紫金山金矿缩短堆浸周期的途径与生产实践.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第11卷第2期 2 0 0 3年3月 黄 金 科 学 技 术 Gold Science and Technology Vol. 11 ,No. 2 Mar . 2 0 0 3 紫金山金矿缩短堆浸周期的途径与生产实践 Ξ 谢李泉 紫金山金矿选矿厂,福建 上杭 364200 摘 要堆浸周期是影响堆浸厂产量、 经济技术指标的重要参数。缩短堆浸周期,有利于提高堆浸厂的 产量、 经济效益和矿堆浸出率。对紫金山金矿堆浸厂的矿堆浸出周期进行了较详尽的研究,研讨了缩 短堆浸周期的技术措施,指出了缩短堆浸周期的管理与技术实施方向,并以2001年紫金山金矿堆浸厂 的堆浸生产提速为例,表明缩短堆浸出周期,取得了显著的经济效益。同时对破碎矿石的粒度的选择、 筑堆方式、 矿堆筑堆高度、 喷淋强度、 堆浸生产的合理安排及其他缩短矿堆浸出周期的技术途径等进行 探讨。 关键词堆浸;堆浸周期;提速;措施;效果;紫金山金矿 中图分类号TF831 文献标识码A 文章编号10052251820020220032 - 06 紫金山金矿以其卓越的历程在短短的几 年内迅速崛起为国内采选规模最大2001年 达到720万t ,国内最大规模70万t ,产金量 最大2001年达到5. 2t ,国内最大的矿山产 量3. 5t的黄金矿山,创造了多项全国之最。 企业经济技术指标达到国内领先水平,堆浸 法工艺在该矿山获得最大规模的应用。 堆浸是从低品位矿石回收金的一种简 便、 经济的技术,目前已成为紫金山金矿回收 金的一种主要方法。在堆浸过程中,矿堆矿 石品位遵循C Coe - bt的指数规律降低 ,CO 原矿品位,b 0的常数,t 浸出时间。由于 堆浸作业生产中,时间t不可能无限长,因此, 必须选择最佳的堆浸周期。 1 确定堆浸周期的方法 确定堆浸周期的方法有2种一是根据 设计的浸出率指标;二是根据矿堆末期堆出 金量的盈亏平衡点。 1. 1 根据设计的浸出率确定堆浸周期 在一些堆浸项目中用设计的浸出率作为 确定堆浸周期的依据,尽管设计的浸出率来 自实验室柱浸试验的结果,但实际上由于工 业生产条件的差异,不可能一致。一般地工 业生产堆浸周期为实验室柱浸周期的3～6 倍。 显然,设计的浸出率只能作为确定堆浸 周期的参考。 1. 2 根据矿堆末期浸出金量的盈亏平衡点 这是一种经济技术的方法.它的优点是 可充分展示堆浸生产潜力及矿山资源的利用 水平,是市场经济条件下决定矿堆浸出周期 的主要着眼点。 2 矿堆浸出周期的研究 紫金山矿按照滚动发展的模式不断做强 做大,走出一条生产内涵与外延并举扩张、 发 展的道路。矿山经过一、 二期乃至于四期的 Ξ收稿日期2002205223 ;修订日期2002207202 作者简介谢李泉19672 , 男,工程师,从事选厂技术管理工作,主攻方向为金矿堆浸工艺. 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 技改建设,配套的选矿流程已由原先单一的 采出矿直接堆浸处理的生产模式发展到矿石 破碎、 洗矿、 粗粒堆浸,细粒浸浆,并于碎洗流 程回收部分重选金的复合矿石处理流程。堆 浸生产中至2001年破碎矿石量已占总处理 矿石量的1/ 3。2000年破碎、 非破碎采出矿 石直接堆浸处理的矿堆生产周期跟踪研究 如下。根据单堆统计,2000年紫金山金矿年 累计原矿石品位0. 96g/ t其堆浸周期情况如 下当矿堆浸出率为80 时,对于直接入堆 露采矿,堆场年可处理3～3. 5堆次,其平均 喷淋作业时间需77～92d ,完成单堆作业从 矿石入堆到拆堆时间堆浸同期时间需约 110d;对于露采破碎矿,堆场年可处理4～4. 3堆次,其矿堆平均喷淋作业时间需70～ 75d。完成单堆作业堆浸周期时间约需90d; 对于含泥高的、 渗透差的矿石,其矿堆浸出周 期则需5～9月甚至更长时间。根据生产实 践的总结分析显示,以上堆浸周期偏长,通过 加强生产及技术管理有望将堆浸周期缩短到 40～60d ,特别是对经破碎的入堆矿石的堆浸 尤其是如此表 1 。 