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含金矿石重力富集

目前,重力选金广泛应用于世界各国的黄金提取厂,包括该金属的主要生产国。

根据加工原料的性质,这些工厂分为三组:

  • 含有主要以氰化物可溶形式存在的贵金属的石英和石英硫化物矿石。
  • 黄铁矿和砷黄铁矿矿石,其金在硫化物中细密分布,耐氰化,以及含有吸附活性碳质物质的矿石。
  • 除金、银外,还含有重有色金属(铜、铅、锌、锑)以及铀的复杂矿石。

在每组中,确定了使用重力、浮选富集和氰化工艺的企业数量(表 1、表 2)。

表1 重选、浮选、氰化的应用规模

姓名

指标

企业集团

简单的

矿石

执着的

矿石

复杂的

矿石

全部的

企业总数

142

53

44

239

其中使用企业数量:

重力

42

17 号

19 号

78

浮选

26

36

43

106

氰化

137

47

25

209

表2 矿石重力富集情况

指标名称

企业集团

简单矿石

难熔矿石

复杂矿石

全部的

采用重力富集的企业数量

42

17 号

19 号

78

包括:

作为唯一的一个

工艺流程

1

-

-

1

与氰化结合

23

-

-

23

与浮选相结合

(未经氰化)

2

3

5

10

与浮选相结合

浓缩和氰化

16

14

14

44

含金矿石重力富集 -

超过1/3的企业在实践,但不与其他工艺重力组合的情况几乎从未使用过。

近年来,金矿石原料重力富集技术取得了较大进展。这首先体现在新设备的创建上,这些设备不仅能够提取矿石研磨过程中释放的大颗粒金属金,而且还能够提取非常小的金属金颗粒,例如离心选矿机和离心跳汰机,其中金颗粒和其他颗粒密度较低的矿物的分离效果提高了许多倍。

在绝大多数情况下,重力与氰化、浮选或两者结合使用。对于简单矿石,最典型的方案是重力和重力浮选富集浮选尾矿的氰化,在某些情况下,重力精矿。这些选项中重力的主要目的是将矿石中的大量游离金去除为产品(精矿),这些产品在与大部分矿石分开的冶金循环中进行加工。

除了提高金回收率(通常为总金回收率的2-4%)之外,这还可以防止或至少显着减少金在研磨和混合设备中的积累。

浮选与重力富集一样,是指在不干扰矿物成分的晶体结构和化学成分的情况下进行浓缩和分离的机械富集方法。这些方法还可能包括磁、电和辐射分离(包括光度分选)、按形状和粒度分离矿物、选择性粘附(通过粘性表面收集)和一些其他过程。然而,与上面列出的方法(包括重力方法)不同,浮选是基于使用具有多种功能的化学试剂。

通常在水环境中进行的浮选富集的基础是赋予提取组分的颗粒疏水性的原理,因此它们不被水润湿并被“推”到边界液相和气相,即使这些颗粒的密度比水的密度高许多倍。

通过引入悬浮液中并固定在提取的颗粒表面上的捕收剂(例如硫化物),赋予矿物颗粒疏水性。通过用空气对矿浆进行曝气,使用抑制废石矿物浮选的特殊发泡剂和试剂,以及通过调节pH值,即创造酸性、碱性或中性的纸浆环境。

由于浮选试剂的种类极其广泛,其总数约为 6-8,000 种,因此几乎可以通过浮选来浓缩任何矿物。在此基础上,开发了各种矿物混合物的分离(选择)原理和方法,以获得满足市场需求及其后续使用或化学和冶金加工条件的单独产品(精矿)。就此而言,浮选作为一种机械富集矿物原料的方法,具有非常大的潜力,这决定了它在各个行业的广泛应用,包括有色和黑色冶金、煤炭工业、钻石、石墨的生产等。磷、重晶石、菱镁矿、纯高岭土等矿产品。目前,每年通过浮选处理的矿物超过20亿吨,这是该工艺流程的最大特点。

浮选在金矿石原料的选矿中起着相当重要的作用。然而,这考虑到了金矿石与大多数有色金属矿石的浮选能力的区别的一个重要情况。后者的特点是主要技术阶段的明确分离:选矿和精矿的冶金加工。这些阶段在各个企业(选矿厂、冶金厂)进行,这些企业通常是各种生产协会的一部分。与此同时,绝大多数黄金提取工厂都按照从矿石加工到最终可销售产品——金条(多尔合金)的完整周期的计划进行运营。为此,金矿企业的矿石加工通常采用组合方案,将重浮富集作业与氰化及其他化学、冶金作业(熔炼、焙烧、蒸压或生化氧化等)相结合。

黄金回收工厂对矿石进行浮选

指标名称

企业集团

简单矿石

难熔矿石

复杂矿石

全部的

分析企业总数

142

53

44

239

其中,采用浮选富集

26

36

43

105

包括:

作为唯一的工艺流程

3

13

16

结合氰化和重力

26

33

30

89

根据矿石中的浮选活性,含金矿物可按以下顺序排列(按降序排列):

