紫金山金矿堆浸工艺参数优化实践-黄金.pdf

2 0 0 6年第 1 2 期/ 第2 7 卷 黄金 GOLD 紫金山金矿堆浸工艺参数优化实践 贺日 应， ， 张 勇 2 1 . 中国 地质大学; 2 . 长春黄金设计院 摘要 紫 金山 金矿的矿石氧化程度高， 由堆浸工艺生产金量占 矿总产金量8 0 以上。通过对 影响 堆浸效 果的 矿堆高 度、 入堆 矿石粒 度、 喷 淋液N a C N 浓 度 及p H 值、 贵 液N a C N 浓 度及p H 值、 喷 淋制度、 喷淋强度等主要工艺参数进行优化研究， 进一步确定了 堆浸工业生产合理的工艺参数。 关键词 堆浸; 工艺参数; 优化; 研究 中图分类号 T D 9 5 3文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 一 1 2 7 7 2 0 0 6 1 2 一 0 0 5 1 一 0 4 紫金山金矿矿石属氧化矿石， 目 前采用的选矿 工艺为破碎、 洗矿、 重选、 炭浸、 堆浸联合工艺流程， 下 设3 个处理不同品位及矿量的选矿厂， 其中， 堆浸工 艺产金量占总产金量的8 0 以上。近年来紫金山金 矿堆浸生产规模不断扩大， 各选矿厂生产车间的堆浸 工艺参数却没有一个统一的 标准， 势必造成堆浸生产 技术经济指标的参差不齐， 不利于企业长期健康发 展。为此， 对堆浸工艺参数进行优化研究已 成为迫在 眉睫的工作。 笔者根据多年工业实验数据及相应的 实验室试验研究结果， 对堆浸工艺参数进行了优化研 究。 表 1 堆高对比优化试验结果 堆号 堆高 喷淋天数 原矿品位浸渣品位浸出 率 / m / d / g t 一 ’ / g t 一 ‘ / 1 6 6 0 1 . 6 8 7 0 . 3 6 4 7 8 . 4 2 2 8 6 0 1 . 5 1 5 0. 3 4 6 7 7. 1 2 t 一 ’ t 一 1 1 . 6 3 90. 3 7 67 7 . 0 6 4 1 2 6 0 1 . 4 5 5 0 . 4 4 3 6 9 . 5 5 1 矿石性质 紫金山金矿氧化矿石主要成分石英占6 5 . 5 , 绢云母占1 0 ， 水云母占1 2 . 2 ， 迪开石占7 . 3 ; 金属矿物黄铁矿占0 . 1 ， 褐铁矿占2 . 8 ， 针铁矿占 0 . 5 ; 还可见少量的铜蓝、 蓝辉铜矿、 错石及自 然金 等矿物。 金矿物的赋存状态以裂隙金为主， 占7 7 ， 晶隙 金占巧， 包裹金占8 。金的粒度特性为自 然金颗 粒细小， 呈中 细粒金、 微粒金、 次显微金存在， 少量呈 粗 粒 金 存在。 大于1 0 N m 粒 级 金占5 5 , 0 . 5 一 1 0 N m 粒 级 金占4 0 ， 小于0 . 5 R m粒级金占5 。自 然金 形状为粒状、 片状、 树枝状和不规则状。 2 堆浸工艺参数的优化研究 2 . 1 堆 高 对堆高分别为6 , 8 , 1 0 , 1 2 m的4 个矿堆， 在喷淋 工艺条件相同的情况下， 对比 其浸出率， 从而选择最 优的矿堆高度。试验结果见表1 其它工艺条件相 同， 表中未列出 。 由表1 可看出， 原矿品位接近的4 个矿堆， 在喷 淋工艺条件相同的情况下， 喷淋6 0 d 后， 6 m至l o m 的3 个矿堆浸出率变化不大; 而堆高为1 2 m的矿堆 浸出率比l o m堆高的矿堆下降了7 . 5 1 。在工业生 产中， 选择矿堆高度为l o m左右时， 既能获得较好的 浸出指标， 又能处理较多的矿量。 2 . 2 入堆粒度 2 . 2 . 1 工业试验 对某一矿堆原矿样进行1 5 0 , 1 0 0 , 8 0 , 5 0 , 2 0 m m 的5 个级别筛分， 对各级别产品分别化验金品位， 然 后对该矿堆喷淋6 0 d 后， 在出渣的断面距顶部2 , 4 , 6 , 8 m处利用网格采样法， 分别采样1 0 0 k g ， 将各样品 混匀进行1 5 0 , 1 0 0 , 8 0 , 5 0 , 2 0 m m 5 个级别的筛分， 对 各级别产品分别采样化验金品位， 进而计算出各级别 的浸出 率， 分析对比浸出率， 选择最佳人浸粒度。 