陕西某金矿选矿工艺改造.pdf

4 0 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第4 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．0 4 ．0 0 9 陕西某金矿选矿工艺改造 洪保磊 长春黄金设计院，长春1 3 0 0 1 2 摘要针对陕西某金矿全泥氰化炭浆工艺存在的环境保护问题，进行了多项选矿工艺技术改造的研究，最后确定用浮 选 浮选精矿氰化工艺代替现有全泥氰化炭浆流程。先后进行了“金蝉”与“绿金”等环保药剂代替氰化钠工业试验，氰化尾 矿浆破氰处理工艺研究与设计，但均没有取得理想的效果。在深入总结前期工作基础上，通过多方案对比论证最终确定了浮 选 浮选精矿氰化工艺流程，浮选精矿氰化尾矿压滤干堆，并增加精矿氰化尾矿浆破氰处理工艺。生产实践表明，解决了一 直困扰企业的环境保护问题，提高了回收率，降低了企业运营成本。 关键词环境保护；破氰工艺；黄金选矿；浮选；氰化炭浆工艺 中图分类号T D 9 5 3 ；T D 9 1 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 4 - 0 0 4 0 - 0 4 T r a n s f o r m a t i o no fM i n e r a lP r o c e s s i n gT e c h n o l o g yo faG o l dM i n ei nS h a a n x i H O N GB a o l e i C h a n g c h u nG D 纪D e s i g nI n s t i t u t e ，C h a n g c h u n1 3 0 0 1 2 ，C h i n a A b s t r a c t I nv i e wo ft h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n o fag o l dm i n ei nS h a a n x i p r o v i n c e ，s t u d y o nt h e t r a n s f o r m a t i o no fan u m b e ro fm i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ，f i n a l l y ，t h ef l o t a t i o nc o n c e n t r a t ec y a n i d ep r o c e s si su s e d t or e p l a c ec a r b o n ．i n l e a c h “C I L ” ．I n d u s t r i a lt e s th a sc a r r i e do u tw i t h “J i n c h a n ”a n d “l v j i n ”p h a r m a c e u t i c a l i n s t e a do fN a C N ，c y a n i d et a i l i n g sb r e a k i n gr e s e a r c ha n dd e s i g np r o c e s so fc y a n i d et r e a t m e n t ，b u td i dn o ta c h i e v et h e d e s i r e dr e s u l t s ．O nt h eb a s i so fi n d e p t hs u m m a r yo fp r e v i o u sw o r k ，t h r o u g ht h em u l t ip r o g r a mc o m p a r i s o n ，f i n a l l y ， t h ef l o t a t i o nc o n c e n t r a t ec y a n i d ep r o c e s sf l o wi s d e t e r m i n e d ，c y a n i d a t i o no ff l o t a t i o nc o n c e n t r a t es l a gf i l t e rd r ys t a c k ， a n di n c r e a s e dc y a n i d ec y a n i d es l a gt r e a t m e n tp r o c e s s ．