- 金属金与硫化铁(黄铁矿、毒砂)和重有色金属硫化物(黄铜矿、方铅矿等)的共生体;

- 实际含金硫化物,其中金以薄金属夹杂物的形式存在;

- 游离金粒和金银天然合金(金金矿、硅锰矿等)

当从主要是硫化物矿化的矿石中提取金时,使用浮选法可以达到最大的效果。浮选很少用于氧化金矿石,因为它不能令人满意地将金属回收到精矿中,在这方面比直接氰化矿石的工艺要差得多。然而,事实证明,在矿物学研究过程中,浮选的使用非常有用,可以从氧化矿石中分离出细小的游离金颗粒,以便随后进行显微镜检查,以确定金颗粒的尺寸和形态。一般来说,金矿石的浮选过程是在微碱性环境(pH = 7-9)中进行的。为了创造这样的环境,需要使用苏打或石灰(后者较少使用,因为它相对于含金黄铁矿,并且在某种程度上相对于天然金具有较弱的抑制特性)。

黄原酸乙酯或黄原酸丁酯用作捕收剂。通常使用松油或甲酚作为发泡剂。为了激活黄铁矿,将硫酸铜加入到矿浆中(在研磨过程中)。

脉石矿物(包括粘土)的凹陷是由硅酸盐和(不太常见)硫化钠产生的。后者还用于氧化矿物(孔雀石、蓝铜矿、白铅矿、角矿、菱锌矿等)颗粒表面的硫化,以赋予它们浮选活性。

对于金银矿石的浮选,根据其材料成分,使用多种设备:多室机械式、气动机械式、气动式以及大容量(罐式)浮选机。近年来,浮选塔已在多家金矿企业得到开发并成功运行,设计用于富集细磨矿石和矿浆矿石,以便在磨矿循环中富集自然金和粗含金硫化物。闪速浮选被视为从“新鲜破碎”的矿石中提取黄金的重力方法的替代方法,并在工厂中得到有效使用。

浮选作为唯一的工艺流程极少使用。这些主要是加工复杂矿石的企业,这些矿石与金和银一起含有其他有色金属(铜、铅、锌、锑),其浓度和矿物形式使得这些金属的相关提取具有可能性和经济可行性转化为流动的适销产品。以特殊试剂模式进行浮选可以从金矿石中分离出标准成分的铜、铅、锌和锑精矿,然后将其送往专门的冶金厂进行后续处理。在浮选过程中,原料中存在的大部分贵金属也进入这些精矿中。随后提取它们的可能性取决于主要冶金生产的技术。

金矿企业对多金属矿石进行复杂加工的主要策略是,除了通过浮选获得优质有色金属精矿外,还应确保利用其他工艺流程(特别是重力富集和重选)在现场最大限度地提取黄金。氰化。这种处理复杂矿石的重力-浮选-氰化联合工艺已为大多数企业所实践。

使用浮选的有利对象是技术上具有抗性的矿石,其中金与硫化铁密切相关,如果不使用相当复杂和昂贵的准备过程(氧化焙烧、高压釜或硫化物的生化氧化),则无法通过氰化法提取金。

浮选不仅可以将含金的硫化物(黄铁矿、毒砂)浓缩在少量精矿中,送往冶金加工,还可以分离这些硫化物,例如黄铁矿和毒砂或金含量不同的各代黄铁矿。

作为选择之一,采用重力浮选相结合的技术来富集低品位金矿石(Au 2.2 g/t)。在浮选过程中,使用金属金和金与黄铁矿共生体的特殊活化剂。结合戊基黄原酸钾(黄铁矿捕收剂)和引入矿浆中的二氧化碳以保持最佳 pH 值 = 8.4-8.6,该试剂可以将 85% 的金提取到精矿中,同时保留约 75% 的黄铁矿浮选尾矿中主要存在不含金的部分。考虑到重力,该工厂金精矿的总回收率超过 90%,精矿产量仅为矿石的 1.9%。

在加工碳质硫化物矿石时,通过初步浮选矿石中废煤馏分的金含量,或通过仔细选择碳和硫化物顺序浮选,提高含金精矿的质量和降低含金精矿的产量。每个阶段的试剂方案。

如果矿石中同时存在难熔金(以硫化物形式)和易氰化金,则浮选富集辅以氰化操作,氰化操作要么是浮选前的原矿石,要么是浮选富集的尾矿。浮选过程中获得的黄铁矿和砷黄铁矿精矿也可在现场进行氰化处理,但只有在含金硫化物经过初步化学、热化学或生物化学处理后才能进行。

在加工成分简单且金相对容易氰化的矿石的企业中,只有在确保产生含金废尾矿并且同时显着降低湿法冶金加工成本的情况下才使用浮选,因为并不是全部矿石都被处理掉。进行氰化,但仅浮选精矿。

就所使用的试剂和所使用的设备而言,浮选已成为一种极其多样化的过程,这使得浮选的使用范围比以前更广泛,包括低品位和复杂的矿石。由于浮选,可以提高黄金回收率并确保矿床开发的可接受的盈利能力。同时,该过程的多元性质需要对矿石进行多功能且彻底的实验室和技术研究,以及丰富的经验和知识,以便准确找到在特定条件下提供最佳效果的选项。