表1 2000年紫金金矿选矿厂矿堆生产作业时间及年度生产指标 堆场 编号 矿堆规模 万 t 年完成堆次 整堆次 单堆喷淋时间 平均最少最多 平均单堆非喷淋作业 进矿、 卸堆时间d 年均单堆 作业天数 F18～124. 172. 5508518. 7591. 25 F25～94. 272. 2562811991. 25 F374. 070588416. 386. 3 F4515～1741年少15天75. 8639511. 787. 5 68819～10311个月926910519. 3111. 8 68827～841年43天76. 86010425. 3102. 1 Y2826个月771390 81012～1731097515512. 67121. 67 82013～1531年17天107841418. 7115. 7 注年累计处理矿石品位0. 094g/ t ,累计尾碴品位0. 175g/ t ,尾碴回收率81. 46 ;F1、F2、F3、F 45 堆场主 要处理破碎矿,其他堆场处理非破碎矿;810、820堆场年初处理高含泥矿石,矿堆生产周期时间较长。 3 缩短堆浸周期的技术措施 要缩短浸出周期应在矿石筑堆和喷淋吸 附过程中控制好工艺条件,微观上加快矿堆 浸出反应速度和浸出液的循环,这些条件中 除了矿石性质为客观条件外,应在矿石料度、 矿堆渗透性、 矿堆高度、 氰化物浓度、 浸出液 碱性及喷淋强度等诸多方面综合考虑,将这 些条件有机结合起来,达到缩短浸出周期的 目的。紫金山金矿由于受到地形地势及恶劣 多变的气候及生产中其他多变因素的影响, 通过缩短堆浸周期实现矿山优质高产发展具 有重要的现实意义。生产中生产环境、 设施 的不断完善是一个方面,生产管理、 技术水平 的提高与加强是另一个更重要方面。不断进 步的管理与技术措施主要有以下几个方面。 3. 1 选择适宜的矿石粒度 堆浸矿石的粒度对金浸出率和浸出率反 应速度影响很大。粒度越小,暴露出金粒的 矿石表面越大,液固接触面也越大,浸出液中 的氰化物就能与金充分接触,金的浸出速度 越快,通过矿堆埋样及实验室柱浸相结合的 33 第2期 谢李泉紫金山金矿缩短堆浸周期的途径与生产实践 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 方法,确定三期技改矿石破碎的粒度专题技 术试验表明50mm的矿石粒度是重要的分界 线,低于50mm的矿石料的浸出速度快,浸出 率高,浸出受粒度影响小,当矿石粒度大于 50mm则矿料浸出效果随粒度的增大变差, 浸出率降低,浸出时间长破碎矿石埋样试验 结果列于表 2 。 随着合理破碎粒度的确定,使三期技改 表2 埋入F1 矿堆之不同破碎粒级矿样浸出情况 序号破碎矿粒级mm原矿样品位g/ t浸出30d矿样品位g/ t浸出率 1- 20 0带返砂矿样1. 1100. 13687. 75 2- 20 0加工矿样0. 7180. 13481. 34 3- 50 0加工矿样0. 7360. 14879. 89 4- 50 20矿样0. 6460. 12380. 96 5- 100 20不加工矿样0. 640. 14777. 03 6- 80 50矿样0. 6680. 18172. 9 7- 100 80矿样0. 5130. 20260. 62 8- 150 100矿样0. 5340. 18764. 98 9- 200 150矿样0. 5530. 21361. 48 项目实现了较高回收率80 以上 , 缩短堆 浸时间1/ 3～1/ 4 ,取得显著经济效益。 3. 2 采用适宜的矿石筑堆工艺 矿堆的透气性和溶液的渗透性是决定堆 浸效果、 影响堆浸周期的关键因素。当矿堆 较疏松,渗透性和透气性较好,堆中氧气充 足,就可以在喷淋过程中配合采用相对高浓 度的氰化物溶液和较大的喷淋强度2种措 施,加速浸出反应,以缩短堆浸周期。 据报道,国外许多金矿都使用机械设备 筑堆以保证矿堆的透气性和溶液的渗透性, 美国Hazen研究所的研究结果表明,往矿堆 中通入空气增加含氧量,可使浸出周期缩短 近1/ 3 ,金的浸出率也有提高。