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      為了保證現場堆浸取得成功,并取得高的技術經濟指標,堆浸前的試驗工作很重要,必須采集有代表性的礦樣,進行比較詳細的礦石工藝礦物學研究和系統的柱浸試驗,試驗的規模及深度取決于礦石的性質及堆浸的規模。堆浸前對礦石進行工藝礦物學的研究和室內模擬柱浸試驗是現場堆浸能否成功的關鍵因素,其目的是了解礦石氰化浸出的可能性和摸清礦石在一定粒度下是否有良好的滲透性;浸出率及浸出時間與礦石粒度間的關系,提供入堆礦石粒度;確定礦石是否需要制粒及制粒條件;通過柱浸試驗還要為現場生產提供所需的最佳氰化鈉濃度、噴淋強度等各參數并制定合理的浸出率、尾礦品位等各項指標和選擇好回收系統。根據多年的試驗工作,整理出這份資料。

      一、采集有代表性的試樣
      試驗樣品必須有比較充分的代表性,在礦物組成、化學成分、礦石結構構造、金的賦存狀態、金的粒度及嵌布特性、礦石氧化程度、含泥量,以及有害組分含量等方面,應能代表礦區或大型礦床的首采地段。對不同類型、不同品位級別的礦石應分別取樣,所采樣品的塊度應能滿足柱浸試驗要求。根據礦區規模、礦石性質及生產部門的要求,考慮對不同類型、不同品位級別的礦石是進行單獨試驗,還是組成混合樣進行試驗。

      二、礦石工藝礦物學研究
      礦石工藝礦物學研究是礦石可浸性試驗的基礎,是制定選冶工藝流程的依據,其工作應超前進行,其研究內容包括下述內容。

      1、礦石化學成分
      原礦應進行光譜半定量全分析、化學全分析及試金分析,有的項目還應進行物相分析,了解有用及有害組分的種類及含量。氰化法回收金銀時,礦石中存在的銅、砷、銻、碳等均影響金銀的浸出。砷、銻礦物對金銀氰化浸出過程影響極大,它不僅消耗大量的氰化鈉及溶液中的氧,而且其分解的產物還會在金粒表面形成薄膜,影響金銀的浸出。礦石中若存在具有活性的碳,它不僅影響金銀浸出,還會吸附溶液中的金銀。礦石中所含的活性銅(主要為金屬銅及各種氧化銅)對金的氰化浸出影響也很大,它消耗大量的氰化鈉,對含銅較高的礦石,應做銅的物相分析,確定金屬銅、各種氧化銅、次生硫化銅及原生硫化銅的含量。礦石中礦物雜質的影響,是堆浸過程中氰化鈉用量增加的主要因素,礦石中的造酸礦物與浸出液中的二氧化碳會產生揮發性有毒氣體——氰化氫,為了使氰化氫生成最小,一般采用在浸出液中加石灰的辦法將PH值保持在10~11之間。二價銅、二價鐵、三價鐵、二價錳、二價鋅會消耗大量的氰化鈉,妨礙金的溶解,其它雜質如我們礦區的油性黑土,本身酸性大,不單消耗氰化鈉,還會消耗溶液中的氧,妨礙金的氰化過程。

      2、礦石的礦物組成
      查清組成礦石的主要金屬礦物及脈石礦物,特別是影響氰化浸出的礦物種類及含量。不同的金銀礦物,其氰化浸出有所不同,自然金、銀金礦易浸,碲金礦、針碲金礦及針鐵金礦難浸。砷對金的氰化浸出影響很大,當其礦物含量達百分之幾時,將使氰化過程停止。磁黃鐵礦由于其能優先與氰化鈉反應,大量消耗氧,而影響金的浸出。對于礦石中所含的碳,應確定其是否具有活性。對于脈石礦物,主要查清粘土礦物種類及含量,因為它對礦石的滲透性有很大影響。

      3、金的賦存狀態
      結構疏松、裂隙、空洞發育的礦石,一般都具有較好的滲透性能,金的賦存狀態對其氰化浸出性能有很大的影響,應查明含金礦物的種類、相對含量及其載體礦物。礦石中碲金礦含量高時,則氰化效果不好,如果微細粒金賦存在方鉛礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦中,一般難以浸出,若金呈吸附狀態賦存于粘土礦物之中,則無法直接氰化浸出,必須經過預先氧化處理。
      為了弄清楚金的賦存狀態,應對原礦做金的金屬量平衡,確定金在各種載體礦物及脈石中的分配及可見金與次顯微金的比例。一般來說,次顯微金含量高的氧化礦石,可浸性能都比較好。

