張興勛

提高某低品位金礦入堆粒度的可行性研究

張興勛

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 上杭 364200)

某低品位金礦采用旋回破碎-圓錐破碎-堆浸工藝提金，采用礦物粒級(jí)篩析和柱浸模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)取消圓錐破碎的可行性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，經(jīng)圓錐破碎后，大粒級(jí)礦物量減少，更多的金分布到粒級(jí)小于50 mm的礦物中；柱浸實(shí)驗(yàn)顯示，粒級(jí)小于50 mm的礦物金浸出率更高，圓錐破碎后金的浸出率提高1.4%；綜合堆浸生產(chǎn)和柱浸實(shí)驗(yàn)尾礦的篩析結(jié)果估算，取消圓錐破碎工段可節(jié)約135.73萬元成本，但導(dǎo)致產(chǎn)出減值超過1300萬元，礦山宜保留圓錐破碎工序。

低品位金礦；粒度；圓錐破碎；金浸出率；經(jīng)濟(jì)效益

黃金不僅可以作為儲(chǔ)備金以維持貨幣和經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定[1]，同時(shí)也已經(jīng)成為十分重要的工業(yè)原料和戰(zhàn)略物資。我國(guó)是全球黃金生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)[2-3]，隨單一優(yōu)質(zhì)金礦資源日漸枯竭，低品位金礦資源已逐步成為黃金提取的主要原料[1]。低品位金礦采用炭浸回收金工藝經(jīng)濟(jì)效益較差，堆浸是從低品位金礦石中回收金的一種簡(jiǎn)便而又經(jīng)濟(jì)的理想工藝，是國(guó)內(nèi)外較為成熟的提金工藝之一，具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、處理量大、成本低、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)[4-6]。

某低品位金礦采用堆浸工藝提金，年礦石處理量達(dá)1200萬噸，入堆礦石采用I段旋回+II段圓錐的兩段破碎工藝處理。但隨著該礦山開采深度下降，金品位逐漸降低，成本逐漸升高。為實(shí)現(xiàn)降本增效，該企業(yè)擬計(jì)劃取消Ⅱ段圓錐破碎。為此，本文進(jìn)行提高該低品位金礦入堆粒度可行性研究，為該技改提供決策依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

實(shí)驗(yàn)樣品取于某低品位金礦，礦樣曬干篩分除去-2 mm粒級(jí)后制得實(shí)驗(yàn)原礦(與該礦山重選-炭浸工藝處理礦樣相同)，實(shí)驗(yàn)原礦再經(jīng)混勻縮分，取綜合樣品進(jìn)行礦物組成及含量和金物相分析，礦物組成及含量、金物相分析結(jié)果分別列于表1和表2。

表1 礦物組成及含量分析結(jié)果

Tab.1 mineral composition and content analysis results /%

表2 金物相分析結(jié)果

Tab.2 Results of gold phase analysis

從表1、表2結(jié)果可知，該低品位金礦主要金屬礦物為黃鐵礦、其次為藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、輝銅礦、硫砷銅礦、砷黝銅以及少量的氧化銅等，非金屬礦物主要為石英，其次為地開石、明礬石、絹云母、碳酸鹽礦物等。金主要以單體+連生金為主，占有率為88.24%，主要存在于石英和地開石中；其次以硫化物包裹形式存和以硅酸鹽+其他包裹金形式存在，分別占5.29%和6.47%，主要存在于黃鐵礦和次生硫化銅礦中。

1.2 制樣和篩析

模擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，按圖1流程對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行加工。制得未經(jīng)圓錐破碎(柱1#)和經(jīng)圓錐破碎(柱2#，+100 mm樣采用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圓錐破碎機(jī)破碎)兩組實(shí)驗(yàn)樣品，以及柱1#、柱2#粒度篩分樣品。

