坎贝尔金矿加压氧化厂的试车和运行.pdf

． | 晦 J 邀E 坎贝尔金矿加压氧化厂的试车和运行 S } J o h n m a k 胁t H a n s r u a 云 脞 ] 弓 f J 多姆 砂矿公 司 P l a c e r Do me 坎 贝尔 金矿 C a mb e l 1 生产硫化的砷黄铁矿金精 矿 。为 了提 高金 回收率 ，精矿必须焙 烧 、生 物 氧化 或加压氧 化。事 实证 明，加压氧化工 艺 流程符 合安 大略省严格 的环 境条例。 1 9 9 0 年初，完成了生物氧化同加压氧化 的比较工作，多姆公司选用加压氧化工艺取 代了焙烧炉。工业厂房是根据谢里特戈登公 司 S h e r r i f f G o r d e n 提供 的技 术设 计的 。 1 9 9 1 年 月，焙烧车间关团，新建的加压氧 化 厂投 产 。 坎贝尔金矿位于安大略省西北的巴尔默 镇 B a l me r ，是加拿大第一座 使 用谢里 特 戈登 公司 加压氧化 技术从难选矿石 中回收 黄金 的企业。1 9 8 6 年 以来， 已在 巴西 丙托 矿 S a o B e r t o 采用 了类似工艺 。 巴 布 亚新 几内亚波吉拉联 合企 业 Po r g t r a 亦 甩加 压氧化 工艺 。 坎 坝尔 矿体的金 以 自然 金或 硫化矿物 包 量 越小 如 4 g ／ 1 需 要的 循 环 次 数 就 比 量 一 大 1 2 g ／ 1 时要多，这意味着采 用 的反 应器数量与循环次数相似。考虑到表 4所示 结果 ，矿石含金量、添加炭量，将体系设计 成逆流时的反应器数 目， 试验中选用了8 g ／ 1 。 从襄 5可知 ，最佳循环 次数为 5次。这 些结 果表明，浸 出1 3 h ，每2 ． 6 h 朴 炭 至8 g ／ 1 ，硫 琢浸 出的所有金 都会吸附 在炭上 。 应 用炭 浆法 ，可 回 收 原 矿 含 金 量 的 9 7 ． 5 O ％ ， 其条 件为 ；浸 出作业 1 3 h， 硫脲耗量 2 k g ／ t ， 亚硫酸钠耗量5 ． 2 k g ／ t ， 硫酸 密度1 ． 7 k g ／ ] 耗量1 1 ． 8 k g ／ 】 。 其它条件为 搅拌速率 5 0 0 r ／ rai n ， 浸 出p H 值1 ． 0 ， 浸 出电位1 4 5 mV， 反直温度2 Y C， 硫脲浓度8 g ／ 1 ， 给 炭量8 g ／ 1 ， 裹金形态赋存。硫化矿物主要是砷黄铁矿、 黄铁矿 和 磁 黄 铁 矿。矿石 碎 磨 至一 7 5 1t in - 2 0 0 网 目 占8 O ％，然后浮 选， 回收 硫化 物。矿石 中大约4 0 ％的金，通过重选获得， 其系浮选回收。浮选精矿平均每天约5 5 6 0 t 表 1列 出了精矿的典型分 析。 裘 1 坎贝尔金矿的精矿成份 安装加压氧化设备 以前，浮选精矿在 1 个 两段流化焙烧 回路 中处理 。焙 烧炉废 气经 过 2台并联旋风收尘器，然后进入静电收尘 器 ，三氧化二 砷被 捕集入 四室 收尘器，气体 循 环次数 5次。 4 结论 研 究表明 ，氰化浸 出难 以处理 的古金矿 石 ，可以用酸性硫脲溶 液成 功浸 出。 炭浆法与常规汪 出相 比，具 有 明 显 优 势 浸出时间短 ，药 剂耗量低 ，金 浸出的 回 收 率随炭量的增加而 提 高。 