      4、金的粒度、嵌布特征及形態
      金的粒度大小,對氰化浸出速度有明顯的影響,粗粒金的氰化浸出速度要慢得多。據有關專業技術工程師的測定結果——金粒在0.12%氰化鈉溶液中的溶解速度,0.125~0.25mm金粒完全溶解需18~30天,0.074~0.125者需5~10天,0.038~0.074者需3~4天,0.038者需5~48小時。
      金的嵌布特征對堆浸指標有明顯影響,裂隙金、晶隙金(粒間金)及礫間金較易浸出,這部分金在破碎過程中易解離或裸露。包裹金由于包裹在載體礦物和脈石礦物中,無法與氰化溶液相接觸,所以這部分金無法回收。金的形態對浸出也有影響,同一粒度如果形狀不一樣,則表面積也不一樣,溶解速度也不一樣,毛發狀、樹枝狀、片狀金的溶解速度快。

      5、礦石的物理性質
      礦石的硬度、真比重、堆比重,以及礦石中可溶性成分,對堆浸工藝過程控制有影響,需要查清,比如水和礦石或礦漿中的SO42和Ca2的含量,這為堆浸前礦石的預處理提供依據。

      三、柱浸試驗
      實踐表明,對于無滲透性、無化學反應性能問題,以及碎至一定粒度的礦石來說,無需進行現場堆試。因為實驗室柱浸試驗結果與幾百噸幾千噸規?,F場堆試的結果十分接近。柱浸試驗是可浸性試驗中最經濟和最有效的方法。含泥量大或石英包裹金含量高的金礦石,用一般常規堆浸方法浸出,往往難以成功,在極為不利的情況下,粘土及礦泥還會封死壙堆,使浸出液從礦堆側面流出而不是流過礦堆,造成浸出率很低。因此,了解礦床的礦物工藝特征,認識堆浸礦山對礦物要求的一般知識,針對不同類型、不同特性的礦石,在科學試驗的基礎上,采用不同的工藝處理方法,對堆浸十分重要。

      1、全泥氰化試驗
      柱浸試驗前,應進行全泥氰化試驗,初步了解礦石的氰化浸出性能,一般說來,全泥氰化金浸出率大于90%,柱浸試驗就有可能取得較好的指標。全泥氰化結果好的礦石,可根據需要進一步作滾瓶試驗,初步確定柱浸試驗的基本條件,如礦石粒度及氰化鈉用量等。也可以根據全泥氰化的結果,直接進行系統的柱浸試驗。

      2、篩析試驗
      (1)原礦篩析:對各入浸粒度下的礦石應進行篩分分析,了解金在各粒度的分布。對于以可見金為主,金粒度較粗,且主要呈裂隙金和間裂金嵌布的礦石,破碎以后金在細粒級中富集,粗粒級中金品位往往很低,對于這種礦石,在現場堆浸中,往往可采取較粗的入堆粒度。此外,根據-200目含量也可初步判斷礦石有無滲透性問題。
      (2)尾礦篩析:對浸出率較低的礦石,應對柱浸尾礦進行篩析,以考查各粒級尾礦中的浸出效果。如果粗粒級中金的含量高,減小入堆粒度,有可能提高浸出率。若細粒級尾礦中金的含量仍很高,則說明礦石中包裹金含量高,用堆浸法難于取得高的浸出率。