试 验结果见表2 0 2 . 2 . 2 实验室试验 工业试验中由 于 堆场矿石偏析、 喷淋液短路等可能 会引 起试4W吉 果偏差较大。因 此， 有必要对原矿样筛分 后进行 1 5 0 m m, - 1 5 0 - 1 0 0 m m, - 1 0 0 一十 8 0 m m , - 8 0 一 5 0 m m , - 5 0 一 2 0 m m , - 2 0 m m 6 个级别产品 的 独立柱浸试验。 试验条件及结果见表3 0 收稿日 期 2 0 0 6 - 0 6 - 0 8 作者简介 贺日 应 1 9 7 3 - ， 男， 山西怀仁人， 工程师， 在读工程硕士， 主 要从事选矿技术管理工作; 福建省上杭县紫金大道1 号， 3 6 4 2 0 0 黄金 表2 入堆粒度对比优化工业试验结果 t--l 喷淋天数/ d 98138917加 6368818384 粒级/ m m 1 5 0 1 5 0 1 0 0 一 1 0 0 8 0 一8 0一 5 0 一 5 0，2 0 一2 0 原 矿品 位 /9 t 一 ’ 0 . 8 1 3 0 . 9 0 8 0 . 9 7 2 1 . 0 8 6 1 . 4 1 3 1 . 6 9 4 尾渣品位/ g 0 . 3 3 5 0. 3 2 7 0 . 3 1 0 0 . 1 9 7 0 . 2 3 8 0. 2 6 8 浸出率/ 5 8 . 7 3 606060606060 表3 柱浸试验室试验结果 粒级 /mm 浸柱规格 / mm 滴淋天数 / d 滴淋液 w N a C N / 滴液p H 滴淋方式 滴淋强度原矿品位浸渣品位 山 / L “ m 2“ h - / g t 一 ’ / g 浸出率 / Q022工I︶ ..J内j只傀J..且 .. 626671828485 ﹄勺﹄、︸﹄、︸﹄、﹄、﹄、︸ 2，︼22，户，‘ 1 5 0功 1 6 0 x 1 5 0 0 一 1 5 0 一 1 0 0 “ 1 6 0 x 1 5 0 0 一 1 0 0 一 8 0 币 1 6 0 x 1 5 0 0 一 8 0 一 5 0 4 ,1 6 0 x 1 5 0 0 一 5 0 一 2 0 0 1 6 0 x 1 5 0 0 一2 0 X 1 6 0 x 1 5 0 0 -0 . - 0 . -0. 0 . -0 . 1 0一1 10 . 3 0 7 0 . 3 0 6 0 . 2 7 4 ，一月峙0户 n，2内j 心12，1 住让 勺..勺.且门.且 钾..‘.1‘.1 onUnUntj .且心.J且，1 00000曰000000 000000 060606060606 .. 00000 七J工、﹄、‘Jll曰 ，卜，‘且.月卫‘.1 二 } 连滴 1 0 h 连滴 1 0 h 连滴 1 0 h 连滴 1 0 h 连滴 1 0 h 连滴 1 0 h 0 . 8 1 3 0 . 9 0 8 0. 9 7 2 1 . 0 8 6 1 . 4 1 3 1 . 6 9 4 由表2 、 表3 可知， 当矿石粒度为小于8 0 m m时， 各级别矿石浸出率较高， 且相差不大; 而当矿石粒度 大于8 0 m m时， 各级别浸出率较低， 且粒度越大， 浸出 率下降越快。 在工业生产中， 选择人堆矿石粒度小于8 0 m m 时， 既能获得较好的浸出率、 降低破碎的能耗， 又能保 证一定的破碎、 洗矿处理能力。 2 . 3 喷淋液N a C N浓度选择 对同一矿样混匀等分成4 份， 分别进行N a C N质 量分数为0 . 0 5 , 0 . 0 8 , 0 . 1 , 0 . 1 2 的柱浸试 验， 在浸出相关工艺条件相同的情况下， 对比各阶段 浸出率， 从而确定各阶段适宜的滴淋液N a C N浓度。 试验结果见表4 , 表4 滴淋液N a C N浓度对浸出率的影响试验结果 1 5 d2 0 d 原矿品位 ， N a C N / g “ t 一 ， / ’ - 一 下 一 ”- 一 犷 ’一 ’ ‘ - 一 了 一 ” - .