某金矿金银回收工艺改造实践

２０１０年６月中国矿山工程ＣｈｉｎａＭｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪａｎ．，２０１０Ｖ０１．３９Ｎｏ．３第３９卷第３期某金矿金银回收工艺改造实践Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｏｆｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇｇｏｌｄａｎｄｓｉｌｖｅｒｉｎｓｏｍｅｇｏｌｄｍｉｎｅ杜世勇（甘肃有色地质勘查局四队，甘肃张掖７３４０１２）摘要：甘肃某金矿是一个舍伴生Ａｇ的多金属矿，其中Ａｕ、Ａｇ的品位分别为２．９５、２７．５砂。在生产初期由于对金银吸附工艺了解不深，还是采用常用的活性炭逆流吸附工艺，但Ａｕ对Ａｇ的排代作用使得银的吸附率仅为４０％一５０％，改为锌粉置换工艺回收金银，金的回收率和应用活性炭吸附工艺基本相同。都在９９％左右，但银的置换率达到９２．６７％一９９％，既提高了资源利用率，也给企业带来可观的经济效益。关键词：常规氰化；活性炭逆流吸附；金矿；锌粉置换Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｏｍｅｇｏｌｄｉｎＧａｎｓｕｉｓｍｕｌｔｉ－ｍｅｔａｌａｓｓｏｃｉａｔｅｄＡｇ，ａｎｄＡｕａｎｄＡｇｇｒａｄｅ眦２．９５ｉｇｅｔａｎｄ２７．５ｓ／ｔ．ＢｅｃａｕｓｅｃｏｕｎｔｅｒｏｆｕｎｋｎｏｗｉｎｇｔｈｅＡｕａｎｄＡｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｒａｆｔｃｌｅａｒｌｙｉｎｉｎｉｔｉａｌｓｔａｇｅｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｃｔｉｖａｔｅｄｃｈａｒｃｏａｌｃｒａｆｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎＷａｓｓｔｉｌｌｕｓｅｄ，ａｎｄＡｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎＡｇ，ＡｕｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｒａｔｅＷａｓｏｎｌｙ４０％一５０％ｆｏｒＡｕｉｎｆｌｕｅｎｃｅ．ＡｆｔｅｒｚｉｎｃｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｒａｆｔｒａｔｅＷａｇｕｓｅｄｔｏＡｕａｎｄｗａｓ９９％，ａｎｄＡｇｒｅｃｏｖｅｒｙａｃｈｉｅｖｅｄ９２．６７％－９９％，ｗｈｉｃｈｉｍｐｒｏｖｅｄｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ，ａｎｄｂｒｏｕｇｈｔｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｎｏｔａｂｌｅｂｅｎｅｆｉｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｙａｎｉｄｉｎｇ；ａｃｔｉｖａｔｅｄｃｈａｒｃｏａｌｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｇｏｌｄｍｉｎｅ；ｚｉｎｃｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ１前言甘肃某金矿是２００３年新开发的金矿，该金矿矿石由于含有较高品位的银（２７．５加），采用常规氰化堆浸工艺使矿石中的金银同时进入贵液，给活性炭吸附带来很大的困难．原因是活性炭对银的吸附开始比金高，并迅速上升到最大值。