T h ep r o d u c t i o np r a c t i c es h o w st h a tt os o l v et h ep r o b l e mo f e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dt oi m p r o v et h er e c o v e r yr a t e ，r e d u c et h eo p e r a t i o nc o s to ft h ee n t e r p r i s e ． K e yw o r d s e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n ；d e t o xp r o c e s s ；g o l do r ed r e s s i n g ；f l o t a t i o n ；c a r b o n i n - l e a c h 氰化浸出是当今世界提取金、银的主要方法，但 是这种方法需要剧毒的氰化钠为提取原料，在生产 过程中会产生大量含氰和金属的废水、尾矿浆等。 在环境保护要求日益严格的今天，企业所面临的环 境保护压力越来越大。I 。陕西某金矿位于秦岭南 麓，地理位置特殊，环境保护要求严格。技改前选矿 工艺为全泥氰化炭浆提金工艺，每天产生约1 0 ，0 0 0 m 3 含氰尾矿浆，同时有三个选矿厂，每个选矿厂又 有两套全泥氰化炭浆提金系统，生产系统多，成本 高、管理难度大。因此急需改善选矿工艺，尽早、尽 快解决环境保护问题，在技术可行、经济合理的情况 下，为公司及周边环境带来较好地社会效益、安全效 益和环境效益。 1 原矿性质 矿石工艺类型属少硫化物含金矿石。矿石中的 金属矿物含量很少，占矿物相对含量的2 ．7 1 ％，金属 氧化物仅占相对含量0 ．0 1 ％，金属硫化物主要为黄 铁矿及少量磁黄铁矿，分别占矿物相对含量的 2 ．6 l ％、0 ．0 7 ％；非金属矿物主要为石英、钠长石，次 为白云石、方解石，少量的绢云母、磷灰石。金矿物 主要为自然金，少量银金矿，很少的碲金矿、碲金银 矿HJ 。原矿多元素分析结果见表1 。 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eo r e ，％ 重茎垒 垒g 璺里兰 垒坠垦 垒垦 Q坚鲤垒 旦 竺 含量0 ．8 5 1 ．5 0 0 ．0 0 5 0 ．0 0 5 0 ．0 0 5 0 ．0 0 53 ．6 71 ．4 52 ．1 0 ．0 0 54 ．9 83 ．2 71 3 ．3 45 7 ．4 1 1 单位g ／t ，下同。 收稿日期2 0 1 6 1 2 - 0 2修回日期2 0 1 7 - 0 1 - 2 0 作者简介洪保磊 1 9 8 4 - ，男，吉林长春人，工程师，主要从事选矿厂设计工作。 万方数据 2 0 1 7 年第4 期洪保磊陕西某金矿选矿工艺改造 4 l 矿石中黄铁矿粒度相对较粗， 3 7 斗m 粒级占 8 8 ％，多嵌布在脉石粒间或脉石裂隙中，在磨矿过程 中比较容易解离，矿石中金矿物与黄铁矿关系非常 密切，比较适宜浮选工艺。矿石中金矿物多为裂隙 金，次为粒间金、包裹金，分别占3 9 ．8 4 ％、3 0 ．8 3 ％、 2 9 ．3 3 ％，微粒金、包裹金在磨矿过程中不易暴露和 解离，对氰化工艺不利。 2 原选矿工艺流程及技改必要性分析 2 ．1 原选矿工艺流程 本次技改前有选矿厂三座，其中一选厂设计能 力为20 0 0t ／d 。二选厂设计能力为3 0 0t ／d 。三选 厂设计能力30 0 0t ／d 目前处理能力27 0 0t ／d ，原 设计是处理浸化废渣，但目前实际大部分是处理原 生矿，所以处理能力没有达到设计能力。选矿流程 为全泥氰化炭浆提金工艺，即全泥氰化炭浆提金、 解吸电解，电解金泥送至炼金室。最终产品为合质 金。氰化尾矿采用湿排，泵送至尾矿库。三个选矿 厂现状流程简要描述如下 碎矿筛分一、三选厂采用三段一闭路，二选厂 采用两段一闭路。碎矿产品粒度三选厂为0 ～1 8 m m ，一、二选厂为O ～1 2m m 。 磨矿分级三个选矿厂均采用两段两闭路磨矿， 一段磨矿细度一7 4 斗m 占5 5 ％一6 0 ％，二段磨矿细 度一7 4 斗m 占6 8 ％～7 0 ％。 浸吸及解吸电解三个选矿厂的磨矿产品分别 进入两套氰化浸吸系统，载金炭进入高温高压无氰 解吸电解系统，金泥通过火法冶炼而得到合质金。 