浆法工艺的生产实践时间还不长，但近十多年来发展很快,现已投产的炭浆厂有张家口、潼关、红化沟、灵湖、赤卫沟等金矿,正在建设的还有峪耳岩、金厂沟梁、戴家冲等炭浆厂。引进的张家口和潼关两个炭浆厂,工艺先进,自动化水平高，计量检测手段完备，设备先进，促进了我国炭浆法工艺的发展。
    （六）堆浸法提金
    早在1752年西班牙就用堆浸法来处理氧化铜矿，20世纪50年代末一些铀矿用来处理低品位矿，1967年美国开始用于处理低品位金矿。由于堆浸法具用工艺简单，设备少，投资省，生产成本低等优点,使早期认为无经济价值的许多小型金矿或低品位矿石,现在都能用堆浸法处理。堆浸技术已在美国、加拿大、南非、澳大利亚、印度和苏联等国的金矿广泛应用。
    堆浸是将开采出来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,用氰化浸出液进行喷淋或渗滤,使溶液通过矿石而产生渗滤浸出作用,氰化浸出液多次循环,反复喷淋矿堆,然后收集浸出液,再用活性炭吸附法或金属锌置换法处理。国外用堆浸法处理的矿古金品位一般为1～3克/吨,金的回收率50～80%,银回收率30～50%,国外堆浸生产典型工艺流程见图5。
    我国在70年代末开始试验研究含金矿石的堆浸技术,并相继在虎山、石山、小秦岭地区等几十个矿点进行了含金矿石的堆浸生产实践，取得了较好的效果。目前国内堆浸场（点）的规模还不大,一般每堆为1000～10000吨,金回收率50～75%。国内堆浸生产的典型工艺流程见图6，其主要生产步骤由下列几部分组成。
    堆浸场构筑：堆浸场址一般选择在靠近采矿、运输方便的缓坡山地(自然坡度10～15°)，先用堆土机铲除去杂草和浮土,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。堆浸场上铺两层聚乙烯塑料薄膜，其上再铺一层油毛纸，以使场地绝对不渗漏。堆浸场四周修筑高0.4米左右的土埂并作排水沟,防止雨水流入场内。在堆矿石之前，先人工堆砌约0.3米厚的大块贫矿石。

    图5  国外堆浸生产典型工艺流程图

 
    图6  国内堆浸生产典型工艺流程图[next]

    矿石筑堆：先将矿石破碎到-50毫米，然后人工搬运到堆分层筑堆，块矿和粉矿要分布均匀,避免粉矿集中,影响矿堆的渗透性，筑堆高度视规模大小一般为2.5～5米。
    喷淋浸出：在喷淋之前先要洗堆，即用饱和石灰水洗涤，中和矿石中的酸性物质，待从矿堆底部流出的溶液pH值达到9以上时，开始喷淋浸出液。浸出液氰化物浓度0.03～0.10%，PH值10～11，浸出液喷淋量65升/吨•日，喷淋时间45～60天，喷淋浸出采用三班作业，每隔1小时喷淋1小时。
    活性炭吸附：炭吸附与喷淋浸出构成闭路，每天将待吸附的含金贵液分次用泵扬至吸附高位槽，经过澄清，利用位差给入吸附柱。液体从下部给入，通过炭床，从上部流出,然后返回浸出。炭吸附采用4台ф300×1300毫米吸附柱,每柱装杏核炭30千克，炭粒度0.03～0.1毫米，贵液通过吸附柱的平均流速为2.5～3.0升/分，一般以每小时通过2～3个炭床容积为宜。炭的吸附率可达到100%，炭-载金量可达8千克/吨。
    载金炭的解吸电解：解吸炭的再生活化以及金泥熔炼,与常规的炭浆厂完全相同。值得指出的是,并非每个堆浸场(点)都要设置载金炭的处理车间，可在一个地区或一个县设置载金炭处理车间,或送附近大型炭浆厂代为处理,堆浸场可将载金炭作为商品出售。我国某些堆浸场（点）的生产指标列于表7。