以后银就逐渐被金从活性炭上排代出来．最终降至最大吸附容量的三分之一。在实际的吸附过程中，尾液中有大量的银无法回收，最后只能采用增大活性炭的投入量来吸附尾液中的银，这不但增加了吸附的时间，也增加了生产成本。为有效解决这一问题，对金银回收的工艺进行改造，用锌粉置换工艺替代活性炭吸附工艺。最终取得很好的效果，使银的置换率达到９２．６７％－９９％。２矿石性质矿石多元素分析结果见表ｌ。矿石矿物组成及相对含量见表２。由相关矿石性质测定可知。该矿石属含硫含金石英脉型矿石．矿石中主要有用组分为金、银、铅、锌。通过对该地区矿石的研究发现。该矿石中主要的金属矿物为黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等，极少量的其他铜矿物及金属氧化物为黝铜矿、辉铜矿、铜兰、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等。贵金属矿物主要为自然金、少量万方数据第３期杜世勇：某金矿金银同收Ｔ艺改造实践·３３·注：分析数据来自长春黄金研究所。表２矿石矿物相对含量测定结果注：分析数据来自长春黄金研究所。银金矿、辉银矿。脉石矿物主要为石英、次长石、绢云母、绿泥石、碳酸盐矿物及少量粘土矿物、重晶石、皓石等。矿石中金的粒度主要以中、细粒为主。占７７．０７％；其次为微粒金，占１９．８６％；粗粒金占３．０７％。金矿物的赋存状态主要以粒间金为主，占４７．９９％，其次包裹金占３６．０４％，裂隙金占１５．９７％。３常规氰化工艺简述【Ｉ．－２１在实际生产中。该金矿采用常规氰化堆浸来回收矿石中的金银。原则流程如图ｌ所示。生产中的技术指标如下。解析图１堆浸工艺原则流程（１）人堆粒度。因矿石含有少量泥质，氧化程度较高，结构疏松、裂隙发育，因此粒度控制在－５０ｍｍ。万方数据（２）氰化液浓度。根据以往实践经验，氰化液浓度应控制在０．０２％～０．１％。氰化初期保持在０．０８％一０．１％．中期保持在０．０４％加．０８％。尾期保持在０．０２％～０．０４％。（３）氰化液ｐＨ值保持在１０．１２。（４）氰化堆浸时间。依据堆浸工艺要求，气温应保持在１０℃以上，结合当地实际情况，具体氰化时间为８月～ｌＯ月。（５）喷淋方式及强度。喷淋方式采用间歇式，即每隔ｌ小时喷淋一次．以便矿堆及时充氧；根据矿石的渗透性，喷淋强度控制在０．０４～０．０６Ｌ／（ｔ·ｒａｉｎ）。（６）筑堆方式及堆高。筑堆采用分层法，堆高保持在４ｍ。由于矿石中的金主要以中、细粒存在，且包裹金的含量相对较低，最终金、银浸出率达７５％以上。４活性炭逆流吸附回收贵液中金和银４．１活性炭自氰化物中吸附金的机理［３１活性炭白氰化液中吸附金的机理研究比炭浆法提金的历史还早，但到现在还没有定论，具有代表性的几种机理主要是：离子交换机理；静电吸附机理；分子吸附（物理吸附）机理；化学反应一沉淀机理：双电层吸附机理：离子对吸附一还原机理。以上各种理论都有成功的地方，同时都有各自的缺陷．综合以上各种机理．活性炭自氰化浸金液中吸附金可能有以下三类或是它们的组合作用：①Ｍｅｎ＋【Ａｕ（ＣＮ），】。的离子对或中性分子被吸附。②Ａｕ（ＣＮ），在炭表面上发生化学分解，生成ＡｕＣＮ，并留在炭孔中。③以Ｍｅ＂＊［Ａｕ（ＣＮ），】ｎ离子对吸附一部分还原降解为族型化合物Ａｕ，（ＣＮ），（其中金的氧化态介于０—１）。４．２提金对活性炭质量及性能的要求嘲提金对活性炭质量及性能的要求主要表现在活性、强度、粒度三个方面。国家黄金管理局根据我国的实际情况．对提金用的活性炭提出如下主要技术指标要求：碘值８００ｍｇ／ｇ；粒度６～１６目占９０％；堆密度０．５９／ｃｍ３；强度９５％；含水量１０％。·３４－中国矿山工程２０１０年（第３９卷）４．３活性炭吸附含金银贵液时遇到的问题间活性炭在含金银的氰化液中吸附时，活性炭会优先吸附银氰离子。