原选矿工艺流程详见图1 。 2 ．2 技改必要性分析 1 环境保护要求 现公司所用的尾矿库已临近闭库期，而新建成 的尾矿库，没有进行防渗处理，根据当地环境保护主 管部门要求，各选矿厂排出的氰化尾矿浆必须在排 出前处理达到污水综合排放标准 G B 8 9 7 8 1 9 9 6 中的一级标准 0 ．| 5m g ／L 要求后，才能排入新建尾 矿库中。 2 三个选矿厂生产成本高，管理复杂。 公司现有三座选矿厂，选矿工艺为全泥氰化炭 浆提金，且每个选厂又有两套全泥氰化炭浆提金系 统，生产系统多，成本高、管理难度大。 3 磨矿粒度粗，回收率低。 三个选矿厂经过多次改造才达到目前的处理能 力，要完成集团公司的生产任务必须长期保持现有 高负荷生产状态。同时原矿供矿品位逐年下降，矿 石性质复杂多变，选矿回收率低。 来自浸前浓密 合质金炉渣 返回磨矿 图1 原选矿工艺流程图 F i g ．1 T h er a wm i n e r a lp r o c e s s i n gf l o wc h a r t 3 技改探索与实践 3 ．1 金蝉与绿金环保药剂探索 分别用“金蝉”和“绿金”两个浸金剂在二选厂 做浸出试验，试验结果见表2 。 表2环保药剂试验结果 T a b l e2T e s tr e s u l t so fl o wt o x i cr e a g e n t／％ 从表2 可以看出，药剂用量相当的情况下，“金 蝉”“绿金”的回收率低于氰化钠，并且其价格为氰化 钠2 倍左右；“金蝉”“绿金”尾矿浆中氰根含量虽然 比氰化钠低，但依然远高于当地环保部门允许排放 的要求，仍需“破氰”处理后排放。可见该方案技术 与经济指标均不太理想。 3 ．2 氰化尾矿浆破氰处理工艺探索 早在2 0 0 9 年便开始对含氰尾矿浆进行无害化 处理工艺的研究，经过自主实验研究后，于2 0 1 0 年 1 2 月委托某研究院对其含氰尾矿浆进行无害化处理 研究。对含氰尾矿浆进行了化验分析，分析结果表 明，含氰尾矿浆中主要污染物为氰化物与化学需氧 量，总氰化物中铁氰络合物约占5 0 ％，其余基本为游 万方数据 4 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第4 期 离氰。先后进行了实验室小试、中试后，又进行了半 工业试验。最终确定采用矿浆浓缩 降氰预处理 因科法流程进行脱氰处理∞J 。 在大量试验研究基础之上，于2 0 1 3 年8 月完成 了1 0 ，0 0 0 m 3 ／d 氰化尾矿浆综合治理项目初步设 计，预计建设投资将达到39 3 5 ．0 0 万元，按干尾矿 量计算单位成本为13 ．5 7 2 元／t 。按设计处理总规模 1 00 0 0m 3 ／d 计，尾矿处理成本为26 2 4 ．2 万形a ， 这将大大增加企业的生产成本。可见该方案在经济 上不合理。 3 ．3 选矿工艺改造实践 深刻总结前面已完工作的基础上开展选矿工艺 改造工作，经过多方案的对比论证，最终实施的选矿 工艺流程为浮选 浮选精矿氰化。 3 ．3 ．1 选矿工艺改造详述 1 碎矿流程 本次技改充分利用现有一选厂、三选厂的碎矿 流程，保持一选厂、三选厂三段一闭路碎矿流程。考 虑到目前三选厂碎矿能力不足 27 0 0t ／d 且碎矿产 品较粗，达到一1 8m m ，设计新增加细碎设备H P 4 0 0 ， 将原细碎设备H P 3 0 0 移到中碎，最终使碎矿产品粒 度达到一1 2m m ，使一选厂、三选厂总破碎能力达到 52 0 0t ／d 。拆除二选厂碎矿、氰化浸出系统，利用该 场地新建浮选精矿与浮选精矿氰化渣脱水车间；保 留二选厂两段磨矿分级系统并进行适当改造，作为 浮选精矿再磨系统。 2 磨矿分级流程 技改前一、三选矿厂均采用两段闭路磨矿，一段 细度一7 4 m 占5 5 ％～6 0 ％，二段细度一7 4 斗m 6 8 ％～7 0 ％。试验报告中推荐的浮选最佳磨矿细度 为一7 4 恤m 占5 5 ％，结合现场的生产情况，本次技改 磨矿分级流程为一段闭路，最终磨矿产品分级溢流 细度为一7 4 恤m 占5 5 ％。 一、三选矿厂磨矿产品自流到浮选车间搅拌槽， 进入浮选作业。 3 浮选工艺流程 浮选厂房利用现有的炭浸车间，矿浆经搅拌槽 搅拌调浆后给人粗选2 槽7 0m 3 浮选机，粗选尾矿进 入6 槽7 0m 3 浮选机进行三次扫选，2 ．2 ．2 - 2 阶梯配 置，扫选精矿由泵返回；粗选泡沫给入8 槽1 0m 3 浮 选机进行三次精选，4 ．2 - 2 水平配置；精选泡沫泵送 至精矿脱水系统。 