一 - - 一 一 份 ’ - 一 ’一 一 ’ / g t 一 ’ / / g t 一 ’ / / g t 一 ’ / / g t 一 ’ / / g t 一 ‘ / 1 . 2 8 1 1 . 3 0 3 1 . 3 2 5 1 . 2 6 4 0 8 1 9 61 1 . 0 7 0 0 . 9 9 5 1 5 . 7 3 1 8 . 5 7 1 9 . 2 1 21 . 2 5 0 . 9 3 4 0 . 8 9 6 0 . 8 8 0 0 . 7 8 3 2 7 . 0 9 3 1 . 2 7 3 3 . 5 8 3 8 . 〔 碎 0. 7 8 3 0 . 7 4 8 0. 7 3 2 0. 6 5 5 3 8 . 8 4 4 2 . 5 9 科 . 7 5 4 8. 1 8 0 . 6 7 7 0 . 6 3 2 0 . 5 9 8 0 . 5 5 5 4 7. 1 8 5 2 . 1 7 5 4. 8 9 5 6. 1 0 L住 253476 认9.1012 88818201 ‘.二0..盈1 0508.l12 众0.00. 由表4 可知， 在滴淋2 d 内， 滴淋液N a C N质量分 数为0 . 1 及0 . 1 2 时浸出速度较快; 在滴淋第3 d 至5 d 内， 滴淋液、 N a C N 0 . 0 8 时， 浸出速度较 快; w N a C N 在0 . 0 8 一 0 . 1 2 内， 浸出速度变化不 大; 在滴淋第6 d 至2 0 d 内， 滴淋液N a C N质量分数为 0 . 0 5 - 0 . 0 8 与0 . 1 一 0 . 1 2 的浸出速度相差 不大。因此， 在工业生产中， 喷淋液N a C N质量分数 应如下控制 喷淋前2 d ， 喷淋液N a C N质量分数控制 在0 . 1 一 0 . 1 2 ; 在3一 5 d , w N a C N 控制在 0 . 0 8 一 0 . 1 ; 在6 一 2 0 d , w N a C N 控制在0 . 0 5 - 0 . 0 8 。经过前2 0 d 的喷淋浸出， 已有5 5 左右 的金得到浸出， 在随后的喷淋期内， 喷淋液、 N a C N 视浸出情况逐步降低。 2 . 4 喷淋液p H值 喷淋液p H值太低会加快H C N 挥发， 导致N a C N 损失较大; p H值太高， 不但增加成本， 而且不利于 金 的浸出。因此， 应在如何保证浸出率的前提下尽可能 减少N a C N挥发。 试验条件与结果见表5 、 表6 } 表5 二 N a C N 为0 . 0 6 时p H值对N a C N损失的影响 静止时间 / h p H 6-78-91 01 1 室内温度 / ℃ 0 . 0 4 5 0 . 0 3 6 0 . 0 2 9 0 . 0 2 3 0 . 0 1 9 0 . 0 1 8 0 . 0 1 8 0 . 0 1 8 0 . 0 4 9 0 . 0 4 2 0 . 0 3 7 0 . 0 3 3 0 . 0 3 1 0 . 0 3 0 0 . 0 2 9 0 . 0 2 9 0 . 0 5 8 0 . 0 5 6 0 . 0 5 4 0 . 0 5 3 0 . 0 5 2 0 . 0 5 1 0 . 0 5 0 0. 0 4 9 6一1 5 1 5 -2 2 1 21 8 1 5 -2 2 1 21 6 1 21 6 1 5 -2 2 1 3-2 2 244872120刚168192 2 0 0 6年第 1 2 期/ 第2 7卷 表6 w N a C N 为0 . 0 8 时p H值对N a C N 损失的影响 静止时间 / h p H 1 01 1 室内温度 / ℃ 074069066064062061060059 000000八UO 0 . 0 6 1 0 . 0 5 0 0 . 0 4 0 0 . 0 3 2 0 . 0 2 6 0 . 0 2 1 0 . 0 2 0 0 . 