堆浸贵液静态炭吸附工艺的研究及应用.pdf

S e ri e 3 N o . 3 6 5 N . v e rn份 rZ I 加 一 巧 金属矿山 M F TA L MI NE 总第3 6 5 期 2 0 06年第11期 堆浸一 贵液静态炭吸附二艺的研究众应用 张 岳 ‘ ，2 陈 景河 2 〔 1昆明理工大学; 2 紫金矿业集团股份有限公司 摘要对紫金山金矿的堆浸贵液采用静态炭吸附提金工艺流程， 可显著降低设备投资及生产成本， 提高堆 浸浸出率， 使降低人选品位、 增大矿石日处理量、 充分利用金矿资源及产生规模经济效益得以实现。该项改造产生 了显著的经济效益 关键词堆浸贵液静态炭吸附工艺金犷资源有效利用 D e velo P ll l e nta n dA P P li c . ti o nofP r o cesso f H e a PL eac h in g S tot l c C a r bonA d s o rpti o ufr o mP 代g n a n t S O 】 u ti on z h an g y u e 士 ， ’C h e n j i n gh e ， 1 . Kun mi鳍 阮姗rs i 妙ofsc比 砂 a nd Technol o g } ; 2 .2 公 ing Mi 几 1叮 肠。 uP肠. ，自 d A b 就 r a 〔 t T h ea p p l i c a L io noflhe p ro c e s s of3 t at i cc a r 阮n胡5 0 印ti o nfo rg o lde xt rac t i 皿介 溯l thef 此，a 幻 t s o l u t io ni n h e a Pl e 朋h in ginZ ij i n s h a n伪l dM i n eh a sremar k ablyred u c e d山 ec aP‘ ta l in ves t m e ntandP 耐u c ti o nc o s t a n di m P ro v e dth e h e a pl e 韶h i n gra t e ， th u se n a b l in gt 卜 e比a l i Zatl o nofred u c in g既 允 e d吕 阴d e ，in c 比璐1雌 I h ed ‘ l yore treatm e n l c 叩a c i 灯， fu ll y u t il i z i 雌t h e g ol dre s o u 犯e a n d卿d u c in ga 3 c al e既ono mic b e n 瀚t . ’rhis tee h n i c a l t s fo rma t io nh 朋b 印u ght 司洲 〕u t e vi- den l e e o n o micb en e fi t . K e 歹 切 o rd s 】 护 刚加，n竺 P H e aPle 韶h in g ， I J D 川 e s sofs t a li cc a r 】 川 Il a d s orpt 沁 ninp re 邵 l a 幻 I s o l utio n ， E ffec t i v e址ll iZ a t io nof即l dore 紫金山金矿的选矿工艺流程由原矿堆浸、 贵液 机械搅拌炭吸附提金工艺， 发展到原矿破碎、 筛分、 洗矿、 粗粒级堆浸 一贵液机械搅拌炭吸附， 细粒级重 选粗粒金 、 重选尾矿 C IL 炭浸提金工艺。但现在的 矿石堆浸一 贵液机械搅拌炭吸附 工艺流程仍存在炭 耗大的缺点。为了满足大规模生产的需要 ， 要求有 既能 适应处理量大、 品位低、 粒度组成变化大、 给矿 量不稳定的给矿特性 ， 又具有炭耗小、 易操作、 运转 率高、 经济效益大的选矿工艺流程。