紫金山特大型低品位金礦選礦工藝流程論述-

1、紫金山特大型低品位金礦選礦工藝流程論述袁國才摘 要:紫金山金礦為一特大型金礦。為發(fā)揮規(guī)模效益,業(yè)主擬建成全國最大、世界級、現(xiàn)代化礦山。本文根據(jù)該礦的特定條件,擬定可能采用的幾種選礦工藝流程方案,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)推薦。關(guān)鍵詞:特大型金礦 選礦流程 方案比較福建紫金山金銅礦床是我國 八五期間探明的一特大型礦床,下部為大型銅礦,金礦是銅礦上部氧化帶中的次生低品位金礦。經(jīng)過地質(zhì)普查、詳查和生產(chǎn)勘探工作,查明該金礦為特大型金礦,儲量為4316.9萬t礦石,金73027kg,平均品位1.69g/t。礦石可選性研究、選礦工藝試驗以及小規(guī)模的生產(chǎn)實踐均表明,紫金山金礦雖然品位很低,但礦石成分簡單,氧化程

2、度高,滲透性能好,選別指標(biāo)高,屬易選易浸礦石。經(jīng)過幾年的開發(fā)建設(shè),礦山規(guī)模不斷擴(kuò)大。前幾年采礦為坑采,原礦品位較高,選礦工藝簡單,為粗放型生產(chǎn)。1998年初,該礦被國家黃金局列為重點(diǎn)扶持發(fā)展的礦山之一。為加快開發(fā)步伐,發(fā)揮規(guī)模效益,業(yè)主擬建成露采規(guī)模10000t/d,選礦規(guī)模表內(nèi)礦10000t/ d,表外礦5000t/d(用現(xiàn)有設(shè)施處理表外礦,表外礦為露采剝離的部分廢石。本文根據(jù)原礦性質(zhì)、技術(shù)條件和選礦試驗情況,對紫金山金礦選礦工藝流程進(jìn)行選擇論證。1 原礦性質(zhì)1.1 礦石類型紫金山金礦床為原生含金硫化礦床經(jīng)表生作用所形成的次生富集金礦。金礦的次生富集與金屬硫化物礦化強(qiáng)度、氧化作用特點(diǎn)和氧化帶

3、的發(fā)育程度有直接的關(guān)系。氧化帶中,在銅的工業(yè)礦體受到較徹底破壞的同時,礦石中的伴生金形成次生富集金礦,從而顯現(xiàn)出 上金下銅的礦床分帶。礦石的自然類型分為花崗巖型、隱爆碎屑巖型、構(gòu)造巖型和英安玢巖型,這4類礦石分別各占總礦石量的31%、22%、31%與16%。工業(yè)類型屬氧化次生金礦石,為低品位貧礦石。其主要的礦物組合為石英!褐鐵礦!自然金組合,其次有石英!褐鐵礦、針鐵礦!自然金組合。1.2 礦石的工藝礦物學(xué)特性金礦石礦物成分比較簡單。脈石礦物含量一般大于93%,以石英為主(含量一般小于90%,其次為地開石及其它粘土礦物(占3%左右,偶見明礬石、絹云母等。金屬礦物含量一般為3%5%,主要為褐鐵礦、

4、針鐵礦、微量黃鉀鐵礬、少量氧化殘余的硫化物(黃鐵礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)等。礦石中存在一定數(shù)量的自然金。金礦石化學(xué)成分簡單,以SiO2為主,含量一般均在90%以上,平均93.83%,有少量Al2O3和Fe2O3,其它成分微量。礦石中大量的金呈可見的自然金出現(xiàn),部分呈次顯微狀,主要賦存于褐鐵礦中。裂隙金占77%、晶隙金占15%、包裹金占8%。自然金的形狀以粒狀為主,部分呈片狀、樹枝狀和不規(guī)則狀。自然金粒度以中粗南昌有色冶金設(shè)計研究院高級工程師 江西南昌 330002粒為主。金礦體中伴生有用組分鉛、鋅、銅、硫、鉬、汞含量甚微,達(dá)不到綜合利用的指標(biāo),銀含量較均勻,也較低,有害元素砷低于允許指標(biāo)。礦石結(jié)構(gòu)為

