提高某低品位金矿入堆粒度的可行性研究

张兴勋

提高某低品位金矿入堆粒度的可行性研究

张兴勋

(紫金矿业集团股份有限公司，福建 上杭 364200)

某低品位金矿采用旋回破碎-圆锥破碎-堆浸工艺提金，采用矿物粒级筛析和柱浸模拟实验，对取消圆锥破碎的可行性进行了研究，结果表明，经圆锥破碎后，大粒级矿物量减少，更多的金分布到粒级小于50 mm的矿物中；柱浸实验显示，粒级小于50 mm的矿物金浸出率更高，圆锥破碎后金的浸出率提高1.4%；综合堆浸生产和柱浸实验尾矿的筛析结果估算，取消圆锥破碎工段可节约135.73万元成本，但导致产出减值超过1300万元，矿山宜保留圆锥破碎工序。

低品位金矿；粒度；圆锥破碎；金浸出率；经济效益

黄金不仅可以作为储备金以维持货币和经济的稳定[1]，同时也已经成为十分重要的工业原料和战略物资。我国是全球黄金生产和消费大国[2-3]，随单一优质金矿资源日渐枯竭，低品位金矿资源已逐步成为黄金提取的主要原料[1]。低品位金矿采用炭浸回收金工艺经济效益较差，堆浸是从低品位金矿石中回收金的一种简便而又经济的理想工艺，是国内外较为成熟的提金工艺之一，具有工艺简单、投资少、处理量大、成本低、经济效益好等优点[4-6]。

某低品位金矿采用堆浸工艺提金，年矿石处理量达1200万吨，入堆矿石采用I段旋回+II段圆锥的两段破碎工艺处理。但随着该矿山开采深度下降，金品位逐渐降低，成本逐渐升高。为实现降本增效，该企业拟计划取消Ⅱ段圆锥破碎。为此，本文进行提高该低品位金矿入堆粒度可行性研究，为该技改提供决策依据。

1 实验部分

1.1 原料

实验样品取于某低品位金矿，矿样晒干筛分除去-2 mm粒级后制得实验原矿(与该矿山重选-炭浸工艺处理矿样相同)，实验原矿再经混匀缩分，取综合样品进行矿物组成及含量和金物相分析，矿物组成及含量、金物相分析结果分别列于表1和表2。

表1 矿物组成及含量分析结果

Tab.1 mineral composition and content analysis results /%

表2 金物相分析结果

Tab.2 Results of gold phase analysis

从表1、表2结果可知，该低品位金矿主要金属矿物为黄铁矿、其次为蓝辉铜矿、铜蓝、辉铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜以及少量的氧化铜等，非金属矿物主要为石英，其次为地开石、明矾石、绢云母、碳酸盐矿物等。金主要以单体+连生金为主，占有率为88.24%，主要存在于石英和地开石中；其次以硫化物包裹形式存和以硅酸盐+其他包裹金形式存在，分别占5.29%和6.47%，主要存在于黄铁矿和次生硫化铜矿中。

1.2 制样和筛析

模拟生产现场，按图1流程对实验样品进行加工。制得未经圆锥破碎(柱1#)和经圆锥破碎(柱2#，+100 mm样采用生产现场圆锥破碎机破碎)两组实验样品，以及柱1#、柱2#粒度筛分样品。

对粒度筛分样品、晾干后的柱浸实验浸出渣以及矿山堆浸渣用进行筛析实验，分别得到矿石在>100 mm、100~50 mm、50~20 mm和<20 mm不同粒径的质量分布，研磨制样测定其中金和铜的含量。

