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【工艺】黄金选矿和提炼流程解析

发布时间:2016-12-06

来源:中国选矿技术网

 

导读

金在矿石中的含量极低,为了提取黄金,需要将矿石破碎和磨细并采用选矿方法预先富集或从矿石中使金分离出来。

金在矿石中的含量极低,为了提取黄金,需要将矿石破碎和磨细并采用选矿方法预先富集或从矿石中使金分离出来。黄金选矿中使用较多的是重选和浮选,重选法在砂金生产中占有十分重要的地位,浮选法是岩金矿山广为运用的选矿方法,目前我国80%左右的岩金矿山采用此法选金,选矿技术和装备水平有了较大的提高。



破碎与磨矿

据调查,我国选金厂多采用颚式破碎机进行粗碎,采用标准型圆锥破碎机中碎,而细碎则采用短头型圆锥碎矿机以及对辊碎矿机。中、小型选金厂大多采用两段一闭路碎矿,大型选金厂采用三段一闭路碎矿流程。

 

为了提高选矿生产能力,挖掘设备潜力,对碎矿流程进行了改造,使磨矿机的利用系数提高,采取的主要措施是实行多碎少磨,降低入磨矿石粒度。

 

重选

重选在岩金矿山应用比较广泛,多作为辅助工艺,在磨矿回路中回收粗粒金,为浮选和氰化工艺创造有利条件,改善选矿指标,提高金的总回收率,对增加产量和降低成本发挥了积极的作用。山东省约有10多个选金厂采用了重选这一工艺,平均总回收率可提高2%3%,企业经济效益好,据不完全统计,每年可得数百万元的利润。河南、湖南、内蒙古等省()亦取得好的效果,采用的主要设备有溜槽、摇床、跳汰机和短锥旋流器等。从我国多数黄金矿山来看,浮重联合流程(浮选尾矿用重选)适于采用,今后应大力推广阶段磨矿阶段选别流程,提倡能收、早收的选矿原则。

 

浮选

据调查,我国80%左右的岩金矿山采用浮选法选金,产出的精矿多送往有色冶炼厂处理。由于氰化法提金的日益发展和企业为提高经济效益,减少精矿运输损失,近年来产品结构发生了较大的变化,多采取就地处理(当然也由于选冶之间的矛盾和计价等问题,迫使矿山就地自行处理)促使浮选工艺有较大发展,在黄金生产中占有相当的重要地位。通常有优先浮选和混合浮选两种工艺。近年来在工艺流程改造和药剂添加制度方面有新的进展,浮选回收率也明显提高。

 

据全国40多个选金厂,浮选工艺指标调查结果表明,硫化矿浮选回收率为90%,少数高达95%97%;氧化矿回收率为75%左右;个别的达到80%85%。近年来,浮选工艺流程的革新改造以及科研成果很多,效果明显。阶段磨浮流程,重浮联合流程等,是目前我国浮选工艺发展的主要趋势。如湘西金矿采用重浮联合流程,进行阶段磨矿阶段选别,获得较好指标,回收率提高6%以上;焦家金矿、五龙金矿、文峪金矿、东闯金矿等也取得一定的效果。

 

又如新城金矿,原流程为原矿直接浮选,由于含泥较高(矿石本身含泥高,再加采矿尾砂胶结充填强度不够,带入部分泥砂)使选矿指标连续下降。经考查试验,采用了泥砂分选工艺流程,回收率由93.05%提高到95.01%,精矿品位135g/t提高到140g/t,稳定了生产。金厂峪金矿由于原矿品位逐年下降,因此使浮选指标降低,经与沈阳黄金学院等单位合作试验研究采用分支浮选工艺,提高了浮选指标和精矿品位。这一科研成果(19881月黄金总公司通过了技术鉴定),为浮选工艺改造得到了新的启示。当然,浮选法和其他方法一样不是万能的,不可能对所有含金矿石都有效,主要还要考虑矿石性质,在选择工艺流程时,需进行多方面的论证和试验。