参考文献 略 顾帼华译 自I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f M i n e r a l Pr o c e s s i n g 199 3 3 8 257 265 王晖校 责任编辑李 怀先 一 3 8 ～ 有色 山一【 9 9 5 维普资讯 从烟窗排走 擂集的三氧化二砷出售或转移 到地下贮藏室。焙砂重选与氰f b 浸 出。浸出 液过 滤，经过Me r r i i I C r o we 锌置换 回路处 理 ，回收 黄金。 焙砂 浸出回路的 污水 ，用 硫酸 铁和石 灰 处理，将砷含量降低到大约1 m g ／ L 。然而， 这已超过了安大略省规定的排放 物 含 砷 量 0 ． 5 mg ／ L 的标准。夏天风会把废气吹到城镇 上 空。因此必须制订 出降低排 放量 的计划 。 鉴此 ，多姆公 司评估 了几种替 代焙烧 的 方案 ，最 终选择了生物氧化 和酸 加压氧化做 进一 步研 究。根据这 两个 方案 的投 资和 生产 成本 比较 以及风 险评价 ，决定 建设加压氧 化 厂 。 1 流程说明 坎贝尔加压氧化厂 ， 正如弗洛斯 蒂克 F- r O S t i a k 等人 的描述 ，与现有 设 施 结合起 来，基本上取代 了焙 烧车 间 见 图 。该厂 设计处理能力为7 1 t ／ d 浮选精矿或1 2 ． 7 t ／ a 硫 化物形 硫。 坎 贝 尔金矿加 压氧 化厂流程 浮选 精矿 浓缩到大约6 5 浓度后，在 预 处理 的流程 中同弱酸溶液反应 ，溶掉存在 的 碳酸盐。经浓缩与预处理的矿浆，呵循环的 氧化矿浆混合，氧化的固体物与预处理精矿 的比大约是2 ． 2 1 ，能确保热压反应器 自发 作业，防止元素硫与未反应的硫化物附聚。 混 合矿 浆用隔膜 式活塞 泵打入挑 ． 8 m用 碳素钢 、铅和酸性砖 衬砌 的高压釜 中。氧气 给至 每一 高压釜 的搅拌器下 ，流 量 可 以 控 制。惰性气体如氮、氩，连续从 高 压 釜 排 出，保持2 ． 1 MP a 的工作压力 。冷 却 水 泵进 每个格室，将高 压 釜 温 度控制在1 9 0 1 9 5 ℃ 。 第 5格 室排 出的矿浆 ，经 陶瓷节流器流 进蒸发槽。 加压 氧化 回路 的设 计处理能力为 7 1 t ／ b 浮选精矿，但 现已超过。。因 此，投 产后 安装 了节流 器， 以将 流量 控制在设计值 的8 O 左 右。 闪速蒸 气在蒸发槽 的填充段 中洗涤 ，除 去夹含 的固体 和酸雾 。此时1 0 0 ℃的 矿 浆 自 流 入密 封槽 。二段 洗涤浓密机溢 流在控温条 件 下泵到该槽 中，然 后在 两段逆 流倾 析 回路 内洗涤 。 一 段洗 涤浓密 机溢流泵入酸 性预处理 回 路处理 ，其底流 循环回 高压 釜进 料槽 ，剩余 部分用 水调 浆 ，送往 二段洗涤浓密 机。二段 洗 涤浓密 机底 流用石 灰 中和 ，然 后泵到现有 的黄金 回收 回路。 2 尾矿处理 尾 矿处理设施 是加压 氰化厂 的 组 成 部 分 。砷在 高压釜 中溶解 ，大部分沉淀为 砷酸 铁。高压釜排液 含 砷 约0 ． 5 g ／ L 。这种砷加 上剩余的酸和金属硫化物，汇入预处理 同路 来 的澄清液 中。 该 溶液分 两段 中和 ；第 一段， 和浮 选尾 矿 、氰 化同路废 液 、氧化矿 浆反应 ， 达 到p H 值 ． 5 。将空气喷入第一段 中和槽 ，使 二 价 铁氧化成三价 铁。 产生的尾液进 入第二段 中和槽 ，添加石 灰乳 使p H达到9 。 