    二、砂金矿的选矿
    （一）砂金矿床的工业类型及其特点
    砂金砂床分布甚广,种类繁多,按其搬运距离的远近通常可分为五种：残积、坡积、洪积、河床冲积和滨岸砂金矿床,其中以河床冲积型为多见。按搬运营力的性质可分为风成砂金矿床,冰成砂金矿床和水成砂金矿床。按搬运的时代不同又可分为深藏砂金矿床、阶地砂金矿床和河滩砂金矿床。
    砂金矿床的宽度一般为50～300米或更宽,长度可达数公里甚至数十公里,埋藏深度一般为1～5米,也有深至20～30米或更深。砂金矿床的含金矿层厚度一般为1～5米，个别可达10米。
    砂金矿石中除含金外,还含有多种重矿物。与金伴生的重矿物按其常见程度依次为：磁铁矿、钛铁矿、金红石、石榴石、锆英石、赤铁矿、铬铁矿、铂矿、铱铁矿、辰砂、钨锰铁矿、白钨矿、锡石、刚玉、金刚石、汞膏、方铅矿等,砂金矿中重矿物的含量一般不超过1～3千克/米³,其余为各种粒径的砾石、卵石、砂和泥土。粘土对细粒金的回收不利,在选金过程中应设法排除。
    金在砂金矿中多呈粒状、片状、枝状等形态存在。金的粒径一般为0.5～2毫米，但也有重达几公斤的大块金及呈粉状的微粒金。金的成色通常为50～90%，密度平均为17.5～18克/厘米³。金的成色与密度的关系列于表8。

    (二)砂金矿选矿工艺
    砂金矿的选矿原则是先用重选法最大限度地从原矿砂中回收金及其伴生的各种重矿物,糨而用重选、浮选、混汞、磁选和静电选等联合作业将金和各种重矿物彼此分离，以达到综合收的目的。砂金矿选别一般分为碎解与筛分、脱泥和选别等过程。
    1. 碎解与筛分
    很多砂金矿含有胶结泥团，其粒径有的大于100毫米，这种泥团如不碎解，将在筛分过程中随废石一起排除，造成金的损失。另外，胶泥还能胶结在砾石或卵石上，如不碎解也要在筛分过程中造成金的损失。
    在采金船上,碎解与筛分作业是一起在圆筒筛内完成的。圆筒筛内装有臆断的螺旋角钢。操作时，圆筒筛内的洗涤水压应不低于35千帕，在陆地固定选厂，则设轩洗进行碎解与筛分。采用平桂50型或平桂1—100型水枪两台,按对角线方向反复冲洗。水枪出口压力不低于20千帕。
    筛分作业能排除20～40%的废石（砾石、卵石）,是砂金矿不可缺少的作业。合理筛分参数的确定必须依据原矿砂中金的粒度组成的测定资料。目前我国砂金矿山选择的筛孔一般为10～20毫米，如用固定溜槽做粗选设备时筛孔可大些,但不能超过60毫米。固定选厂的筛分设备多为格筛、振动筛,采金船则用圆筒筛。筛上冲水不但能提高筛分效率,还能进一步碎解胶泥，所以砂金矿的筛分作业多为水筛。水筛冲水量根据洗矿要求确定,并应尽量满足下段选别作业对浓度的要求，如系溜槽粗选则冲水量应为砂矿量的8～14倍（体积比）。
    2. 脱泥
    砂金矿中小于0.1毫米的物料一般不含金或金甚微。例如珲春金矿的砂金矿中小于0.1毫米的金只占0.15%,桦南金矿局的砂金矿中小于0.1毫米的金占0.18%,而同粒级矿泥却占原矿砂的13.77%。小于0.1毫米的金俗称漂浮金，在选别过程中很难回收,而同一粒级的矿泥却对选别过程,特别是机械选别过程起干扰作用。所以在砂金矿机械选矿厂内，总是设法将小于0.1毫米的矿泥脱掉。生产上常用的脱泥设备为各种规格的脱泥斗。而溜槽选金允许的物料粒级宽,且处理量大,因而溜槽选别之前多不脱泥。
    3. 选别
    实践证明，重选法是处理砂金矿最有效、最经济的方法。由于砂金矿中金的粒度组成不同,各种重选设备处理物料的有效粒度界限也不同，所以合理的砂金矿选别流程应是几种重选设备的联合作业。
    粗选段得出的含金精矿，金品位100克/吨,重砂矿物多在1～2千克/吨以上，对于含金粗精矿的处理目前有三种方法：（1）用淘金盘人工淘出金粒后重砂丢弃；（2）用混汞筒进行内混汞,获得汞膏后重砂抛弃；（3）用人工淘洗或混汞提取金后，重砂集中送精选厂处理，用磁选、电选等方法分别回收各种重砂矿物。
    砂金矿的选金回收率：两段溜槽选别为70～74%，溜槽粗选，跳汰扫选、摇床精选流程为75～80%。
    （三）采金船的生产实践
    砂金矿床用采金船开采较其他开采方法具有机械化程度高、生产能力大、开采成本低和生产劳动条件好等优点。自1870年新西兰首次使用采金船开采法以来,美国、苏联、澳大利亚、加纳、马来西亚等许多国家相继应用.采金船主要适于开采位于地下水位以下的宽河谷砂金矿床、坡度不大的小溪砂金矿床以及含水的厚层海滨和湖滨砂金矿床。
    中国砂金资源丰富，采金历史悠久。解放后,我国采金工作者自行设计和制造了各种类型采金船。目前采金船开采也成为我国砂金矿床开采的主要方法，其产量约占砂金总产量的60%。现在已有斗容分别为50、100、150、250、300升的链斗式采金船数十只，分布在黑龙江、吉林、四川、湖南等省区。我国砂金矿开采使用的采金般，其主要技术性能列于表9。