01 9 0. 0 6 7 0 . 0 5 7 0. 0 4 8 0 . 0 4 2 0 . 0 3 7 0 . 0 3 4 0 . 0 3 3 0. 0 3 2 61 5 1 5-2 2 1 21 8 1 5-2 2 1 21 6 1 21 6 巧 -2 2 1 3-2 2 244872[20144168192 由表5 、 表6 可知， 在相同初始， N a C N 条件下， p H值较低时w N a C N 降低较快， 亦即N a C N损失较 快; p H值较高时， w N a C N 降低较慢， N a C N损失较 慢; p H值为1 0 一 1 1 时， w N a C N 降低最慢。因此， 在工 业 生产中， 应控制 喷 淋 液p H 值在1 0 一 1 1 之间。 2 . 5 贵液的二 N a C N 确定 贵液w N a C N 的高低本身对浸出过程并无影 响， 但贵液w N a C N 的高低可反映出矿堆底层浸出 液w N a C N 的高低。若矿堆底层含氰液、 N a C N 过低， 会引起底层矿石浸出 缓慢， 浸出率偏低。因此， 贵液、 N a C N 也应作为一项工艺参数来加以研究选 择。 喷淋液、 N a C N 沿矿堆垂直向下方向降低情况 研究见表7 、 表8 。 表7 喷淋液w N a C N 沿矿堆垂直方向下降试验结果 l o m矿堆 矿堆高喷淋州N a C N / 贵液， N a C N / ， N a C N 降低值/ 每米矿堆高度上二 N a C N 降低值/ 0 . 0 0 5 2 0 . 0 0 47 0 . 0 0 41 0 . 0 0 22 0 . 0 0 1 0 ，，J，且2︵U 0504040201 00000 R︸飞Q产00U 0605030202 00000 1210080503 00000 表8 喷淋液N a C N沿矿堆垂直方向下降试验结果表 1 2 m矿堆 矿堆高喷淋斌N a C N / 贵液， N a C N / w N a C N 降低值/ 每米矿堆高度上w N a C N 降低值/ 0 . 1 2 0. 1 0 0 . 0 8 0 . 0 5 0 . 0 3 0 . 0 5 9 0 . 0 4 1 0 . 0 3 2 0 . 0 2 4 0_ 01 6 0 . 0 6 1 0 . 0 5 9 0 . 0 4 8 0 . 0 2 6 0. 01 4 0 . 0 0 5 1 0 . 0 0 49 0 . 0 0 40 0 . 0 0 22 0. 0 01 2 由表7 、 表8可知， 在喷淋高峰期， 即喷淋液 w N a C N 为0 . 0 8 一 0 . 1 2 时， 、 N a C N 沿矿堆垂 直方向每米下降约0 . 0 0 4 7 ; 在喷淋中期， 即喷淋液 、 N a C N 为0 . 0 5 一 0 . 0 8 时， w N a C N 沿矿堆垂 直方向每米下降约为0 . 0 0 3 1 ; 在喷淋后期， 喷淋液 w N a C N 为0 . 0 3 左右时， w N a C N 沿矿堆垂直方 向每米下降约0 . 0 0 1 2 。由于当喷淋液、 N a C N 小于0 . 0 5 时， 金浸出速率就会变慢， 因此， 根据如 上试验结果， 在高峰期时控制贵液、 N a C N 大于 0 . 0 5 是必要的。 2 . 6 贵液p H值 控制贵 液p H值的目 的 是防 止贵液中N a C N 损失 过大及活性炭在吸附过程中 钙化。因 此， 贵液p H值 也应控制在1 0 一 1 1 ， 由于含氰液与矿堆的接触反应， 流 经矿堆底部时， p H值会有所降低， 应采取 进矿时随 矿添加石灰的措施， 实现碱性的缓慢释放与永久保 持， 从而降低N a C N消耗。 2 . 7 喷淋制度 由于紫金山金矿矿石氧化程度高， 疏松易浸， 喷 淋初期 前3 d 实行连喷， 有助于金的快速浸出， 随着 浸出过程的不断进行， 矿石外表金粒已大部分溶解。 矿石内部金矿物被浸出， 需要足够的氧气。