浮选风机、药剂添加与制备集中配置于浮选车 间外面，可避免其噪音、药剂对厂房内的污染，大大 改善工人的操作环境。 4 浮选精矿脱水 浮选精矿采用渣浆泵送人原有4 眨0m 浓缩机进 行浓缩脱水，浓缩机底流自流至4 5m 2 陶瓷过滤机 进行二次脱水，浓缩机溢流水和陶瓷过滤机滤液返 回磨矿浮选作业。陶瓷过滤机滤饼调浆后泵送至二 选磨矿分级系统。 5 浮选精矿再磨 浮选精矿再磨细度一4 3 m 占9 5 ％。浮选精矿 再磨利用现二选厂二段闭路磨矿分级系统，二选厂 一段磨机M Q G 2 1 3 0 ，分级设备高堰式螺旋分级机 F G ．1 5 0 0 ；二段磨机M Q Y l 5 3 0 ，分级设备旋流器 2 - F X 3 5 0 。为满足浮选精矿再磨细度要求，设计对二 选厂二段闭路磨矿分级系统进行改造，将一段磨机 由格子型改造为溢流型，拆除高堰式螺旋分级机，新 增加2 - F X 2 5 0 ，构成一段闭路磨系统；将二段旋流器 2 - F X 3 5 0 改为6 一F X l 5 0 ，与M Q Y l 5 3 0 磨机构成二段闭 路磨系统。 再磨后的浮选精矿进入现有氰化浸出系统，载 金炭从后槽逐段送向前槽，经过吸附的载金炭送入 到现有解吸电解车间；浮选精矿氰化渣自流到新建 的浮选精矿氰化渣脱水车间进行压滤。 6 浮选精矿氰化渣脱水 浮选精矿氰化渣自流到新建的浮选精矿氰化渣 脱水车间进行压滤，回水返回流程不外排，脱水后的 氰化渣用汽车输送到尾矿库干堆。设计上增加了破 氰处理工艺，定期对浮选精矿氰化渣进行降氰处理， 避免回水对选矿指标产生不利影响。 技术改造选矿工艺流程图见图2 。 3 ．3 ．2 选矿工艺改造特点 1 分步实施，节省投资，降低技改风险。选矿 试验报告推荐的工艺流程为重选 浮选 浮选精 矿氰化，设计上结合现场实际情况，在经过详细论证 后提出分步实施，即选矿工艺按浮选 浮选精矿氰 化实施，减化了选矿工艺流程；生产实践表明，不仅 节省了投资和工期，同时也取得了较好的工艺指标。 2 7 0m 3 大型浮选机2 台一组阶梯配置，主矿浆 实现自流，中矿采用卧式渣浆泵返回上一次作业。 设计对中矿缓冲槽进行了优化设计，采用钢板现场 制做的圆柱与倒圆台相结合的设计有效的解决了浮 选厂跑、冒、滴、漏等生产现象，大大改善了工人的操 作环境，实现了清浩化生产。 3 为了解决氰化渣的堆存问题，对将停用的尾 矿库进行改造，在保证不增加坝高的前提下，既解决 万方数据 2 0 1 7 年第4 期 洪保磊陕西某金矿选矿工艺改造 4 3 了氰化渣的堆存问题，又解决了该尾矿库防洪存在 的问题，提高了坝体稳定性。该设计方案避免了新 建尾矿库，不仅解决了矿山的燃眉之急，同时又节约 了大量工程投资。 来曰曦矿 金锭炉渣 图2 技术改造选矿工艺流程图 F i g ．2 T h em i n e r a lp r o c e s s i n gf l o wc h a no f t e c h n o l o g i c a lt r a n s f o r m a t i o n 4 针对浮选精矿氰化渣压滤回水循环存在硫氰 根、铁氰络合物以及重金属离子富集影响选矿指标 问题，结合企业现状，本设计采用碱性氯化法定期对 含氰矿浆进行净化处理。该工艺既能对提高工艺指 标有益，又减轻了尾渣的环境危害。 4 结论 1 生产实践表明，选矿工艺选择与配置合理，工 艺指标先进，运营成本有所降低，增加了企业的竞争 力。选矿厂各项指标运行良好，达到了设计要求。 2 0 1 4 年技改前选矿综合回收率7 4 ．4 2 ％，选矿工艺 技术改造工艺指标稳定后选矿综合回收率为 7 6 ．2 1 ％，回收率提高近2 个百分点；选矿直接成本 从4 7 ．5 2 形t 下降到4 3 ．8 6 形t 。年均为企业增收 约10 0 0 万元。 2 通过本项目的实施，解决了企业1 00 0 0m 3 ／d 氰化尾矿浆可能造成的环境破坏及安全生产隐患， 减轻企业生产环保压力，同时解决含氰尾矿浆不能 达标排放导致新库无法启用的难题；提高了资源利 用效率，降低了企业生产成本。项目所具有的社会 效益、环境效益、经济效益比较突出，是落实国家对 矿山环境治理政策的具体行动。 3 现在环境保护要求日益严格，该成果在国内 金属矿山极具示范和开创性作用，具有广阔的应用 前景。 参考文献 [ 1 ] 王俊，张全祯．炭浆提金工艺与实践[ M ] ．北京冶金工 业出版社，2 0 0 1 1 - 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