對(duì)粒度篩分樣品、晾干后的柱浸實(shí)驗(yàn)浸出渣以及礦山堆浸渣用進(jìn)行篩析實(shí)驗(yàn)，分別得到礦石在>100 mm、100~50 mm、50~20 mm和<20 mm不同粒徑的質(zhì)量分布，研磨制樣測(cè)定其中金和銅的含量。

圖1 試驗(yàn)樣品加工流程

1.3 柱浸實(shí)驗(yàn)

裝柱：柱浸實(shí)驗(yàn)采用600 mm鐵管，柱高約7.5 m，每根柱子裝干礦石量為2.39 t，按0.25 kg/(t礦)加入工業(yè)石灰，混勻后裝柱。

噴淋條件：采用蠕動(dòng)泵自動(dòng)控制噴淋強(qiáng)度為10 L/(m2·h)，噴淋液初期氰化鈉濃度為800 mg/L，時(shí)間為3 d；噴淋中期氰化鈉濃度降為600 mg/L，時(shí)間為6 d；噴淋后期氰化鈉濃度降為300 mg/L，時(shí)間為15 d。試驗(yàn)過程中每天在相同時(shí)間對(duì)浸出貴液計(jì)量、取樣檢測(cè)Au、Cu總、總氰根和游離氰根濃度，計(jì)算金、銅浸出率和氰化鈉耗量。

1.4 測(cè)定和計(jì)算

金采用泡沫吸附-原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定，總銅采用原子吸收光譜法測(cè)定，總氰及游離氰根采用硝酸銀滴定法測(cè)定，用下式計(jì)算金浸出率、銅浸出率和氰化鈉耗量：

氰化鈉耗量=

2 結(jié)果與討論

2.1 不同樣品柱浸效果對(duì)比

氰化噴淋共進(jìn)行24天，金日及累計(jì)浸出率結(jié)果見圖2，累計(jì)氰化鈉耗量結(jié)果見圖3，銅日浸出率及累計(jì)浸出率結(jié)果見圖4。

由圖2可見，柱1#和柱2#噴淋前6天為金浸出高峰期，此時(shí)段金日累計(jì)浸出率分別為55.70%和64.93%，而后柱1#和柱2#金的日浸出率均隨噴淋時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低，當(dāng)噴淋時(shí)間達(dá)24天后，延長(zhǎng)噴淋時(shí)間對(duì)柱1#、柱2#金浸出率影響均甚微，因此，確定噴淋時(shí)間為24天，此時(shí)，柱1#和柱2#金浸出率分別為83.62%和85.30%。結(jié)合圖3結(jié)果，柱1#和柱2#的累計(jì)氰化鈉耗量分別為346.87 g/t和362.74 g/t。入堆+100 mm粒級(jí)礦石經(jīng)圓錐破碎后較未破碎的金浸出率高1.68%，這是由于礦石破碎后，不但使金單體解離度提高，而且礦石內(nèi)部因破碎產(chǎn)生了豐富的應(yīng)力微裂紋，利于氰化液滲入與金接觸浸出所致[7]。

由圖4結(jié)果可知，柱1#、柱2#氰化噴淋第2~5天為銅浸出率高峰期；而后銅的日浸出率均隨噴淋時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低。當(dāng)氰化噴淋24天時(shí)，柱1#、柱2#銅浸出率分別為26.39%和39.00%。另外，銅浸出高峰期時(shí)，浸出貴液銅離子濃度可高達(dá)500 mg/L以上。如果不去除貴液中的銅，直接采用活性炭吸附時(shí)，存在金吸附率低，載金炭銅含量高、載金炭解吸-電積時(shí)間長(zhǎng)、金泥提純成本高等不足[3, 8-11]。銅的存在對(duì)后期解吸不利，因此生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)先對(duì)貴液除銅再進(jìn)行炭吸附。

2.2 柱浸礦樣粒度篩析

氰化柱浸噴淋結(jié)束并待無浸液流出，將尾礦曬干后對(duì)其篩析，篩析結(jié)果表明，柱浸前后各粒級(jí)產(chǎn)率無變化。1#和2#礦樣浸出前后粒度篩析得到的金和銅的分布數(shù)據(jù)分別列于表3和表4。