 

近几年来,为提高分选效果,在工艺不断改进的同时,对药剂添加制度和混合用药方面也作了不少改进和研究,在加药实现自动控制方面也有新的进展。

 

化选-水冶提金工艺

1.混汞法提金

混汞法提金工艺是一种古老的提金工艺,既简便,又经济,适于粗粒单体金的回收。我国不少黄金矿山还沿用这一方法。随着黄金生产的发展和科学技术进步,混汞法提金工艺也不断得到了改进和完善。由于环境保护要求日益严格,有的矿山取消了混汞作业,为重选、浮选和氰化法提金工艺所取代。

 

在黄金生产中,混汞法提金工艺仍有其重要的作用,在国内外均有应用实例。目前河北张家口、辽宁二道沟、吉林夹皮沟、山东沂南等不少金矿应用了此工艺。辽宁二道沟金矿原为单一浮选流程,根据矿石性质改为混汞加浮选联合流程,总回收率提高7.81%(混汞回收率达64.6%),尾矿品位由0.74g/t降到0.32g/t,年获效益为158万元。混汞法提金工艺关键在于如何采取防护措施,消除汞毒污染。

 

2.氰化法提金工艺

氰化法提金工艺是现代从矿石或精矿中提取金的主要方法。氰化法提金工艺包括:氰化浸出、浸出矿浆的洗涤过滤、氰化液或氰化矿浆中金的提取和成品的冶炼等几个基本工序。我国黄金矿山现有氰化厂基本采用两类提金工艺流程,一类是以浓密机进行连续逆流洗涤,用锌粉置换沉淀回收金的所谓常规氰化法提金工艺流程(CCD法和CCF),另一类则是无须过滤洗涤,采用活性炭直接从氰化矿浆中吸附回收金的无过滤氰化炭浆工艺流程(CIP法和CIL)

 

常规氰化法提金工艺按处理物料的不同又分两种:一种是处理浮选金精矿或处理混汞、重选尾矿的氰化厂。采用这种工艺的多是大型国营矿山。如河北金厂峪;辽宁五龙、河南杨寨峪;山东招远、新城、焦家、三山岛金矿。另一种是处理泥质氧化矿石,采用全泥搅拌氰化的提金厂。如吉林海沟;黑龙江团结沟;安徽新桥金银矿等矿山。

 

我国早在30年代已开始使用氰化法提金工艺。台湾金瓜石金矿在19361938年期间,采用氰化-锌粉置换工艺提取黄金,年产黄金15万两。

 

进入20世纪60年代后,为了适应国民经济的发展,大力发展矿产金的生产,在一些矿山先后采用间歇机械搅拌氰化法提金工艺和连续搅拌氰化法提金工艺取代渗滤氰化法提金工艺。1967年,首先在山东招远金矿灵山和玲珑选金厂实现了连续机械搅拌氰化工艺生产黄金,氰化法提金由70%提高到93.23%,从此连续机械搅拌氰化法提金工艺在全国各大金矿迅速获得推广。1970年金厂峪金矿、1977年五龙金矿氰化厂相继建成投产,此后国内又陆续建成投产了一批机械搅拌氰化厂,氰化法提金工艺进入了一个新的发展阶段。

 

黄金生产的不断发展和金矿资源的迅速开发,自20世纪80年代起泥质高的含金氧化矿石大量增加,开发对这类矿石进行全泥氰化搅拌浸出的研究,并在黑龙江团结沟金矿建设一座日处理500t 矿石的氰化厂,1983年投入生产。从此,全泥氰化法提金工艺日渐推广应用,先后在河南、吉林、河北、陕西、内蒙古等地采用此法建厂提金。

 