生产过程中选 矿工艺流程也在不断地改造、 优化， 以适应大规模生 产及产生最大经济效益的 要求。为此对紫金山金矿 选矿工艺流程进行改造， 试验方案为粗粒级矿石堆 浸一贵液静态炭吸附 、 细粒级矿石重选粗粒金、 重选 尾 矿CIL 炭浸提金土艺。 该试验方案于 1 9 99年在 紫金山炭浆厂进行了试验， 达到了试验目的， 取得了 设计的经济技术指标。紫金山采用该工艺大规模生 产 后， 使吨矿生产总成本从 1 9 99 年的48， 23元/ t ， 降到2 004年的35 18 元八， 吨矿利润从 1999 年的 14. 50 元/ t ， 增加到Z IX H年的 30. 43 元八， 贵液静态 炭吸附率达到99以上 ， 显著地提高了吨矿利润及 年利润总额。 1 矿石性质 紫金山金矿矿石工业类型为单一氧化次生金矿 石， 由于紫金山金矿矿石易浸、 易沉降， 特别是随着 露采矿石增加， 金矿日 处理量增大， 原矿石 进人单一 的堆浸工艺和进人单一的炭浸工艺已经不适应大规 模生产的要求。要求有处理量大 、 生产成本低、 选矿 回收率高、 经济效益大， 且适应处理含泥量大、 低品 位矿石的选矿工艺流程处理紫金山金矿的矿石。 矿石中金是唯一有用组分， 矿物组成简单， 伴生 有益和有害组分的含量均极低， 属低品位含金易选 氧化矿石; 矿石中的金为 自然金， 大部分为可见金， 部分呈微细粒赋存于褐铁矿中; 自然金与褐铁矿紧 张岳 1962一 ， 男， 昆明理工大学冶金与材料工程学院博士研究 生 ， 紫金 矿业 集团股 份有 限公 司 高级 工 程师 ， 3 642 00 福 建 省上 杭 县 紫金大 道 1 号 c 陈景河 1 9 57一 ， 男， 紫金矿业集团股份有限公司蜚事长， 教授级高 级 工程师 ， 3 64 2 00 福建 省上杭 县紫金 大道 1 号 。 4 7 总第3 6 5期金属矿山2006 年第 11 期 密 共生， 主要赋存于硅化岩石的孔隙、 裂隙中。裂隙 金占77， 晶隙金占 巧， 包裹金占8 。自然金 的形状以粒状为主， 部分为片状、 树枝状和不规则 状。自 然金粒度以中粗粒为主， 其中十 0 ， 28 m m占 4 3 . 1 5 ， 一0 . 2 8m m 0 . 074mm 占 1 9 . 3 2 ， 一 0 ， 074o m 0 . 以 m m占 1 8 . 1 8 ， 一0汉 m m占 19. 3 2 ， 晶隙金和包裹金含金合计占总金量的 2 3 。因此随 着堆浸破碎粒度的减小， 堆浸回收率、 重选粗粒金的回收率都将会得到提高， 所以只有大 规模开采， 降低人浸矿石粒度， 采用常规的破碎、 洗 矿设备， 才能降低破碎、 洗矿作业的生产成本， 提高 经济效益。 2 选矿工艺流程比较 2 . 1 改造前的选矿工艺流 程特点 1 堆浸贵液机械搅拌炭吸附的 特点。 原矿破 碎， 粗粒级堆浸贵液机械搅拌炭吸附的工艺有下述 几点 ①由于采用机械搅拌， 炭吸附搅拌槽内 允许的 装炭量小， 致使贵液处理量小， 炭耗量大， 堆浸贵液 在循环时所携带的炭末都积存在堆场矿石里， 使堆 场上部的矿石表面附着黑色的 炭末， 该炭末在堆场 矿石里具有却金、 降低浸出 率的 有害作用; ②由于 采 用机械搅拌， 炭的损耗量增大、 炭末增多， 增加了炭 用量和生产成本; ③采用机械搅拌耗费大量的电费、 设备投资、 维修费用; ④存留在堆场矿石里的炭末所 却的金量， 可依据年耗炭量 t x炭末平均品位 k 岁t 来计算。 2 将原矿碎磨到 一 0 ， O 74 mm 含量占75， 然后全部进行CI L 炭浸提金工艺流程， 其特点 ①吨 矿生产成本高， 处理量小， 处理高品位矿石时处于微 利经营的状态。因此不适应处理量大、 品位低的紫 金山金矿矿石。 ②炭耗量大。