氧气来源 除了含氰液中溶解氧已 外， 还有矿堆孔隙虹吸现象带 人的自 然空气。因此， 要保证理想的浸出速度， 需保 证足够的氧， 也就需要采用间歇喷淋的方式， 而且间 歇时间也应随喷淋天数的 延长而延长。为此， 进行了 相关试验。 试验结果见表9 0 由 表9 可知， 喷淋前3 d ， 采用连喷的喷淋方式可 获得较高的浸出率; 在喷淋4 d 至1 0 d ， 连喷的浸出率 增加值最小， 只有1 4 . 5 5 ; 而采用喷1 . 5 h 停0 . 5 h 的 喷 淋方式， 浸出率增加最快达1 7 . 7 7 ; 在l l d 至 3 0 d ， 采用喷1 . 5 h 停1 . 5 h 的喷淋方式仍实现了浸出 率的最快增加。在3 1 d 至5 0 d 采用3 种喷淋方式， 浸 出率增加值相差不多， 而采用喷1 h 停1 h 的方式可节 约动力消耗。因此， 在工业生产中， 喷淋前期 前3 d 采用连喷; 喷淋中 期 4 d 一 3 0 d 采用喷1 . 5 h 停0 . 5 h 的喷方式; 喷淋后期采用喷1 h 停1 h 的方式。这样既 可获得较好的浸出率， 又可获得理想的经济效益。 口 选 矿 与 冶 炼一黄 金 表9 不同喷淋制度对矿石浸出率的影响试验结果 原矿品位喷淋 方式 堆号 t 一 ， 尾渣品位浸出率尾渣品位浸出率尾渣品位浸出率尾渣品位浸出率尾渣品位浸出率 1 g t 一 ’ / 1 g t 一 ’ / 1 g t 一 ‘ / 1 g t 一 ’ / 1 g t 一 ’ / 八、... 46 22 1 . 0 9 7 0 . 9 8 2 连喷0 . 9 1 4 0 . 8 5 2 1 6 . 7 2 0 . 7 5 4 1 3 . 2 1 0 . 6 7 8 0 . 5 6 2 喷 1 . 5 h 停0 . 5 h 3 1 . 2 7 3 0 . 9 8 4 8 . 7 6 0 . 4 1 6 5 5 . 2 7 0 . 3 4 2 6 2 . 0 7 6 5 . 1 8 0 . 2 9 17 3 . 4 8 7 5 . 2 9 024 凡j，j 44 0 . 8 8 9 喷 I h 停 I h 0 . 7 8 3I I . 91 0. 6 3 92 8 . 0 75 1 . 1 4 0 . 3 4 7 6 0 . 9 2 07 0 . 6 4 ﹄且，‘1︸ EEE 2 . 8 喷淋强度过剩， 加剧N a C N损失挥发。因此， 通过试验确定合 喷淋强度太小， 会引起参与反应的C N 一 供应不理的喷淋强度是必要的。 试验结果见表l 0 0 足， 影响 金的浸出 速度; 喷淋强度太大， 会导致C N 一由 表1 0 可 知， 在喷 淋 前 期， 采用2 5 U m Z “ h 的 表 1 0 不同喷淋强度对矿石浸出率的影响试验结果 前期 前3 d 中 期 4 一 3 0 d 后期 3 1 一 5 0 d 堆号 原矿品位喷淋强度 / 9t 一 ’ 尾渣品位浸出率尾渣品位浸出率尾渣品位浸出率 /气 9 .[少/又 ‘. m 一’ n /g t 一 ’ / /g t 一 ’ / /g t 一 ’ / 0 . 8 4 6 0 . 7 2 6 0. 6 6 2 1 3 . 2 8 巧 . 3 2 1 7 . 0 1 0 . 3 8 8 0 . 3 0 1 0 . 2 7 7 6 0 . 2 5 6 4 . 9 1 6 5. 2 9 0 . 2 5 5 0. 2 0 7 0. 2 2 2 7 3 . 8 7 7 5 . 8 4 7 2 . 1 9 ，一011︶ 112，‘ 67八6 ，声︸、0户 gQU7 000 FI兄曰 喷淋强度， 可获得较高的浸出率; 在喷淋中期采用 2 0 U m Z h 的喷 淋强度， 取得了 最高的 浸出 率增加 值 4 9 . 5 9 ; 在喷淋后期采用1 2 L / m 2 h 的喷淋 强度浸出率增加值最大， 达1 3 . 6 2 。因此， 在工业 生产中， 喷淋前期采用2 5 L / m h 的喷淋强度， 喷 淋中期采用2 0 L / m 2 h 的喷淋强度， 喷淋后期采 用1 2 L / m 2 h 的喷淋强度为宜。 