与此同时,为解决泥质氧化矿石在浓密过滤固液分离上的困难,于197911月长春黄金研究所开始对团结沟金矿的矿石采用无过滤的炭浆法提金工艺,进行了历时两年的试验研究,获得了成功。在此基础上,于19848月在河南灵湖金矿自行设计利用国产设备建成我国第一座日处理50t矿石的炭浆法提金厂。使我国氰化法提金工艺向前迈进了一大步。炭浆法提金工艺成为处理泥质氧化矿石的岩金矿山就地产金的重要方法之一。

 

此后在吉林、河南、内蒙古、陕西等地建起了炭浆法提金厂。1984年末,冶金工业部黄金局为推动炭浆法提金工艺在我国的应用,移植消化国外先进技术和设备,与美国戴维麦基公司合作,在陕西省西潼峪金矿、河北省张家口金矿,分别建起了一座日处理矿石250t(西潼峪)和一座450t(张家口)的炭浸提金厂。据调查张家口金矿达到93.54%(1988年炭浆回收率为90.25%)的回收率。

 

依靠科学大搞技术革新的试验研究,使我国黄金生产技术水平有较大提高。如金厂峪金矿研究采用锌粉代替锌丝置换金泥成功,使置换率达到99.89%,金泥含金品位明显提高,锌耗量由原锌丝置换的2.2kg/t降到0.6kg/t,生产成本大幅度降低。继而在招远、焦家、新城、五龙等矿山推广应用也取得明显效果。低品位氧化矿石的堆浸工艺,在丹东虎山金矿试验成功后,相继在河南、河北、辽宁、云南、湖北、内蒙古、黑龙江、吉林、陕西等省区推广应用,经济效果明显,为低品位氧化矿的开发利用开辟了道路。

 

据不完全统计,我国目前采用堆浸法生产的黄金年产量达到万两以上(仅河南省堆浸生产的黄金累计为1.3万两),但与发达国家相比,我国堆浸规模较小,一般为1×1033×103t/堆,万t/堆的较少,在技术上也存在较大的差距,1988年陕西太白县双王金矿大型万吨级堆浸场投产,取得可喜的成果 (矿石品位1.5g/t)

 

国外先进技术和设备的引进消化(如美国的高效浓密机,双螺旋搅拌浸出槽,日本的马尔斯泵,带式过滤机等),使我国黄金生产在装备水平和技术水平上又有了进一步的提高,同时也促进了我国黄金选矿设备向高效、节能、大型化、自动化方向发展。在硫脲提金、硫代硫酸盐提金,预氧化细菌浸出,加压催化浸出,树脂吸附等新工艺的科学研究方面,近年来也有新的进展。1979年长春黄金研究所进行硫脲提金试验获得成功,并于 1984年在广西龙水矿建成一座日处理浮选金精矿1020t的硫脲提金车间(1987年通过部级鉴定)。其他工艺虽处于试验研究阶段和正准备建厂投产,足以说明我国提金技术已发展到一个新的水平。

 

金的冶炼与回收

黄金冶炼是黄金生产中最后一道工序,其产品为成品金。冶炼有粗炼和精炼之分。精粗炼产品为合金(俗称合质金),我国黄金矿山就地产金多为合质金,直接交售给银行。黄金富矿块和各种金精矿运往有色冶炼厂加工提炼成品金(俗称含量金)。建国40年来,黄金冶炼和综合回收发展较快,冶炼技术和工艺装备水平不断提高,冶炼成本日益降低,促进了黄金生产的发展。

 

1.黄金矿山金的就地冶炼

70年代以前,黄金生产处于初步发展阶段,除少数矿山开始采用氰化法提金工艺外,矿山就地产金主要是从砂矿重选所得的自然金和精矿的冶炼,以及混汞法提金工艺产出的汞膏为原料就地冶炼,就地产金量仅占总产量的30%70%的金依有色冶炼厂回收。

 