    1. 采金船的选金工艺及主要设备
    采金船的生产过程是：从挖斗卸下的含金矿砂,经受矿漏斗给入圆筒筛进行洗矿、碎解与筛分。筛上砾石用胶带机或砾石溜槽排至船尾的采空区；筛下矿砂则通过密封分配器给入选别设备进行粗扫选,获得的粗金矿有的在船上精选和人工淘洗直接获得产品金，多数则送到岸上精选厂集中处理。
    目前国内采金船上的选金工艺流程有：单一固定溜槽流程，榴槽—跳汰—摇床流程和三段跳汰流程等。
    单一固定溜槽流程即采用横向固定溜槽粗选，纵向固定溜槽扫选,精矿定期由人工清理并淘洗。小型采金船普遍应用该流程。据调查,这种流程的选金回收率在%/ 0 +%5之间。回收率的高低同给矿量大小、矿浆浓度变化、溜槽的单位负荷及入选矿砂中细粒金的含量有关。50升和100升采金船上固定溜槽的技术性能、溜槽单位负荷与回收率的关系以及金粒度与回收率的关系，分别见表10表12。

    珲春金矿250升采金船采用溜槽—跳汰—摇床流程，设备为1000×1000毫米四室与二室尤巴型跳汰机、6-S摇床及ф900×1200毫米混汞筒。跳汰机构造简单、易于操作管理、给矿粒度范围宽（-16毫米）。但是，它在固定溜槽尾矿扫选中,由于给矿液固比（10：1）适应其入选条件（6～8：1），故其选别效果欠佳。摇床具有富集比高、选别效果好、操作方便及耗水、耗动力低等优点，但其单位面积生产率低、占地面积大、选别作业条件要求高。尤其是船体在生产中经常摆动、倾斜，对其选别造成的影响，是它难以克服的弊病。这种流程的选金回收率在78～84%之间。
    呼玛金矿局从荷兰MTE公司引进的300升采金船用三段跳汰流程，它包括一段两组九室圆形跳汰机，三段三室圆形跳汰机及三段二室一组矩形跳汰机。我国在吸取国外先进技术的基础上设计建造的150升采金船,其选金工艺流程：一段为一组九室圆型跳汰机,二段为二台矩形跳汰机,三段应用典瓦尔跳汰机,精选用摇床。这种工艺流程比较完善先进,选金回收率在90%以上。采金船用跳汰机技术性能见表13。[next]