图1 试验样品加工流程

1.3 柱浸实验

装柱：柱浸实验采用600 mm铁管，柱高约7.5 m，每根柱子装干矿石量为2.39 t，按0.25 kg/(t矿)加入工业石灰，混匀后装柱。

喷淋条件：采用蠕动泵自动控制喷淋强度为10 L/(m2·h)，喷淋液初期氰化钠浓度为800 mg/L，时间为3 d；喷淋中期氰化钠浓度降为600 mg/L，时间为6 d；喷淋后期氰化钠浓度降为300 mg/L，时间为15 d。试验过程中每天在相同时间对浸出贵液计量、取样检测Au、Cu总、总氰根和游离氰根浓度，计算金、铜浸出率和氰化钠耗量。

1.4 测定和计算

金采用泡沫吸附-原子吸收分光光度计测定，总铜采用原子吸收光谱法测定，总氰及游离氰根采用硝酸银滴定法测定，用下式计算金浸出率、铜浸出率和氰化钠耗量：

氰化钠耗量=

2 结果与讨论

2.1 不同样品柱浸效果对比

氰化喷淋共进行24天，金日及累计浸出率结果见图2，累计氰化钠耗量结果见图3，铜日浸出率及累计浸出率结果见图4。

由图2可见，柱1#和柱2#喷淋前6天为金浸出高峰期，此时段金日累计浸出率分别为55.70%和64.93%，而后柱1#和柱2#金的日浸出率均随喷淋时间延长逐渐降低，当喷淋时间达24天后，延长喷淋时间对柱1#、柱2#金浸出率影响均甚微，因此，确定喷淋时间为24天，此时，柱1#和柱2#金浸出率分别为83.62%和85.30%。结合图3结果，柱1#和柱2#的累计氰化钠耗量分别为346.87 g/t和362.74 g/t。入堆+100 mm粒级矿石经圆锥破碎后较未破碎的金浸出率高1.68%，这是由于矿石破碎后，不但使金单体解离度提高，而且矿石内部因破碎产生了丰富的应力微裂纹，利于氰化液渗入与金接触浸出所致[7]。

由图4结果可知，柱1#、柱2#氰化喷淋第2~5天为铜浸出率高峰期；而后铜的日浸出率均随喷淋时间延长逐渐降低。当氰化喷淋24天时，柱1#、柱2#铜浸出率分别为26.39%和39.00%。另外，铜浸出高峰期时，浸出贵液铜离子浓度可高达500 mg/L以上。如果不去除贵液中的铜，直接采用活性炭吸附时，存在金吸附率低，载金炭铜含量高、载金炭解吸-电积时间长、金泥提纯成本高等不足[3, 8-11]。铜的存在对后期解吸不利，因此生产现场应先对贵液除铜再进行炭吸附。

2.2 柱浸矿样粒度筛析

氰化柱浸喷淋结束并待无浸液流出，将尾矿晒干后对其筛析，筛析结果表明，柱浸前后各粒级产率无变化。1#和2#矿样浸出前后粒度筛析得到的金和铜的分布数据分别列于表3和表4。

对比表3和表4，从原矿数据可知，经过生产现场圆锥破碎后，大于100 mm粒级矿石产率从33.6%降至2.2%，金分布率由21.2%降至1.43%。合并计算，破碎后粒级大于50 mm的合计产率由54.1%减少至35.4%，金分布率由37.8%降低至26.0%。但无论矿石是否经过圆锥破碎，金在20~50 mm粒级范围的品位相对较高。

从浸出后的数据可见，当矿石粒度大于50 mm时，柱1#、柱2#各粒级金浸出率随粒度降低而升高，尾矿中金含量偏高；矿石粒度小于50 mm后，金浸出率变化不大，尾矿中金含量较低。未经破碎柱1#的尾渣金含量为0.052 g/t，金浸出率为84.2%；经破碎后的柱2#尾渣金品位为0.046 g/t，金浸出率为85.6%；表明破碎处理可以明显提高金的浸出率。入堆粒级大于100 mm的矿石经圆锥破碎后较未破碎金浸出率提高1.4%。折算综合回收率，若不经破碎，综合回收率将降低1.7%(溶液无外排，100%循环利用)。不利的方面表现为破碎后铜的浸出率明显提高，会增加后续除铜成本。