1970年以后,黄金生产逐步发展,氰化法提金工艺日益广泛地应用,矿山就地产金量日渐增多,1985年矿山成品金的产量已占全国黄金产量的70%,选厂产出的精矿产品大部分就地氰化冶炼产出成品金。

 

矿山就地冶炼多数采用传统的坩埚法熔炼,因生产工艺和处理物料性质不同,所产合质金的含金量也不一样,直接交售银行因含金量不高或含银不计价等原因,有的矿山为提高质量和经济效益采取了化学法除杂再次熔炼或电解法进行金银分离精炼。焦家金矿曾于1984年试验采用水冶新工艺,将氰化金泥经电氯化除去金属(用水溶液氯化法提金和氨浸法提银)获得含金品位99.9%成品金和含银99.9%的银锭,金泥中的铜、铅也同时回收(用湿法处理金泥有被推广的趋势)

 

招远金矿成功地研制出一种Φ1.5×1.8m的转炉熔炼金泥,取代了过去的坩埚熔炼,降低了成本,改善了劳动条件。这一方法在山东新城金矿等矿山普遍推广应用,效果较好。

 

招远冶炼厂是我国自行研究、设计和建设的第一家黄金冶炼厂,专门处理多金属硫化物金精矿,以提取黄金为主,同时回收银、铜、铅、硫等,是综合冶炼、化工为一体的新型企业。招远冶炼厂的建成投产,为我国黄金生产冶炼工艺填补了一项技术空白,采用焙烧-酸浸-(盐浸)-氰化浸出联合工艺,解决了长期以来采、选、冶之间的生产矛盾,解决了金精矿长途外运损失(年损失率2%3%),运输压力大和综合利用问题。

 

该厂生产流程的设计,吸收国内外先进经验,采用真空带式过滤机作浸渣的洗涤过滤设备,采用轴流式氰化浸出槽进行三次浸出、三次固液分离和浸渣的洗涤,工艺流程先进。

 

2.有色冶炼厂伴生金的回收

在黄金生产中,多金属矿石伴生金的回收占有相当的地位。金和铜、铅等有色金属一道被选入精矿中,在铜、铅冶炼中,金、银得到回收。

 

为增产黄金,全国一些有色冶炼厂先后建起贵金属综合回收车间,到1985年止,全国已有20余个,除沈阳冶炼厂外,主要还有株洲、上海、云南、重庆、武汉、富春江等冶炼厂及天津、太原电解铜厂等。其中,沈冶、上冶、株冶三大冶炼厂伴生金的产量,占全国伴生金总产量的90%以上,是我国黄金生产的一支重要力量。这些企业伴生金的回收系基于在铜铅冶炼过程中,金银富集在粗铜和粗铅内,电解精炼粗铜和粗铅时,金银沉积于电解阳极泥中,因此,从阳极泥中提取金银是回收伴生金银的主要途径。

 

铜阳极泥的处理工艺,得到了较快的发展,通过不断改革和创新,使传统的火法生产流程更加成熟和完善,半湿法联合流程和全湿法工艺新流程试验成功并先后投入生产,使我国冶炼技术和装备水平都有较大的提高。如火法脱铜工序的改进,有价元素的综合回收,炉体的改进和吸尘系统的完善等等。还有电解槽的改造,中频炉的推广应用等都使火法冶炼工艺逐渐成熟和完善,使技术经济指标提高。

 

由于火法冶炼工艺流程具有技术条件稳定,工艺成熟、综合利用程度高,对原料的适应性强,处理能力大,成本费用低等优点,至今仍是沈冶、株冶和上冶等冶炼厂普遍应用的方法。富春江冶炼厂、武汉冶炼厂、重庆冶炼厂先后采用全湿法流程新工艺都取得明显效果。云南冶炼厂、天津电解铜厂采用选冶联合流程获得成功并投产,也取得显著的经济效益。硫酸烧渣提金工艺的试验成功与应用,也为我国黄金生产和充分利用资源创出了新路。


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