5、包含狀。礦石構(gòu)造復(fù)雜,有膠狀、蜂窩狀、團(tuán)包狀、角礫狀、脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀等。2 試驗研究2.1 選礦試驗地質(zhì)勘查階段進(jìn)行過實驗室堆浸試驗、現(xiàn)場堆浸噴淋小型試驗和中試,以及實驗室重選和全泥氰化提金試驗,19871992年歷次試驗結(jié)果見表1。1997年47月,紫金礦業(yè)集團(tuán)公司又委托地礦部鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所對紫金山金礦進(jìn)行了提金試驗研究,目的是探討細(xì)粒級采用炭漿法處理,粗粒級采用堆浸法處理的流程形式及工藝格局。選礦試驗按兩種方案進(jìn)行。方案#:10 25mm堆浸,-10mm炭漿;方案:2 25mm堆浸,-2mm炭漿。原礦品位1.71%。試驗礦樣破碎粒度為-25mm。表119871992年紫金山金

6、礦石歷次試驗結(jié)果序號試驗方法試驗單位樣重(kg原礦品位(g/t礦石粒度(mmpH值NaCN濃度(%NaCN用量(kg/t浸出時間(d金浸出率(%試驗日期1塔式堆浸河南地礦局巖礦測試中心20 2.17-20110.0330.072塔式堆浸河南地礦局巖礦測試中心20 2.48-20110.0860.0453柱浸地礦部鄭州綜合利用所1998.8至1989.14柱浸地礦部鄭州綜合利用所1988.8至1989.15筑堆噴淋閩西地質(zhì)大隊八分隊8000 2.22-259120.0370.0836堆淋中試地礦部 低品位金礦堆淋技術(shù)咨詢中心與紫金礦業(yè)集團(tuán)公司2012t 2.55-2510140.020.050.

7、25572因雨季延長7重選試驗福建省地礦局三明選礦試驗室8全泥氰化同上 4.05-74 m75%注:金的吸附率均為-10mm炭漿法金的實際吸咐率表2提金試驗最終指標(biāo)(%流程方案工藝浸出率吸附率總回收率試驗結(jié)果表明,紫金山金礦屬易浸氧化礦石,提金試驗按兩種方案進(jìn)行,均獲得了較好指標(biāo)。礦石中存在少量的粗粒金不影響氰化浸出,為防止粗粒金丟失,而采用重選是沒有必要的。兩種工藝方案指標(biāo)表明,分級下限為2mm與10mm相比,前者總浸出率比后者低2.61%,但從經(jīng)濟(jì)效益考慮,前者可能比后者優(yōu)越。2mm分級具有減少投資,提高效益的優(yōu)勢。紫金山金礦1998年初將原銅選礦廠改造為金礦炭漿廠。1998年11月,紫金

8、山金礦炭漿廠與長春黃金研究院、長春黃金設(shè)計院共同進(jìn)行了全泥氰化炭浸工業(yè)試驗。試驗條件及結(jié)果見表3。表3炭漿廠工業(yè)試驗結(jié)果(%原礦品位(g/t磨礦細(xì)度(-74 m礦漿濃度礦漿pH值NaCN用量(kg/t浸出率吸附率2.1 試驗結(jié)果評述紫金山金礦從19871992年先后進(jìn)行過可選性試驗、小規(guī)模野外堆浸試驗、工業(yè)中間堆浸試驗。1997年由鄭州綜合所完成了細(xì)粒級炭浸、粗粒級堆浸的工藝試驗。1998年業(yè)主與長春黃金研究院、設(shè)計院共同進(jìn)行炭漿廠工業(yè)試驗。綜合分析各階段各類試驗結(jié)果,盡管其規(guī)模及深度不同,但主要技術(shù)指標(biāo)及主要工藝參數(shù)均比較接近,重現(xiàn)性較好,說明試驗結(jié)果和結(jié)論是比較可信、可靠的。這為建設(shè)大規(guī)模

9、的選礦廠確定合理的工藝提供了依據(jù),對今后的生產(chǎn)也有一定的指導(dǎo)意義。但有些工藝條件,如堆浸的最佳礦石粒度、浸出時間及堆場高度,尚未進(jìn)行系統(tǒng)的試驗研究。3 選礦工藝流程方案比較眾所周知,選礦工藝流程推薦的原則是技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟、生產(chǎn)可靠、經(jīng)濟(jì)效益好。流程方案比較的實質(zhì)是在投資、生產(chǎn)成本、設(shè)備利用率、技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)諸因素之間綜合權(quán)衡,以尋求合理性和適應(yīng)性。任何一種工藝流程都不是萬能的。合理性是相對的,是有前提,有存在條件的。根據(jù)紫金山金礦的礦石特性和技術(shù)條件,參考迄今為止完成的各類選礦試驗和現(xiàn)場生產(chǎn)實踐,同時借鑒國內(nèi)外礦石性質(zhì)相類似的生產(chǎn)廠的實踐資料,認(rèn)為該礦可能采用的選礦工藝流程有以下幾個方