    2. 采金船选金工艺存在的问题及其改进途径
    目前我国采金船生产由于工艺流程简单且为开路选别,入选作业条件不佳,圆筒筛的洗矿、碎解和筛分能力不强,没有大粒金捕收装置,金的损失达10～40%,其中在圆筒筛筛上砾石中损失6～30%，在选别作业尾矿中损失4～20%。随着采金船生产的发展，结合我国具体实践，吸收国外先进技术,采金船选金工艺将会有较大发展；一是洗选设备逐渐适应配套；二是工艺流程逐渐趋于完善，创造适宜的选别条件，以最大限度地提高选金回收率。
    （1）工艺流程:小型采金船应以可动溜槽或离心盘选机为主。可动溜槽和离心盘选机均能实现机械化清理粗精矿,且单位选别面积处理量大，回收率高；从工艺配置上看，也比固定溜槽减少空间位置与占地面积，它无疑将取代以单一固定溜槽为主的疏程。而对大、中型采金船，则用三段跳汰流程较为适宜。这种疏程设备配置紧凑,合理地利用了采金船空间和自然高差，实现矿浆的自流返回，从而简化了选金工艺；加之精选作业闭路选别,减少了金的损失。这种流程最终会代替溜槽—跳汰机流程。另外，采金船上将增设块金捕集与脱水、脱泥的工艺；在船上只获得含金重砂,最终产品在岸上精选厂提取，这样可简化采金船（2）上选金工艺，减少金损失，提高选金的回收率。
    洗选设备：洗矿圆筒筛应进一步强化碎解和筛分，加强机械和水力作用，延长物料在筛内停留时间，增加有效筛分面积(25%以上),对筛内环形阻料环、螺旋破碎齿以及纵向扬板等,要针对矿砂性质进一步研究,以增强碎解作用。对含泥量超过10%的难洗矿砂，应采用新型擦洗筒筛。
    圆形跳汰机是一种适于采金船上选别细粒金的高效率重选设备，与尤巴型、梯形跳汰机等比较，在处理量、选别深度、给矿方式、耗水耗电量以及占地面积与空间配置等均占有优势。圆形跳汰机在外形上是梯形跳汰机的组合体,除具有梯形跳汰机的特点外，还采用了机械+ 液压传动,其脉动曲线是锯齿形的,明显区别于普通跳汰机的正弦脉动曲线,有利于细粒金的回收。圆形跳汰机在工艺配置上更适用于采金船的特点，无疑将取代其他跳汰机。
    离心盘选机将逐渐应用在采金船上。国内研制的ф368毫米离心盘选机已用于砂金矿的选别。其技术性能:转数120转/分,处理量5米³/台•时，电动机功率2.2千瓦。该设备具有结构简单，操作方便,处理量大、耗水少及选别效果好(作业回收率达95%)等特点，尤其是设备高度小，精矿产率低，富集比高，从而可简化采金船上的选矿过程,便于在船上配置。
    3. 采金船的生产实例———珲春金矿!×$ 升采金船
    250升采金船于1974年在吉林珲春金矿正式投产,珲春金矿属第三纪含金砾岩砂矿和第四纪河谷冲积砂矿床，含金矿砾层厚度4.5米,混合矿砂含金0.19～0.23克/米³,砂金颗粒以中粒为主,大于0.5毫米者占65.41%,砂金成色83.3%，在矿砂中含泥很少，一般在1.2～1.5%，属于易洗矿砂。伴生矿物主要有钛铁矿、磁铁矿、褐铁矿、锆英石、金红石等。
    该船挖斗链由84个挖斗组成,每个挖斗容量为250升,挖斗链运转速度26～36斗/分，水下挖掘最大深度9米，平底船尺寸(长×宽×高)为24.81×20×2.7米，吃水深度2米。采金船生产能力240～280米³/时，总耗水量2660～3000米³/时。采金船总重1524吨。
    选金工艺流程:先用横向溜槽回收粗、中粒金,随后从横向溜槽尾矿中用粗选跳汰机回收微细粒金,所得粗精矿用跳汰机和摇床再精选,最后用混汞筒提金。生产实践表明：最好在粗选跳汰机之前安设脱水装置,以使横向溜槽尾矿的浓度适合于跳汰作业要求。采金船金总回收率为75～80%,其中横向溜槽金回收率为52～55%,粗选跳汰则为23～25%。
    主要设备：圆筒筛规格ф2.7×10.8米,倾角8°,转速7.5转/分，筛孔分五段,分别为8；10；12；14；16毫米,筛内水压45千帕。
    溜槽安装角度7.5°,长4.3米,宽0.6米。圆筒筛两侧各19个,全船共38个,总面积96米²。作业的液固比为12：1。
    跳汰机为尤巴型1000×1000毫米四室垂直隔膜式,共10台。跳汰作业矿浆浓度40～60%。摇床为6—S型。混汞筒为ф900×1200毫米，一次装料350～400公斤，混汞时间1.5小时。
    250升采金船选金工艺流程见图7。