      3、柱浸試驗內容
      柱浸試驗是在不同直徑和高度的浸出柱中進行。有人對直徑為230mm及120mm的浸出柱進行對比試驗,結果表明,不同柱徑的浸出指標沒有明顯的差別,所以柱浸試驗一般采用直徑150~200mm的浸出柱。
      (1)粒度試驗:礦石粒度是堆浸的主要條件,它不僅對浸出率,而且對堆浸的生產成本及堆浸工藝都有影響,礦石粒度大小和分布是影響制粒浸出率的主要因素,有些金的粒度很細,必須將礦石破碎到一定程度才能浸出。在保證浸出率的前提下,盡可能采用較粗的粒度,可節省動力及減少粉礦量,能提高礦堆的滲透性。
      (2)制粒試驗:對粘土礦物含量高、粉礦多的礦石,由于滲透性差,往往不能直接堆浸,需要先經過制粒預處理。據堆浸專家提出,如果柱浸60天后,滲透速度小于五倍現場流速,則需要制粒。
      根據礦石情況,可對礦石進行全制?;蚝Y出細粒部分制粒,試驗內容包括確定粘結劑的種類和用量、團粒水份及固化時間。如何評價團粒強度及穩定性,目前尚無統一的方法,一般用塌陷度來考查制粒效果,認為塌陷度大于10%時,應增加粘結劑用量,要求團粒浸出60天后,溶液流速仍大于100L/(m2·h)。
      制粒堆浸的目的就是使含大量粘土和泥質物的礦石能夠有很好的滲透性,最普通的制粒劑是水泥,它也為氰化鈉溶液提供保護性堿性,以便氰化,但用于調整PH值的水泥量通常比用于制粒的還多,因此,常常因添加過量的水泥造成金的浸出率下降,制粒的關鍵之一是粘合劑——水泥的用量和添加水泥的均勻性。
      水泥用量:在實驗室柱浸試驗的基礎上,在現場根據礦石的性質多進行幾次制粒柱浸滲透性試驗。要達到所要求的制粒質量,不同標號的水泥,制粒時的水泥用量也不同,標號高的,用量少些;標號低的,用量多些。固化后的團粒,如水泥用量低于下限,手感軟,在水中易碎;達到下限時,手感較硬,在水中不易碎;超過下限時,手感硬,有一個量變到質變的過程。由于水泥添加量與所形成的制粒質量有關,所以水泥必須添加到上述合適量范圍,團粒水份在20%左右,大于此量團粒表面不光滑,質軟。制成的礦粒,團粒的大小均勻且基本在3~15mm范圍內的,可以大大提高浸出速度。團粒固化在礦堆中進行,制粒溶液表面張力產生的濕礦粒的強度足夠防止礦堆下陷,直到固化,這期間,不要有人或機械在礦堆上走動(這是最好的),也不要提前噴淋礦堆,以免使制成的礦粒被破壞,導致制粒失效。
      添加均勻性:如果局部添加水泥偏少,那么就有可能由于團粒泥化而形成泥化層,造成完全不滲透或滲透性差,使金的浸出速度大大減緩。在現場的噴淋中,如果沒有明顯的高峰期,而且拖尾時間長,也就是這種情況造成的。
      石灰用量:水泥本身是堿性的,確定水泥用量后,必須根據礦石的性質和酸堿度來確定石灰的用量,不能千篇一律。如果石灰過量,不單影響浸出效果,同時也會影響到活性炭吸附金的能力,因此,制粒時必須每天計算處理礦量、水泥用量和石灰用量,避免過量,即使過量,也只是一天的情況,對以后的浸出效果影響不是很大。將工作做細、做全是保證良好浸出效果的基礎。
      用氰化鈉溶液代替水溶液制粒,使水泥和干礦濕潤,在固化期就開始和金起反應,起到了預先浸出的作用,可以大大提高金的浸出速度,縮短浸出時間,提高浸出率,這對寒冷的冬季來說,有其優越性。
      (3)堆高試驗:堆高在堆浸生產中是個重要條件。一般說來,降低堆高可以縮短浸出周期,而增加堆高可以提高堆場的利用率和降低生產成本,但回收率也有所下降。對于有化學反應活性問題的礦石,在大規模堆浸前,建議采用現場堆高進行試驗,可采用多柱串聯浸出來模擬高堆浸出,試驗中應考查各柱溶液中溶解氧量的變化。
      (4)試樣原礦品位的確定:由于柱浸試驗樣品數量少,而礦石粒度粗,再加上礦石中金的分布不均勻及粗粒金的存在,直接化驗礦石難于準確確定每個浸出柱試樣的品位。建議采用下述公式確定試樣的原礦品位:原礦品位=(富液中的金量+尾礦中的金量/試樣重量)(g/t)或原礦品位=(吸附在炭中的金量+最終溶液中的金量+尾礦中的金量/試樣重量)(g/t)
      (5)噴淋強度及氰化鈉的濃度:柱浸試驗的噴淋強度,一般在15~30L(m2·h)之間,可用具有一定高差的醫用點滴輸液管供液,滴入柱內的溶液四處濺開,達到均勻布液目的。氰化鈉濃度類似現場過程進行控制,開始用0.06%~0.10%,中期用0.04%~0.05%,后期用0.02%~0.03%,根據試驗過程中氰化鈉加入量,算出每噸礦石氰化鈉的消耗量。一般認為,氰化鈉濃度太低,將使氰化時間延長,濃度太高,將使雜質溶解量增大,氰化鈉耗量增加,要根據實際調整。
      (6)提供設計所需的若干參數,堆浸設計前應具有以下參數
      礦石的吸液量或尾礦的含水率:測定礦柱排液前的布液量,或在噴淋結束后,不再排液時,測定尾礦的含水率。
      礦石堆比重:根據柱浸前后礦柱高度及礦石量,測出浸出前后礦石堆比重的變化數據。
      塌陷度:測定噴淋前后礦柱的實際高度,算出噴淋后礦石的塌陷度。
      溶液在柱內的流速:在柱浸前后測定溶液在柱內的最大流速,考查柱浸過程中滲透速度的變化。

      4、礦山水質考查
      水質對堆浸工藝過程及指標都有影響,在堆浸設計前,應取礦山用水進行水質分析,必要時需用現場的水進行柱浸試驗。

      5、尾礦中金的賦存狀態考查
      如果浸出尾礦中金的含量較高時,可根據需要,對尾礦中殘留金的賦存狀態進行考查。如果細小的自然金以包體形式存在于載體礦物及脈石中或微裂隙中的自然金連同載體礦物被包裹在礦塊中,是無法浸出的,又或是自然金在尾礦的微隙中,而自然金粒度又較粗,溶解不完全,如果延長浸出時間,金的浸出率還會提高,這對指導堆浸生產有一定的意義。

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