美国发明的 两项专利介绍了所设计的装置,在筑堆时安 装在矿堆内有利于氧的进入和矿堆的渗透 性,提高了后期浸出速度。国内的一些矿山 在筑堆时埋入竹筒、 木棍等,待浸出一段时间 后拉出这些埋入物,使矿堆产生一些松动,提 高渗透性有利于金矿的浸出,地矿部矿产综 合利用研究所在矿石堆浸一段时间后,对积 水的部位采用局部松动爆破,也起到了松动 矿堆,改善渗透性的作用;另外还将钻有许多 小孔的管子埋入矿堆中,将管内浇灌氰化物, 氰化物通过小孔向四周渗透,在矿堆顶部按 渗透快慢的情况划分若干区,并按同面积不 同体积供应氰化液,使渗透慢的面积内的浸 出液体积与渗透快的相同,从而达到矿石堆 均匀目的。 在矿堆底部铺设富液收集管,可加快溶 液运动,消除矿堆积水,提高金的浸出速度。 紫金山金矿矿石强度大,矿堆渗透性好, 部分高度含泥矿石的堆浸处理中采取上述部 分措施,对促进矿堆的浸出效果有积极作用。 3. 3 控制适宜的矿堆高度 据考查,当矿堆高时,浸出液流到矿堆底 部时因已缺少足够的氧而使浸出反应下降甚 至无法反应,此外,浸矿液CN - 浓度随矿堆 高度下降,溶液渗透较不均匀,矿堆底部粗矿 粒偏析等因素都致使底部矿石的浸出率明显 43 黄 金 科 学 技 术 第11卷 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 下降低于平均浸出率。同时浸出液在矿堆 中滞留时间相对延长,也影响了浸出的进程。 因此堆浸生产中应视矿石性质而确定矿堆高 度,既能保证矿石处理量,又能确保较佳的浸 出指标和浸出周期。生产操作中通过分层筑 堆、 一次筑堆分层喷淋都是控制矿堆高度的 有效措施,紫金山金矿破碎及未经破碎直接 入堆矿石,其筑堆高度一般均为8～10m。由 于矿石强度大、 含泥少、 渗透性好,经检测表 明未出现缺氧现象,取得了较好的、 理想的指 标。 另在地形条件允许的位置采用分层筑 堆,层高8～10m。矿堆总高度达到50m。生 产中采用分层筑堆及一次筑堆分层喷淋以控 制矿堆高度,改善浸出指标的。而对于矿山 采出的部分高含泥矿石含泥量8 ～ 30 ,由于矿石含泥高,渗透性差,其矿堆高 度宜控制在2m以内。 3. 4 采用相对高浓度的氰化物[2 ,3] 根据有关文献,多数厂家认为在常压条 件下,在保证浸出液供氧充足的情况下,金的 最高溶解速度在氰化物浓度为0. 05 ～0. 1 的范围内,而某些情况下是在0. 02 ,0. 03 的范围内。2001年我矿针对氰化物浓 度对矿石料浸出速度的影响进行了专题柱浸 试验考查,其结果如表3。 表3 不同氰化物浓度时矿石料的浸出率 浸出时间h40. 8112. 8165. 6309. 6381. 6 3‰15. 542. 7352. 368. 2371. 84 10‰61. 868. 3572. 6582. 4086. 76 可见,金的浸出反应速度在CN3 - 10‰ 的范围内随氰离子浓度的增加而直线上升, 因此采用相对高浓度的氰化物溶液喷淋能缩 短浸出周期。但当氰化物浓度足够高时溶金 速度主要取决于氧的浓度。所以在增大氰化 物的浓度时,还要确保矿堆的疏松以及有足 够的氧。恰当地控制好氰化钠吨矿消耗与成 本在适宜水平,以追求堆浸生产综合经济效 益的最大值为目标。 3. 5 采用低pH值的浸出液[1] 生产操作中许多厂家往往对pH值的操 作控制的重视不够、 认识不足。由于浸出液 碱性过高会降低金的溶解速度,因此从缩短 浸出周期的角度来说,浸出液的pH值应保 证氰化物不水解挥发的前提下尽量采用低 pH值10～11 ,在实际堆浸生产中主要是要 强化pH值控制的操作,确保矿堆浸出全过 程全时效的pH值稳定,确保pH在10～11 , 不仅有利于节约NaCN用药消耗,也利于提 高矿堆的生产速度。 3. 6 采用适宜的喷淋强度 堆浸的过程是一个扩散的过程,增大喷 淋强度能加速浸出液的循环及有效的扩散, 可以提高金的浸出速度及回收率。因此,适 宜的喷淋强度应该是对于缩短堆浸周期、 提 高回收率有利的经济的喷淋强度。即考虑动 力成本与效益的关系,目前紫金山金矿堆浸 生产中的喷淋强度一般为15～20L/ hm2。 