因炭耗而损失的 金和 炭可依据年耗炭量 t x} 万元/ t 活性炭炭末 平均品位 k 岁 tx 万元/ k g 黄金 } 来计算。③浸 出炭吸附作业要求水力旋流器溢流产品中 0 . 0 74 mm 粒级矿石含量小， 否则粗粒级矿石与活性炭难 以分离， 以 致于无法继续生产。 所以该工艺只能在 低处理量、 高磨矿细度的条件下进行生产。 2 . 2 改造后的选矿工艺流程特点 1 堆浸一 贵液静态炭吸附工艺流程的特点。 原矿破碎， 将堆浸贵液机械搅拌炭吸附工艺流程改 为堆浸贵液 静态炭吸附 工艺流程。贵液静态炭吸附 工艺流程是将适量的活 性炭置于币 3mx 4m 槽内， 槽体下部有给水分配器， 分配器上安装有隔 炭筛， 槽 4 吕 内上部安装有隔炭筛和排液管。将这种结构的吸附 槽5 一6 个、 按高 差 1 . s m左右从上到下连接、 再将 贵液和贫液管接到主流程上即可。贵液静态炭吸附 工艺流程比机械搅拌炭吸附工艺流程， 具有下述优 点 ①吨矿活性炭用量低， 贵液处理量大， 载金炭含 泥量很少; ②因为 静态炭吸附时炭粒之间 摩擦很少， 所以生成的炭末少、 该炭末的却金量少、 吨矿用炭量 低; ③因 静态炭吸附时无机械搅拌， 使贵液依靠吸附 槽之间的高差、 自上而下通过各个吸附槽的炭层进 行吸附， 所以无需安装机械搅拌设备， 节省了设备投 资、 电 耗及设备维 修费用; ④可通过增减吸附槽的装 炭量或吸附槽个数来增减贵液处理量和吸附率指 标， 随时可 通过吸附槽之间的 水压差或采用空气搅 拌的方法、 排除吸附系统内的细泥。 2 将原矿碎磨到 一 0 . O 74 m m含量占75， 然后全部进行 CIL炭浸提金工艺流程， 改为粗粒级 堆浸一贵液静态炭吸附， 细粒级 C IL炭浸提金工艺 流程具有下述优点 ①简化了选矿工艺流 程， 提高了 矿石处理量; ②节省了设备投资、 折旧费、 设备维修 费; ③降低了 选矿生产成本， 实现了规模效益。 3 生产成本对比 1 堆浸贵液静态炭吸附工艺流程比 堆浸贵液 机械搅拌炭吸附工艺流程降低的生产成本有 ①不 同工艺在相同原矿处理量的条件下， 因降低炭耗而 降 低金和炭损失合计为 n元 t ， 也可依据{ 原工艺 年 耗炭量 tx 原工艺炭末平均品位 k 群t一 新工 艺年耗炭量 tx 新工艺炭末平均品位 k 『t} x 万 元产 k g 黄金 十} 原工艺年耗炭量 t一 新工艺年耗 炭量 t} x 万元/ t 活性炭 来计算; ②因取消机械 搅拌而节省的生产成本为机械搅拌设备的折旧费、 维修费用 及电费; ③避免了大量炭末都积存在堆场 矿石里却 金、 降 低浸出率的有害作用， 提高了堆浸浸 出率。 2 将原矿碎磨到一 0 . O 7 4m m含量占75， 然后全部进行 CIL炭浸提金工艺流程， 改为粗粒级 堆浸一 贵液静态炭吸附， 一 0 . 074lllln 含量占75 细 粒级CIL 炭浸提金工艺流程， 可降低的生产成本 有 ①不同 工艺在相同 原矿处理量的条件下， 新工艺 炭耗小， 可避免CIL 炭浸工艺中炭损 1 20 盯 t ， 每吨 炭末I k g 金的损失。 也可依据{ 原工艺年耗炭量 tx 原工艺炭末平均品位 k 扩t一 新工艺年耗炭 量 tx 新工艺炭末平均品位 k 朗t } x 万元/ k g 黄金 { 原工艺年耗炭量 t一 新工艺年耗炭量 张击等 堆浸一贵液静态炭吸附工艺的研究及应用 2006 年第n 期 t} x 万元/ t 活性炭 来计算。②不同工艺在相 同原矿处理量的条件下， 可依据{ 新工艺粗粒级堆 浸矿量 tx「 原工艺选矿成本 元/ t 一 新工艺选 矿成本 元/ t 」 } 来计算。 4 结论 1将原矿 碎磨到一 0 . O 74 m m含量占75， 然 后全部进行 CIL炭浸提金工艺流程， 改为粗粒级堆 浸一 贵液静态炭吸附， 一 0 . 