10、案:第一方案:常規(guī)破碎,全堆浸。即露采采出的礦石經(jīng)破碎至-25mm后全部堆浸。第二方案:破碎洗礦,洗出的細(xì)粒級礦石(礦泥炭浸;粗粒級礦石堆浸。第三方案:礦石破碎至-25m m進(jìn)行篩分,-2mm左右的細(xì)粒級礦石(約20%磨礦炭浸;225mm粗粒級礦石(約80%堆浸。第四方案:礦石一段破碎后進(jìn)自磨,自磨排礦進(jìn)行篩分,篩下約50%的礦石進(jìn)炭浸,篩上50%礦石進(jìn)堆浸。根據(jù)礦石的氧化程度、賦存狀態(tài)及嵌布特性,紫金山金礦顯然不適宜浮選。其粒度以中粗粒為主,似乎可考慮重選。但重選環(huán)節(jié)多、效率低、難以獲得最終產(chǎn)物,鑒于本礦建設(shè)規(guī)模特大,且試驗結(jié)果表明,中粗粒浸出率很高,故沒有必要采取重選。紫金山金礦堆浸與炭浸

11、的指標(biāo)均較好,與國內(nèi)外許多低品位氧化金礦具有相似特點(diǎn),即破碎后細(xì)粒級部分礦石金品位高,金屬占有率比粗粒級高得多(產(chǎn)率相同的情況下,這為破碎分級后分別用炭浸與堆浸工藝處理提供了條件。但進(jìn)炭浸與堆浸的礦石之間的合適比例應(yīng)視原礦品位高低來確定。堆浸比炭浸投資省、工藝簡單、成本低。當(dāng)原礦品位較高時,有條件增大炭浸的處理量。反之,原礦品位越低,炭浸處理量應(yīng)越小或不能采用。第四方案在國外有些大型金礦得以采用。但必須是礦石品位相當(dāng)才能顯示其優(yōu)越性。雖然該方案綜合回收率高,但因全部礦石要經(jīng)一段破碎加自磨,約一半礦石進(jìn)球磨炭浸,投資和成本亦相當(dāng)高,此方案經(jīng)分析即可排除。近年來現(xiàn)場生產(chǎn)的情況表明,堆浸與炭浸的回收

12、率之差約為20%,而生產(chǎn)成本之差為5255元/t礦石。將第一與第二、第三方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比結(jié)果列于表4。 表4 選礦工藝流程方案比較可 比項 目單位一方案(三段破碎,全堆浸二方案(破碎洗礦,10%炭浸,90%堆浸三方案(三段破碎,20%炭浸,80%堆浸從表4可知,第二方案最優(yōu),其次為第一方案,最次為第三方案。從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮,紫金山金礦原礦品位低,似乎適宜全堆浸,但由于其為氧化礦,有一定的原生粉礦(尤其是采場上部礦石粉礦甚多,破碎過程亦會產(chǎn)生一些粉礦,幾年來的生產(chǎn)實踐表明,泥礦較嚴(yán)重地影響了礦石的滲透性,導(dǎo)致浸出率降低?，F(xiàn)場進(jìn)行的露采礦石滲透性測定結(jié)果表明,原礦滲透性12.4L/m2d,去除礦

13、泥(-74 m滲透性大大提高,為287.5L/m2d。因此,處理紫金山金礦,必須先篩除粉礦,使其與粗粒級礦石分離后分別處理。如前所述,地礦部鄭州綜合利用所進(jìn)行過粗粒級與細(xì)粒級分別處理的試驗,按兩個方案進(jìn)行,即方案#:1025mm堆浸, -10mm炭漿;方案:225m m堆浸,-2mm堆浸,均獲得了較好指標(biāo)。該試驗是將礦石破碎至-25mm再進(jìn)行篩分分離,細(xì)粒級礦石須全部磨細(xì)至-74m m80% 85%后炭浸。結(jié)合紫金山金礦生產(chǎn)實際情況,以及目前的金價,對細(xì)粒級礦石而論,炭浸比堆浸高出的回收率,不足以抵銷增加的生產(chǎn)成本及投資。且實際生產(chǎn)過程中,欲通過篩分,篩出-2mm細(xì)粒級礦石,操作難度大,篩分效率低。4 推薦的工藝流程對上述可能采用的三個工藝流程方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析比較,可見第一方案投資省、成本低,但由于其中泥礦對浸出率有較大的不利影響,故不適宜采用。第三方案投資和成本均高,也不宜采用。第二方案體現(xiàn)了第一方案和第三方案的優(yōu)點(diǎn),又棄除了這兩個方案的不足之處。礦石粗碎后洗礦,礦泥炭浸,礦石堆浸,對于進(jìn)堆浸的粗粒級礦石而言,篩洗過程