3 结语 影响堆浸浸出的工艺条件有很多， 现就文中阐 述 的几个方面加以总结 ①堆浸矿堆高度以l o m左右 为宜。②人堆矿石粒度在8 0 m m以下时， 既能获得较 好的浸出率又能保证一定的破碎、 洗矿处理能力。 ③在喷淋前2 d , 喷淋液w N a C N 控制在0 . 1 - 0 . 1 2 ; 在3 一 5 d 控制在0 . 0 8 一 0 . 1 ; 在6 一 2 0 d 控制在0 . 0 5 - 0 . 0 8 ; 随后的二 N a C N 视浸出情 况 逐步降低调整。 ④喷淋液p H值控制在1 0 一 l l o ⑤喷淋高峰期贵液州N a C N 控制在0 . 0 5 以 上， 有 利于 下层矿石浸出。 ⑥贵液p H 值应控制在1 0 一 1 1 ， 可 采 取 堆场加 石灰的 方 式实 现。 ⑦在 工业生 产中， 喷 淋前期采用连喷 方式， 喷淋强度控制在 2 5 L / m 2 h 左右; 喷淋中期采用喷1 . 5 h 停0 . 5 h 的喷淋方式， 喷 淋强度控制在2 0 U m 2 二 h 左右; 喷淋后期采用喷 1 . O h停 1 . O h的喷淋方式， 喷淋强度控制在 1 2 U m 2 h 左右。 O p t i m i z a t i o n o f h e a p l e a c h i n g p r o c e s s i n g p a r a me t e r s i n Z ij i n s h a n g o l d H e R iy in g , Z h a n g Y o n g 2 1 . C h i n e s e U n i v e r s i t y o f G e o s c i e n c e s ; 2 . C h a n g c h u n G o l d D e s ig n I n s t i t u t e A b s t r a c t T h e o x i d a t i o n d e g r e e o f g o l d o r e i n Z ij i n s h a n g o l d m in e t e c h n i q u e i s m o r e t h a n 8 0 o f t h e t o t a l p r o d u c t i o n i n t h e m in e.Af t e r i s h i g h a n d g o l d p r o d u c e d b y h e a p l e a c h i n g a o p t i m i z a t i o n r e s e a r c h o f p r o c e s s i n g p a r a m e - t e r s ， s u c h a s h e a p h e i g h t ， o r e g r a n u l a r i t y ， s p r a y i n g N a C N s o l u t i o n c o nc e nt r a t i on a n d i t s p H v a l u e ， p r e g n a n t s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n a n d i t s p H v a l u e ， K e y w o r d s h e a p l e a c h i n g ; s p r a y i n gme t h o d a n di n t e n s i t y ，p r o p e r p r o c e s s i n g p a r a me t e r sa r e d e t e r mi n e d . p r o c e s s i n g p a r a me t e r ; o p t i m i z a t i o n ; r e s e a r c h 编辑 李玉敏