当银含量高时则首先为银氰离子所饱和，然后吸附金氰离子，当活性炭吸附金银总量接近饱和后，金氰离子则大量从溶液中进入活性炭排代已被吸附的银离子，直至活性炭被金氰离子饱和为止，被排代的银则从活性炭中返回溶液，鉴于金的离子半径为０．１３７ｍｍ．银的例子半径为０．１２６ｍｍ，活性炭对Ａｕ（ＣＮ）一离子的吸附容量为Ａｇ（ＣＮ）一离子的３倍．Ａｕ（ＣＮ）一离子对Ａｇ（ＣＮ）一离子的排代使得银得不到很好的回收。在实际生产中，吸附尾液中银的含量有时高达６０９／ｍ３，并呈前期低，后期高的态势。这个含量比贵液中银的含量（高时为３０９／ｍ，）还要高得多，若不采取措施，已溶银会随尾液的流失而造成损失。多数矿山的实践表明，每吨活性炭吸附金银的总量以６．８—１３．６ｋｇ为宜．活性炭的荷载量过低会导致炭的频繁解析操作．过高对银的回收不利。这在金比银含量高的矿山应如此．而在银比金高的矿山更加如此。在实际生产中，金的吸附率为９８％－９９％，银的吸附率为４０％～５０％。载金炭总是金高银低（通常金银比约为３：１）。为解决银的回收问题，采用加大活性炭量、延长吸附时间等措施，虽然最后银的回收率在一定程度上有所提高。但活性炭的大量投入以及吸附时间的延长都大大增加了成本，降低了生产单位效益。为有效解决银的回收问题，用锌粉置换工艺来替代活性炭逆流吸附工艺，取得好的效果。４．４活性炭吸附工艺设备联系流程该矿自建矿以来．一直采用活性炭逆流吸附工艺回收贵液中的金和银。吸附柱六柱串联，规格为６１０００ｍｉｎｘ２８００ｍｍ。吸附时贵液靠４．３ｋＷ真空泵从底部注入吸附塔．然后利用柱问高差．从第一柱依次流向第六柱。第一柱载金炭达饱和时卸下库存，第二柱变为第一柱。第二柱加新炭成为最后一柱，然后利用真空泵进行循环，以此类推，完成整个吸附过程。活性炭逆流吸附工艺设备联系如图２所示。这种吸附工艺设备简单，操作方便，是小型金图２单组单柱串联活性炭吸附设备联系图矿山对单一贵金属金经常采用的回收工艺。但当矿石中含较高品位银时，该工艺的弊端开始显现。用了比表面积大、沉淀速度快、效率高的锌粉，使得金的沉淀速度快、效率高。由于金银具有相似的性质，锌粉对银也有很高的置换效率，因而该法广泛应用于含银金矿中的金银的同收。５．１置换工艺中的锌粉要求锌粉置换沉淀工艺中用的锌粉是通过蒸馏锌５锌粉置换对金和银的回收Ｍ锌粉置换沉淀法从含金溶液中回收金始于１８９４年，它是目前最广泛的使用方法。该法由于采万方数据第３期杜世勇：某会矿金银同收工艺改造实践·３５·制得的。锌粉应含锌９５％～９７％，铅１％左右，粒度小于０．０１ｍｍ（美国规定９７％－０．０４ｍｍ）。其中的粗粒锌和ＺｎＯ都会降低置换沉淀效果。使用锌冶炼厂产的蓝粉，含ＺｎＯ约１０％～１５％，对沉金不利，因这些ＺｎＯ不起沉淀金的作用而完全进入金泥中。锌粉容易氧化，应在密封容器中储存和运输。５．２锌粉置换沉淀工艺锌粉置换沉淀工艺主要有旧式的压滤机锌粉置换沉淀法；置换槽锌粉置换沉淀法；梅里尔·克劳（ＭｅｒｒｉｌｌＣｒｏｗｅ）法。在实际生产中采用便于操作的压滤机锌粉置换沉淀法。这种方法是由一种电磁锌粉给料机连续向锥形锌粉混合器中给入锌粉。并于压滤机中置换。脱氧塔的脱氧溶液部分放至锥形混合器与锌粉混合成锌浆从塔底排出，经强力耐腐泵抽送，混合其它脱氧液一并送人板框压滤机．在压滤机过滤的同时产出金、银泥并分离贫液。压滤机锌粉置换法设备联系如图３所示。Ｉ－真空表；２一脱氧塔；３一醋酸铅滴加器；４一电磁锌粉给料机；５一锌粉混合器；６一水压表；７一板框压滤机；８一喷淋泵；９一贫液池组；ｌ卜射流真空泵；ｌｌ一贵液净化槽；１２一贵液池组；１３一耐腐泵图３锌粉置换设备联系图实际操作技术条件及技术指标：贵液巾ＣＮ一浓度０．０３％～０．０６％；悬浮物浓度１０～２０９／ｍ３；真空度＜一０．０５—０．０９Ｍｐａ；脱氧液含氧量＜０．