在此段 中，砷 和重金属沉 淀到最 低含量 ，尾 液泵送到塑料衬里的 新尾 矿 池。该池的服务年 限为 3年，溢流排 到原 坎贝尔金矿加压氧亿厂的试车和运行J 。 b n F r o s t i a k B c t Ha u g r u d 3 9 维普资讯 有尾矿池。废水中的残余氰化物在此自然降 解 。安装加压氧化设施前后的尾液含砷量列 于 表 2 表 2尾液的砷含量 作 业 As mg／L 焙 烧 加上 E 襄 化 0 8 ～ 1 ．2 0 ． 3 3 加压氧化厂 的建设和投产 1 9 8 9 年未 ，薅 j 里 特戈登公 司在加拿大 艾 伯塔 A l b e r t a 的萨斯喀彻温堡 F o r t S a s k a t c h e wa n 完成了坎 贝尔矿精 矿 的工 艺 方法设计 。 和小型工业试验。温哥华谢里特赖 特 Wr [ g h O 公司 的工 程师，承 包 了 加压 氧 化厂 的施工 设计与设备 采购 。 工 程管理组 于1 9 9 9 年 5月1 0 日举行 加压 氧化厂的设计论证会，选搔 了 快 速 建设方 案 ，并 于1 9 9 1 年 6月底 竣工。1 9 9 1 年 6月2 7 日采用专利衬砌技术为高压釜 砌 了 砖 衬， 1 9 9 1 年 7月I 9 日将精矿给入 高压 釜。从施工 设计 到高压釜首 次投产 仅用3 ／ 4 个 月。 4 操作人 员培训 试 车 前，在萨斯 喀彻温堡对 维修 和揉 作 人 员进 行了培训。 包括新厂 厂长 、调 班管理 人 员 、维 修人 员 、技术人 员在 内一 共2 8 人接 受 丁一周 的现场培训。 坎 贝尔矿加压氧化 厂每 1 2 h 为 一工班 。 每 班 2人一人 在 控 制 室 ，一人 在作业 现 场，用无 线电话联 系。他们都是 由焙烧 厂转 来 的， 已经有 了经 验。严 格培训操作人员 ， 是坎贝尔加压氧化厂试车成功的关键。 5 试车与操作结果 试车程序首先是制备酸性硫酸铁溶液， 并 将其分 配到一段脱水浓密机 和 高压 釜进 料 槽，精矿用酸预处理。试车后，硫氧化产生 的酸足够保持系统必需的酸量。现有氰化浸 出回路的贫脊焙砂浆液也 入一 段 洗 涤 浓 密 机。 焙砂用来控 制 高压 釜硫 含量 ，因为 高压 釜的最初氧化残 渣开 始是 不能 用的。在此期 间，坎贝 尔矿 的人 员对 高压 釜系 统的全部 自 动联锁装置进行了预先运转检查 1 9 9 1 年 7 月 I 9 日， 高压釜投产 ， 7月底 的处理量为6 0 t ／ d 精矿。硫氧化率超过9 8 ， 并获得 高的金 回收率。表 3列 出了试 车期 间 同焙烧比较的典型结果。 表3 氰化氧化渣的金 回收率比较 注 加压 氧 化 L-A2 7 0 g／啪 计 算 基础 加压氧 化获 得较 高的黄 金回收 率，可望 抵消 高 于 焙烧的生产 成本 。 后 来于1 9 8 1 年 8月中旬，在 高压釜排 放 管上 安装了 1个大型 节流 器 ，使该 系统能 以 设 计能 力作 业。然而 ，仅 运 行 l O d ，又换成 小节流 器。这是 因为 高压釜 与现有躇 机能力 是 匹配的，磨机不 能总 高速运 转。 即便装的是 小节 流器，l 9 9 1 年】 0 月坎贝 尔矿电达到了刨纪录的金产量。这主要是由 于 处理了焙烧炉停炉 到加压氧化厂试 车 的过 渡期间所积累的精矿。 6 试车 问题 试 车期间遇到 的问题有 高压 釜排料阀 及排 气闽失灵 、供氧 不正 常 、高压 釜给料泵 故障。