图2 不同喷淋时间金浸出率

图3 不同喷淋时间氰化钠耗量

图4 不同喷淋时间铜的浸出率

表3 柱1#矿样浸出前后的粒度筛析结果

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

表4 柱2#矿样浸出前后的粒度筛析结果

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

2.3 堆场尾矿粒度筛析

为了解堆场尾渣金的分布情况，现场取该低品位金矿未经圆锥破碎的10个堆浸尾矿混为一综合样品，并对综合样品进行粒度筛析。堆场尾矿粒度筛析结果见表5。

由表5结果可知，该低品位金矿未经圆锥破碎矿样金浸出率为83.5%，堆浸尾矿中大于100 mm和100~50 mm两个粒级金含量略高。其中大于100 mm粒级矿石比100~50 mm粒级矿石金含量高0.009 g/t，而100~50 mm粒级矿石比小于50 mm粒级矿石金含量高0.011 g/t。可见大于50 mm粒级的尾渣金品位较高，降低矿石粒度有利于金的浸出，现场与柱浸实验所得结论一致。

表5 堆场尾矿粒度筛析

Tab.5 Sieve analysis of heap tailings

2.4 经济效益估算

2.4.1圆锥破碎机运行成本

该矿山低品位金矿碎矿车间有CH660及H6800两台圆锥破碎机在生产中运行，上年度运行费用主要包括：电费37.06万元，维修材料费52.35万元，人工费46.32万元，总运行费用合计135.73万元。

2.4.2取消圆锥破碎减值估算

圆锥破碎车间上年度处理矿样1279万吨，按原矿金品位0.34 g/t，堆浸渣年均金品位为0.052 g/t计算，堆浸浸出率为84.7%，按金价280元/g，采用柱浸法和堆浸尾渣法估算取消圆锥破碎的减值。

1) 按柱浸估算。低品位金矿未经圆锥破碎柱浸，金浸出率为84.2%，该浸出率较经圆锥破碎后再柱浸降低1.4%。减少产值=1279×0.34×1.4%×280 =1704.65万元；估算经济效益损失=产出减值-圆锥破碎成本=1704.65万元-135.73万元=1568.92万元。

2) 按堆浸尾渣估算。现场低品位金矿未经圆锥破碎堆浸，金浸出率为83.5%，该浸出率较经圆锥破碎后再堆浸降低1.2%。减少产值=1279×0.34× 1.2%×280=1461.13万元；估算经济效益损失=产出减值-圆锥破碎成本=1461.13万元-135.73万元=1325.4万元。

综上，综合堆浸生产和柱浸实验尾矿的筛析结果估算，取消圆锥破碎每年减少经济效益超过1300万元。

3 结论

1) 某低品位金矿原矿经生产现场圆锥破碎后，大粒级矿物量减少。筛析实验结果表明大于50 mm粒级矿物合计产率由54.1%减少至35.4%，金分布率由37.8%降低至26.0%。

2) 柱浸实验表明，入堆粗粒级矿石经破碎后更有利于金的浸出。未经破碎的尾渣金综合品位为0.052 g/t，金浸出率为84.2%；经破碎的尾渣金综合品位为0.046 g/t，金浸出率为85.6%，经破碎后较未破碎的金浸出率提高1.4%。

3) 现场堆浸尾矿筛析测定结果显示，大于50 mm粒级堆浸尾渣金品位较高。进一步证实降低矿石粒度有利于金的浸出。

4) 经济效益估算表明，如果取消圆锥破碎，尽管每年可节约运行成本135.73万元，但由于浸出率降低，产出减值可达1461.13万元，导致盈利减少1325.4万元。建议生产现场保留圆锥破碎工序。

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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

张兴勋，男，高级工程师，研究方向：有色金属冶金。E-mail: zxx0816@sohu.com