０５９／ｍ３；锌粉用量４０～５０９／ｍ３；ｐＨ值１０～１１；醋酸铅使用量５—１０９／ｍ；贵液流量＋２００ｍ３；贵液含Ａｕ为Ｏ．２～１０９／ｍ３；置换率Ａｕ为９９％，Ａｇ为９２．６７％－９９％。根据生产实践，金、银的置换沉淀主要不是发生在与锌粉混合的时候，而是发生在含金、银溶液穿过滤布表面锌粉层过滤时。为使在置换沉淀开动之后能迅速在滤布表面上形成锌粉沉淀层，须在置换开始前往板框压滤机中加入一定量的锌粉．以有利于金、银泥的沉淀。为强化锌粉的置换能力，需在置换过程中向锥形混合器中加入硝酸铅或醋酸铅。万方数据铅盐是用滴液管从混合器上滴入锌粉表面，铅盐的加入量是锌粉重量的１０％。锌粉的消耗量视含金、银溶液的含金、银量而定。５．３置换效果及影响因素锌粉置换沉淀工艺自调试成功后．置换效果非常好。金的置换率为９９％，银的置换率为９２．６７％一９９％，金泥的金品位高时为６．８％，金泥的银品位高时为３０％。影响置换的因素主要有：①氰化钠与碱的浓度。锌粉置换金银时．对贵液中氰化物和碱的浓度有一定要求，一般来说，氰离子浓度应控制在０．０３％一０．０６％，碱浓度控制在０．０１％（ｐＨ值约为１１）。②氧浓度。溶液中的溶解氧对置换是有害的，在生产中一般要求溶液中的溶解氧在０．５ｍｇ／Ｌ以下．所以含金银贵液要脱氧后再进行置换沉淀。③锌粉的用量。锌粉作为沉淀剂．其用量对金银的置换起决定作用．但其用量应根据贵液中金银的含量来定，本矿贵液中由于富含有银，开始用量为５０９／ｍ，，而后根据贵液的品位降低稍有减少。④铅盐。在锌粉置换过程中，铅是不可缺少的元素．因为铅可加速金银的置换，在实际生产中以锌粉用量的１０％配加醋酸铅。⑤温度。锌粉置换金银的反应速度有关，置换反应速度取决于金、银络离子向锌表面扩散的速度，温度增高，扩散速度加快。反应速度增加。而温度低于１５℃时，置换率将受影响，温度低于１０℃，反应速度将很慢。本矿由于地处西北戈壁。１０月温度低于１０℃，所以本矿一般都在１０月以前完成生产。⑥溶液中的杂质。溶液巾的铜、汞、镍及可溶性硫化物都是锌粉置换时的有害杂质。在实际生产中要综合考虑上面的各种影响因素。尽最大可能消除不利因素，提高置换效率。６活性炭逆流吸附工艺与锌粉置换工艺经济指标对比【田活性炭逆流吸附丁艺对回收单一的金很有效。并且工艺流程简单。容易操作，但其不足之处是活性炭消耗量大，成本很高，尤其对贵液中含有银时，对银的回收率很低。影响生产单位的效益。锌粉置换沉淀工艺常用来处理含银较高的金矿石，而且处理成本很低，但其不足之处是设备多、投资大、电能消耗大，整个工艺操作过程要求严格。活性炭吸附丁二艺及锌粉置换工艺经济指标对比如表３所示。（下转第４６页）·４６·中国矿山Ｔ程２０１０年（第３９卷）可在机尾加ｌ块７５０ｍｍ中部槽，机头每窜出７５０ｍｍ时就可把机头的７５０ｍｍ中部槽拆除，分两次拆完，转角也基本完毕，支架也相应的接严，拉架、推溜时尽量采用上行顺序移推的方式，人工控制机尾向机头的窜动。（３）工作面倾角与运输机窜动及转采切割循环的最终完成。当工作面倾角＞３０以上时，移架过程中，支架的自重作用会产生明显的下滑，支架的下滑又促进运输机窜动，解决方法是调斜工作面，伪顶斜开采，防止动架下滑、运输机窜动．因此在工作面转采时还要考虑工作倾角的影响．确定机头与机尾的超前量，最终确定转采是否终结。当工作面坡度与旋转中心一致时，机头需要超前机尾提前结束转采。减小旋转角度，当工作面坡度与旋转中心相反时，机头要滞后机尾，增加旋转角度。３．４工作面加架技术要点①直接在机尾加架，加机尾架。②预先确定出加架的位置，将整组支架存放在该处，当机尾架推至与待加架一齐时，完成加架施工，以简化施工过程。③选择加架条件一般在调角基本结束。支架与运输机稳定不再窜动，机尾窜进工作面有足够的空间。用书１６０ｍｍ的圆木排“井”字木垛接顶，降低支架的支撑高度。