07 4mln 含量占75细 粒级CI L 炭浸提金工艺流程， 可降低机械搅拌设备 的折旧费、 维修费用及电费， 又可避免CIL 炭浸工艺 中吨矿1 209 炭损、 每吨炭末I k g 金的 损失， 又可避 免原工艺中大量炭末在堆场矿石里“ 却金” 、 降 低浸 出率的有害作用， 提高了堆浸浸出率。 2堆浸贵液静态炭吸附工艺流程吸附槽中的 静态炭利用压缩空气或调节槽间的压力差进行清 洗， 合理设计静态炭吸附槽， 以保持 良好的吸附效 果， 可使该工艺广泛应用于从含金溶液中吸附回 收 金 的生产 。 3可依据不同 含金溶液量设计出 不同大小和 数量的吸附槽用于从含金溶液 中吸附回收金的生 产， 或从其他溶液中 吸附可 被吸附的物质。 4 依靠扩大生产规模、 降低生产成本、 实现规 模效益， 来合理开发金矿资源， 提高吨矿利润， 提高 企业的经济效益。 收稿日期2 0 06刀 8 一0 上接第 19 页 35 速发展的过程， 而是具有明显的跳跃性特征。 2 在地表产生塌陷之前， 有相当长的一段时 间 空区 顶板岩体的崩落发展速度很慢， 甚至不产生 崩落。然而， 一旦产生崩落， 其崩落的速度非常快， 并且迅速崩透至地表。 3 顶板的崩落速度与岩体质量、 结构面的性 质与分布、 原始地应力场和松散充填体等因素有关。 4 顶板的崩落过程受关键岩层的控制。关键 岩层会阻碍崩落的发展， 而且， 关键岩层的崩落会形 成突发性的崩落。 5 复杂岩层顶板的 崩落过 程及崩落时间的 预 测， 必须考虑岩层性质及其空间分布特点， 其中， 关 键层的 识别是非常重要的。 6 由于非层状矿体的顶板是非常复杂的， 目 前基于 层状煤矿开采所提出的 关键层理论不能直接 应用于非层状矿体顶板崩落过程的研究。有待结合 金属矿山的实际情况， 将该理论进一步发展。 蜘妙知朴。小毓 参考文献 刘宝 深 ， 张 家生 ， 廖 国华 _随机 介质 理论 在 矿 业工 程 中 的应 用〔 M〕长沙 湖南科技出版社2 州 翻 贺跃光， 颜荣贵， 曾卓乔. 构造应力作用下的地表移动规律 研究「 J ]矿冶工程 2 000 ，2 0 3 1 2 一1 4 钱鸣 高， 缪协 兴 ， 许家林岩 层控 制 中的关 键层 理论 L J 〕 煤 炭学报， 1 9 96， 2 1 3 2 2 5 之 3 0 许家林 ， 钱 鸣高关 键 层运 动 对覆 岩 及地 表 移动 影 响 的研究 [ J ]煤炭学报，2 1侧 旧，2 5 2 ] 2 2 一 1 2 6 缪协兴， 茅献彪， 钱鸣高. 采动覆岩中关键层的复合效应分 析【 J]_矿 山 压 力与 顶板管 理 ， 1 9 9 9 3 /4 19之1 收稿日 期 2 006 一 9 一 2 [l叫[3j冈固 12345 开 采 分段 图6 各分段开采时顶板中的最大拉应力 5崩落过程受关键层控制。 在矿体的 顶板岩 层中， 软硬岩混杂出现。当崩落空区达到软弱岩层 时， 顶板的崩落呈匀速向上发展。当崩落空区达到 完整岩层时， 如闪长岩， 崩落速度会明显减慢， 或者 根本不出现崩落。而当下部空区的面积/ 体积发展 到一定量值时， 该岩层将突然折断， 产生崩落。由 于 岩层接触带岩体破碎， 该岩层的突然崩落还会导致 与其紧密接触的上部破碎岩层的破坏与崩落。因 此， 从崩落过程来看， 在程潮西区顶板岩层中， 存在 复合关键层。可以认为， 石膏与闪长岩是顶板围岩 的关键层， 它们控制着围岩的崩落过程与崩落速度。 而其中， 闪长岩侵入体是主关键层， 闪长岩崩落之 后， 导致了上部岩层的突然垮冒， 引发地表突然塌 陷。 5结论 程潮铁矿西区矿体顶板围岩的崩落过程的监测 与分析， 得出如下初步结论。 1 对顶板围 岩性质与 赋存情况非常复杂的矿 体， 采用崩落法回采时， 顶板围岩的崩落不是一个匀