3. 7 使用助浸剂[2] 氧在氰化过程中起着极其重要的作用, 使用氧化剂是强化金矿堆浸的一个重要技术 措施。Batt研究了钡、 锶和钙的过氧化物对 氰化浸出的促进作用,发现它们能向溶液中 释放氧气,例如对某些矿石来说,当添加1. 5kg/ CaO2时,可使堆浸过程加快20d。 氰化溶液中加入适量浸剂或润湿剂,有 利于氰化溶液渗透,与被包裹的金产生反应。 据报道我国黔西南珑纳金矿和寨子头金矿对 53 第2期 谢李泉紫金山金矿缩短堆浸周期的途径与生产实践 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 堆浸过的尾矿进行了添加助浸剂并再次氰化 处理的工业试验,结果表明尾矿品位分别降 至0. 625g/ t和0. 44g/ t ,浸出率由原来的68. 15 和82. 4 提高到77. 75 和88. 27 。 3. 8 采用分层筑堆喷淋工艺 如前所述,在地形条件允许的位置采用 分层筑堆,有利于控制矿堆高度,而实际上根 据紫金山金矿生产实践总结同时也表明,生 产中采用分层筑堆喷淋与一次性筑堆喷淋工 艺相比可缩短堆浸周期1/ 3。 3. 9 强化重选,促进堆浸生产 自1999年三期技改后,紫金山金矿堆浸 生产中破碎矿所占的份额的比重逐年加大, 至2001年破碎矿约占入堆处理矿量的1/ 3。 该比例在四期技改完成后将进一步加大,直 至全部矿石经破碎后入堆处理。重选收金在 矿石破碎流程中将居于更加重要的位置,通 过重选回收粗粒金,能极大地缩短金矿堆浸 矿周期,降低生产成本,而重选本身也是最为 经济的,通过重选工艺最大限度地回收破碎 中可回收的金量。 3. 10 强化管理,缩短矿堆非喷淋作业周期 根据2000年选厂各矿堆生产周期可以 看出,矿堆生产中的非喷淋即矿堆矿石入、 卸 堆生产作业时间占矿堆生产周期的15 ～ 20 ,说明通过强化企业管理,合理配置,及 调度好矿山生产资源是实现矿堆生产作业周 期的一个重要方面。以紫金山金矿生产为 例,即具有如下显著特点。 1由于矿山地处南方,气候多雨,受其 影响,一般上半年能完成的黄金产量只为全 年产量的1/ 3～2/ 5。下半年特别是第四季 度则是产金的黄金季节。生产中必须适应该 气候的特点,在搞好上半年生产的同时积极 备战下半年的生产。 2再如紫金山金矿根据原选厂各生产 车间相对独立的特点,至2001年建设全厂联 通的用水管网,建立了金矿山用水的统一调 度制度,同时就近统一设立大容量的防洪池, 此举沟通了不同车间、 不同时间的用水需要, 也提高了各车间的防洪能力,提高了用水效 率,降低了用水成本。加快了新矿堆开喷前 的作业补给速度,提高了生产的效率。 4 缩短矿堆生产周期与生产经 营效果 堆浸过程工艺条件的控制是决定堆浸生 产指标的最重要因素,而其中喷淋CN - 浓度 的控制是决定矿堆生产速度、 成本、 效益的极 关键工艺要素。 2001年紫金山金矿根据前3、4的试验 及经验总结,实施对车间生产的提速,矿堆首 月浸出率提高10 ～15 ,矿堆生产周期缩 短10～15d ,在实现相当浸出年指标的情况 下,某车间生产速度与2000年生产速度对比 见表4。 表4 矿堆生产速度对比 堆场编号2001年堆次 2000年堆次 F14. 64. 1 F254. 2 F354 F4、F54. 54 F642 F74. 32. 3 共产金g74 226. 249 323. 2 按照2000年的矿堆生产建设,在F6、F7 堆场2001年充分利用及四季度扩堆后的生 产情况,2001年该车间增加产金300kg ,2001 年多产金752. 12kg ,该年度提高产量452. 13kg ,提高19. 9 。同时克金生产成本与 2000年相比,降低了0. 973元/ g ,直接降低 生产成本12 ,效果极其显著。以上说明依 据不同矿山资源和生产特点,在生产经营过 程中对堆浸中生产过程工艺条件进行优化具 有重大意义。 