（３）对工作面的顶板管理要及时拉超前架，减小梁端距，并做好工程质量、标准化施工，做到以质量保安全。（４）断层下盘顶部三角煤顶的管理，要防止发生片帮、冒顶事故，采取支架前梁挑刹杆或钢梁别顶．用小拌接顶维护顶板，打帮锚杆加固煤帮，锚杆用ｑｂ２２ｍ×１．６ｍ中大拌加铁托盘。５结语采用此技术强行通过了断层．完成了工作面转采，多ｆｉｉｌ收煤量４万ｔ，减少了改造巷道１１０ｍ。通过严密的施工组织。采取有效的技术措施。克服了复杂的地质条件，基本上杜绝了各类事故的发生，尤其是没有发生一起因片帮、掉顶引起的中断生产事故，保证了安全生产。【参考文献】【１】程云雕．综采工作面大倾角俯采转采技术应用【Ｊ】．煤矿安全，２００８，（０６）：５３—５６．【２】蒲文龙．大倾角厚煤层开采技术研究【Ｄ】．辽宁工程技术大学．２００５：２３－－４２．【３】彭龙宪，冯胜利．综采工作面转采暨大角度仰采技术的研究与应用【Ｃ】．２００７短壁机械化开采专业委员会学术研讨会论文集。２００７：２３－２８．【４】管清向，李连华，马友夫．采用转采方案提高煤炭同收率【Ｊ】．山东煤炭科技，２００８，（０５）：７—８．４顶板管理技术（１）矽、３’架间空顶及机尾架中部槽出现的空顶采用铺金属网上钢梁，并随采随铺网。（２）旋转中心靠工断层破碎带高顶区支架上方，（上接第３５页）表３活性炭吸附及锌粉置换工艺经济指标对比工艺活性炭逆流吸附工艺指标Ａｕ吸附率９８％一９９％Ａｇ吸附率５０％活性炭使＿｝｛ｊ量大解析成本高锌粉置换沉淀工艺Ａｕ的置换率９９％Ａｇ的置换率９２．６７％－９９％锌粉用量５０＃ｍ３火炼成本低７结语本矿自用锌粉置换工艺替代活性炭逆流吸附工艺后，使银的回收由活性炭吸附时的５０％提高到９２．６７％～９９％。虽然锌粉置换工艺能耗较大。操作要求更高，但取得近４ｌ万元的可观收益．仅一年就全部收回设备投资，加之节约的活性炭约５万元的投资成本，该工艺就给生产单位增加约４５万元收益。经济效益相当可观。活性炭的金品位为０．１％～２％金泥的金品位为０．２％。６．８％活性炭的银品位为２％左右金泥中银的品位为２０％．３０％ｆ参考文献】【ｌ】许时．矿石可选性研究ｍ】．北京：冶金工业出版社，１９８９．【２】徐敏时．黄金生产知识【Ｍ１．ｊ￡京：冶金工业出版丰ｔ，２０００．通过表３的经济比较。可以看出锌粉置换沉淀工艺经济效益明显，金的回收率虽然相差不大，但银的置换率较活性炭的吸附率提高近５０％。同时改用锌粉置换后可节约活性炭使用成本，经济效益相当可观。ｆ３】姜涛．提金化学ｆＭｌ．长沙：湖南科学技术出版社，１９９８．【４】孙戬．金银冶金【Ｍ】．北京：冶金工业出版社，１９９８．【５】《黄金生产工艺指南》编委会．黄金生产工艺指南【ｈＩ】．北京：地质出版社．２０００．［６】李映杰．甘肃东海金矿床地质特征及开发利用ｍ．华南地质与矿产。２００６，（４）：２２－２５．万方数据某金矿金银回收工艺改造实践

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杜世勇

甘肃有色地质勘查局四队,甘肃,张掖,734012中国矿山工程

CHINA MINE ENGINEERING2010，39(3)0次

1.许时.矿石可选性研究[M].北京:冶金工业出版社,1989.2.徐敏时.黄金生产知识[M].北京:冶金工业出版社,2000.3.姜涛.提金化学[M].长沙:湖南科学技术出版社,1998.4.孙戬.金银冶金[M].北京:冶金工业出版社,1998.

5.《黄金生产工艺指南》编委会.黄金生产工艺指南[M].北京:地质出版社,2000.6.李映杰.甘肃东海金矿床地质特征及开发利用[J].华南地质与矿产,2006,(4):22-25.

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