矿 浆具有腐蚀 性，所 以高压 釜排 料端 的钛球阀很快就坏了。后来用聚四氟乙烯衬 里 阀代 替，取得了较好 效果 ，已工作 丁较 长 时 间。 最 初试 车期间供氧 不正常是个十 分严重 的 问题 。氧气 由气态 制氧 机给到 栅网上发生 故 障时，则 由2 0 0 t 储罐供 给液态氧。 一 4O～ 有色 矿 山一L 鸲 5 ．1 维普资讯 制氧机出现的问题，常常造成高压釜停 车，引起调节阀过早损坏，产品产量受限， 生产断断续续，硫氧化不足，金回收率低。 高压釜运转3 个月进行内部检查，发现6 2 5 型 铬镍铁合金管 已侵蚀得坑坑洼洼，固体聚集 部位的腐蚀最为严重，但有蒸汽的地方受蚀 较 轻。 高压釜进料泵的问题，主要同控制阀的 球体 和阅 座材料有关。原先 包 覆 橡 胶 的球 体，仅用了1 0 d 就坏了。后来 改 用不锈钢球 代替。然而钢球增加了对阀座的磨损。阀座 只能 使用3 ～4 d 。后 来，泵制造 商 重 新设计 了阀座 ，更换 了材料，从而提 高了阀的单位 使用寿命。此外，修改了泵的试车方法。尽 管氧源不定，泵送仍然有问题，但是加压氧 化厂 在1 9 9 ] 年 1 0 月 还 是 达 到 了8 5 ％的利用 率。 裹4 试车问题与解决办法 问 题 办 法 供氧不正常 备甩液氧，更换不良阀 高压釜培料泵逆止阀 政变{ 8 _ 『 造材料，重新设计阀座 高压釜排料阀失灵 用四氟 乙烯衬里管塞阀代替 高压釜压力控制问失灵重新设计成陶瓷阐 高压 釜通 风营穹 头损 坏修 补 或换新 停 机造 成 酸庄 下降 设 置 永久性 酸分 配系统 风管球 阀损环 用栓 塞 阀代替 预处理管} 上 垢 用较祖塑料营} 替 永A管用法 兰 连 续 生产用水压 一 I 损失 安装加压氧化专用水泵 高压釜内部的 2 5 铭镍铣 用铣或2 5 5 F e r r a l l i u m代替 台盒 腐伯 精矿产品节汽器过大 用较小节流器代替 7 加压氧化的优点 加压氧 化 广优于 焙烧广 ，不仅能 提 高金 的回收率，而且具有表 5 所列各优点。 加压氧化厂的氧化渣进行氰化浸出比焙 砂更顺利。氰化浸出停留时间短 ，仅6 h ，焙 烧需5 d ，因而坎贝尔矿停用了 2台浸出槽。 裹 5 加压氧化的优 点 提 高金回收量约t T l k g ／ a 改 善环境 无 氧化硫 排放 尾 矿台砷 少 氧 化矿浆 的氰 化 物耗量 较小 回收盎的成色较高 氰化浸出工艺过程中金莳损失量小 尾 矿处 理不加 硫酸铁 改善作业环境 加压氧化渣消 耗的氰 化钠也鞍少 ，因很 多要消耗氰化物的物质 已被氧化。表 6列出 了加压氧化设施 安装前后的 典型药剂 耗量 。 裹6 精矿 的药剂消耗量k g ／ t 加压 氧化的金 位较 高是 必然的 ，因为 铜 ，镍 和锌 之类硫酸盐 可 溶，并 进 入 了尾 矿。加压氧化使银回收率下降，但加压氧化 粗金 锭的 银品位较 低 可 由添加少量 精烁炉料 而获得较高金品位来弥补。产出的典型粗金 锭含2 9 k g 纯金 和1 ． 8 k g 纯 银。 邱 云胜译 自Mi n i n g E n g i n e e r i n g 1 9 9 2 8 9 91 9 9 3 ． 周力校 责 任编辑李怀 先 坎贝尔金矿加压氧化厂 的试车和运行一J o h n F r o s t i a k Br e t Ha u g f q 虚 一 4 l 一 维普资讯