63 黄 金 科 学 技 术 第11卷 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 5 结论 随着紫金金矿生产的发展,堆浸提金工 艺应进一步扩大规模,紫金山金矿属于低品 位矿石,矿堆矿石品位应遵循C Coe bt的 指数规律,以经济技术的方法确定堆浸周期。 缩短堆浸周期对于紫金山金矿提高堆场 的生产能力及矿山的经济效益具有重要的现 实意义,在实际生产中,应在矿石粒度、 堆浸 工艺、 矿堆渗透性、 矿堆高度、 氰化物浓度、 使 用助浸剂、 使用滴淋工艺、 分层筑堆,浸出液 碱性及喷淋强度等诸多方面综合考虑,将这 些条件有机结合起来,稳健推进,不断缩短堆 浸周期,进一步提高堆浸生产水平,使堆浸生 产运行在低成本、 高效益状态。 参考文献 [1] 吕宪俊,王志江,杨云忠,等.氰化提金概论 [M].陕西陕西科学技术出版社,1997. [2] 张兴仁.提金工艺新进展[J ].矿产综合利用, 1991 ,14 20. [3] 潘志兵.从美国堆浸技术谈我国堆浸发展方向 [J ].矿产综合利用,1993 , 34 2. [4] 巫汉泉.堆浸提金技术[J ].矿产保护利用, 1993 , 1 23. THE TECHNICAL MEASURE AND PRODUCTION PRACTICE FOR SHOTENING HEAP LEACHINGCYCLE PERIOD OF ZIJINSHAN GOLD MINE XIE Liquan Mining Plant Of Zijinshan Gold Mine , Fujian Zijin Mining Industry Co. Ltd. , Fujian Shanghang364200, China Abstract The ore heap leaching cycle period is an important parameter that affects the output and economic technological index. Shortening the heap leaching cycle period is conducive to the raising of the heap leaching rate so the output of the factory will be raised and better economic benefit ob2 tained. The author of this article has made a thorough investigation of the heap leaching cycle peri2 od of Zijinshan Gold Mine Heap Leaching Factory ,put forward some technical measures for short2 ening heap leaching cycle period and expounded its remarkable effect on the speeding up of Zijin2 shan heap leaching production in 2001. Meanwhile ,this article has also made some research into the selection of the size of the crushed ore ,the type of the heap construction and its height ,the in2 tensity of the spray and spouting ,the optimal arrangement of the heap leaching production as well as other technical measures for shortening heap leaching cycle period. Key words heap leaching;heap leaching cycle period;measures;production practice 73 第2期 谢李泉紫金山金矿缩短堆浸周期的途径与生产实践