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第14章 金矿提炼

金在矿石中的含量极低,一般每吨矿石中不过几克。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使金从矿石中分离出来。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% 左右的岩金矿山运用此法选金,选矿技术和装备水平有了较大的提高。

1破碎与磨矿

首先需要对大块的矿石进行破碎,直至成为细末状。目前我国黄金选矿厂多采用颚式破碎机进行粗碎,采用标准型圆锥碎矿机中碎,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,有些企业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。

2重选

重选顾名思义,就是利用黄金比重较大的特点进行金、石分离。重选在岩金矿山应用比较广泛,多作为辅助工艺,就是阶段磨矿阶段选别,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。据了解,山东省10多个选金厂采用了重选这一工艺后,总回收率平均可提高 2%~3%。也就是说,在矿石品位不提高、矿石处理量不增加的情况下,由于使用了重选工艺,便增加了黄金产量,此举为企业带来了良好经济效益。这种方法在河南、湖南、内蒙古等省(区)推广亦取得好的效果,采用的主要设备有溜槽、摇床、跳汰机和短锥选等,适于大力推广。

3浮选

浮选工艺在黄金生产中占有相当的重要地位,据了解,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成熟,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。浮选通常有优先浮选和混合浮选两种工艺,随着近年来在工艺流程改造和药剂添加制度方面技术完善,浮选回收率也明显提高。据对全国 40 多个选金厂的浮选工艺指标调查,结果显示: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% 。

企业的高度重视,促进浮选工艺流程的革新改造以及科研成果大量涌现,实际运用效果明显。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。山东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 9305% 提高到9501%,精矿品位由每吨135克提高到 140克,稳定了生产。金厂峪金矿由于原矿品位逐年下降,浮选指标随之走低,经与沈阳黄金学院等单位合作研究试验,采用分支浮选工艺,提高了浮选指标和精矿品位,这一科研成果为浮选工艺改造提供了新的启示。

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。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研究和改进,加药基本实现了自动控制。

4化选-水冶提金工艺

(1) 混汞法提金

混汞法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。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,我国不少黄金矿山也还沿用这一方法。如河北张家口、辽宁二道沟、吉林夹皮沟、山东沂南等不少金矿都应用了此工艺。由于环境保护要求日益严格,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。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,有的矿山也取消了混汞作业,为重选、浮选和氰化法提金工艺所取代。

(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 法);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 法 ) 。

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有矿山企业,如河北金厂峪、辽宁五龙、河南杨寨峪、山东招远、新城、焦家、三山岛金矿等矿山企业。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企业。

随着黄金生产的不断发展和金矿资源的大量开发,自20 世纪 80 年代起,泥质高的含金氧化矿石大量增加,有关方面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 500吨矿石的氰化厂。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中的难题,研究人员又对团结沟金矿的矿石采用无过滤的炭浆法提金工艺进行试验研究,获得了成功。在此基础上,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 50吨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。此后相继在吉林、河南、内蒙古、陕西等地建起了炭浆法提金厂,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。为推动炭浆法提金工艺的应用,我国还积极移植消化国外先进技术和设备,分别在西潼峪金矿与张家口金矿,建成日处理矿石 250吨、450吨的炭浸提金厂,黄金回收率达到 9354%。依靠科学技术进步,使我国黄金生产的装备水平不断进步,生产能力迅速提高。

5堆浸生产工艺

我国金矿资源中,低品位氧化矿石量占有一定的比例,处理这类矿石采用常规氰化法提金工艺经济上不合算,而采用堆浸生产工艺尚有经济效益。由于堆浸提金工艺简单,操作容易,投资少,效益好,上马快,因此堆浸提金工艺发展很快。进一步扩大堆浸生产规模,是增加我国黄金产量的途径之一。

20 世纪 70 年代末,我国就开始了对低品位含金氧化矿石的堆浸生产工艺的研究,在辽宁丹东虎山金矿试验成功小规模生产后,相继在河南灵湖、银洞坡,云南墨江,河北崇礼,内蒙古赤峰等地区的一些矿山推广应用,取得比较满意的经济效果,为低品位的含金氧化矿石的开发利用开辟了道路。经过实践积累,堆浸生产工艺不断有新的发展,堆浸规模和数量都有新的增长,生产技术也在不断完善和提高。制粒技术和活性炭吸附柱的应用以及载金炭解吸电沉积处理工艺的发展,更为堆浸提金工艺的推广应用增加了新的活力。

当然必须指出的是,原矿品位大于3克吨的矿石不该进行堆浸,这是一种浪费资源的做法。

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