對(duì)比表3和表4，從原礦數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圓錐破碎后，大于100 mm粒級(jí)礦石產(chǎn)率從33.6%降至2.2%，金分布率由21.2%降至1.43%。合并計(jì)算，破碎后粒級(jí)大于50 mm的合計(jì)產(chǎn)率由54.1%減少至35.4%，金分布率由37.8%降低至26.0%。但無論礦石是否經(jīng)過圓錐破碎，金在20~50 mm粒級(jí)范圍的品位相對(duì)較高。

從浸出后的數(shù)據(jù)可見，當(dāng)?shù)V石粒度大于50 mm時(shí)，柱1#、柱2#各粒級(jí)金浸出率隨粒度降低而升高，尾礦中金含量偏高；礦石粒度小于50 mm后，金浸出率變化不大，尾礦中金含量較低。未經(jīng)破碎柱1#的尾渣金含量為0.052 g/t，金浸出率為84.2%；經(jīng)破碎后的柱2#尾渣金品位為0.046 g/t，金浸出率為85.6%；表明破碎處理可以明顯提高金的浸出率。入堆粒級(jí)大于100 mm的礦石經(jīng)圓錐破碎后較未破碎金浸出率提高1.4%。折算綜合回收率，若不經(jīng)破碎，綜合回收率將降低1.7%(溶液無外排，100%循環(huán)利用)。不利的方面表現(xiàn)為破碎后銅的浸出率明顯提高，會(huì)增加后續(xù)除銅成本。

圖2 不同噴淋時(shí)間金浸出率

圖3 不同噴淋時(shí)間氰化鈉耗量

圖4 不同噴淋時(shí)間銅的浸出率

表3 柱1#礦樣浸出前后的粒度篩析結(jié)果

Tab.3 Sieving analysis results of raw ore in column 1#

表4 柱2#礦樣浸出前后的粒度篩析結(jié)果

Tab.4 Sieving analysis results of raw ore in column 2#

2.3 堆場(chǎng)尾礦粒度篩析

為了解堆場(chǎng)尾渣金的分布情況，現(xiàn)場(chǎng)取該低品位金礦未經(jīng)圓錐破碎的10個(gè)堆浸尾礦混為一綜合樣品，并對(duì)綜合樣品進(jìn)行粒度篩析。堆場(chǎng)尾礦粒度篩析結(jié)果見表5。

由表5結(jié)果可知，該低品位金礦未經(jīng)圓錐破碎礦樣金浸出率為83.5%，堆浸尾礦中大于100 mm和100~50 mm兩個(gè)粒級(jí)金含量略高。其中大于100 mm粒級(jí)礦石比100~50 mm粒級(jí)礦石金含量高0.009 g/t，而100~50 mm粒級(jí)礦石比小于50 mm粒級(jí)礦石金含量高0.011 g/t?？梢姶笥?0 mm粒級(jí)的尾渣金品位較高，降低礦石粒度有利于金的浸出，現(xiàn)場(chǎng)與柱浸實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論一致。

表5 堆場(chǎng)尾礦粒度篩析

Tab.5 Sieve analysis of heap tailings

2.4 經(jīng)濟(jì)效益估算

2.4.1圓錐破碎機(jī)運(yùn)行成本

該礦山低品位金礦碎礦車間有CH660及H6800兩臺(tái)圓錐破碎機(jī)在生產(chǎn)中運(yùn)行，上年度運(yùn)行費(fèi)用主要包括：電費(fèi)37.06萬元，維修材料費(fèi)52.35萬元，人工費(fèi)46.32萬元，總運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)135.73萬元。

2.4.2取消圓錐破碎減值估算

圓錐破碎車間上年度處理礦樣1279萬噸，按原礦金品位0.34 g/t，堆浸渣年均金品位為0.052 g/t計(jì)算，堆浸浸出率為84.7%，按金價(jià)280元/g，采用柱浸法和堆浸尾渣法估算取消圓錐破碎的減值。

1) 按柱浸估算。低品位金礦未經(jīng)圓錐破碎柱浸，金浸出率為84.2%，該浸出率較經(jīng)圓錐破碎后再柱浸降低1.4%。減少產(chǎn)值=1279×0.34×1.4%×280 =1704.65萬元；估算經(jīng)濟(jì)效益損失=產(chǎn)出減值-圓錐破碎成本=1704.65萬元-135.73萬元=1568.92萬元。

2) 按堆浸尾渣估算?，F(xiàn)場(chǎng)低品位金礦未經(jīng)圓錐破碎堆浸，金浸出率為83.5%，該浸出率較經(jīng)圓錐破碎后再堆浸降低1.2%。減少產(chǎn)值=1279×0.34× 1.2%×280=1461.13萬元；估算經(jīng)濟(jì)效益損失=產(chǎn)出減值-圓錐破碎成本=1461.13萬元-135.73萬元=1325.4萬元。

綜上，綜合堆浸生產(chǎn)和柱浸實(shí)驗(yàn)尾礦的篩析結(jié)果估算，取消圓錐破碎每年減少經(jīng)濟(jì)效益超過1300萬元。

3 結(jié)論

1) 某低品位金礦原礦經(jīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圓錐破碎后，大粒級(jí)礦物量減少。篩析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明大于50 mm粒級(jí)礦物合計(jì)產(chǎn)率由54.1%減少至35.4%，金分布率由37.8%降低至26.0%。

2) 柱浸實(shí)驗(yàn)表明，入堆粗粒級(jí)礦石經(jīng)破碎后更有利于金的浸出。未經(jīng)破碎的尾渣金綜合品位為0.052 g/t，金浸出率為84.2%；經(jīng)破碎的尾渣金綜合品位為0.046 g/t，金浸出率為85.6%，經(jīng)破碎后較未破碎的金浸出率提高1.4%。

3) 現(xiàn)場(chǎng)堆浸尾礦篩析測(cè)定結(jié)果顯示，大于50 mm粒級(jí)堆浸尾渣金品位較高。進(jìn)一步證實(shí)降低礦石粒度有利于金的浸出。

4) 經(jīng)濟(jì)效益估算表明，如果取消圓錐破碎，盡管每年可節(jié)約運(yùn)行成本135.73萬元，但由于浸出率降低，產(chǎn)出減值可達(dá)1461.13萬元，導(dǎo)致盈利減少1325.4萬元。建議生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)保留圓錐破碎工序。

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Feasibility Study on Improving the Heap Particle Size of a Low Grade Gold Ore

ZHANG Xing-xun

(Zijin Mining Group Co. Ltd., Shanghang 364200, Fujian, China)

Gold was extracted from a low-grade gold ore using gyratory crushing-cone crushing-heap leaching processes. The feasibility of eliminating cone crushing was studied by mineral particle size sieve analysis and column leaching simulation experiment. The results showed that after cone crushing, the amount of large-grain mineral was reduced, and that more gold was distributed to minerals with a size of less than 50 mm. The column leaching experiments showed that the gold leaching rate was higher when the particle size was less than 50 mm, and that it increased by 1.4% after cone crushing. Based on the results of the column leaching experiment and the screening analysis of the heap leaching tailings, the cost of eliminating the cone crushing section can be saved by 1.3573 million yuan, but the output impairment is more than 13 million yuan, so the mine should retain the cone crushing process.

low-grade gold mine; particle size; cone broken; gold leaching rate; economic benefits

TF831

A

1004-0676(2020)01-0060-05

2019-09-26

張興勛，男，高級(jí)工程師，研究方向：有色金屬冶金。E-mail: zxx0816@sohu.com