从原生矿床矿石中提取金和银的现代技术的基础是氰化,它包括用碱性氰化物(钠、钾、钙)水溶液选择性浸出贵金属。然后通过各种方法将溶解的金属从溶液中分离出来,最终获得高质量的商业产品——金属锭(多尔金属),送往精炼厂。在某些情况下,金银的精炼直接在现场进行,即在金矿企业的条件下。

应该指出的是,以前,由于金的溶解率低,在罐式装置(机械和气动机械搅拌器)中对含有大颗粒金和其他重矿物(特别是硫化物)的重力精矿进行氰化被认为是不可接受的以及维持悬浮液处于悬浮状态的困难,这导致重质馏分沉降在设备的底部。目前,这些问题正在通过使用卧式滚筒混合机以及氰化物溶液强制循环装置和锥形反应器来解决。这些设备可以对几乎任何粒度特征的含金重力精矿进行氰化。因此,传统的黄金重力选矿技术,将初级精矿深度精加工成丰富的“金头”,适合熔炼成金银合金(多尔金属),并辅以湿法冶金加工含中等金属精矿的替代方法。在浓度表或其他精加工设备上精炼一两次后的含量。

如果不仅对重力精矿进行氰化,而且对矿石重力富集的尾矿(使用“较软”的浸出模式)进行氰化,则该选项的有效性会更高,因为在这种情况下,可以直接引导矿石中的固体残留物。 “浓缩”循环进入一般湿法冶金工艺,最终获得单一商业产品。

世界采矿和冶金工业的历史很可能没有其他如此动态发展和掌握技术流程的例子,例如氰化浸金。例如,下图证明了这一点。氰化工艺于 1887 年 10 月获得专利。次年,即 1888 年,创建了一个示范半工业装置,并于 1889 年建成了世界上第一座金矿石氰化工厂。一年后,第二个工业氰化厂投入运行,四年多的时间里黄金产量从9公斤(1890年)增加到9吨(1893年),即一千次。随后氰化技术的快速发展导致该工艺很快在世界范围内以矿石原料生产黄金中占据主导地位,在110年间(1890-2000年),产量从每年200吨增长到2500吨。在过去的20年里,世界上92%的黄金是通过氰化从原生矿床的矿石中获得的(剩下的8%是从重有色金属矿石中沿途提取的金属份额:铜、铅) 、锑等)。

使用氰化物浓度极低(0.3-1 g/l 及以下)的溶液进行氰化的技术优势首先在于它是在微碱性环境(pH = 9.5~11.5)在常温常压下,决定了金矿石氰化具有较高的经济效益。

美国矿业局 (US BM) 在使用粒状活性炭从氰化物介质中吸附提取金 (1952) 以及块矿石和矿石堆的堆氰化浸出 (HC) (1969) 方面的发展发挥了重要作用。

第一个商业碳吸附金堆浸设施建于 1974 年,用于处理含金量低于 2.5 克/吨的岩石堆,当时使用传统研磨技术处理这些岩石堆是无利可图的。上世纪80年代,KB工艺在美国金矿开采业中极为普遍,随后在其他国家。在 KB (1979) 之前,USBM 的下一步发展促进了细碎和粘稠矿石的初步团聚。俄罗斯近10年来已创建约20家进行金矿石原料堆浸的工业企业,年处理总量超过500万吨。

通常,金含量为 0.5 至 1.5 克/吨的露天矿石进行堆浸,通过氰化从中回收 50 至 80% 的金属。这确保了各种规模企业的盈利运营:每年矿石0.5至1500万吨。有时会结合使用堆浸和坝矿石浸出作业。

大块矿石初步破碎至65毫米后,用石灰和氰化物溶液将破碎后的矿石团聚,然后进行堆浸。低品位矿石(金小于0.5克/吨)的处理采用坝浸法进行,无需破碎和造块。溶液中金的回收率为 70%,包括。 80% - 采用堆浸,65% - 采用坝浸。

提高湿法冶金工艺效率的另一个方向是将堆浸和坝浸操作与工厂氰化技术相结合。

坝浸工艺是对“底孔”尺寸的矿石进行的,不进行初步破碎。黄金是在单独的装置中从溶液中提取的。使用标准技术将来自两个浸出循环的金饱和煤合并并洗脱。黄金总回收率为 90%,其中工厂技术循环回收率为 95%,大坝浸出回收率为 73%。

历年富集老尾矿额外提金的企业实践证实了氰化法处理低品位金矿石盈利的可能性。鉴于这个问题的重要性(包括对俄罗斯金矿开采业),值得在另一份出版物中特别考虑。在此仅应指出的是,考虑到开发此类“技术”金矿和为后续湿法冶金加工(使用工厂技术进行氰化)准备旧尾矿的成本最低,该工艺的盈利能力在金提取水平上得到了保证0.4-0.5克/吨原原料。

氰化法的应用对象不仅是贫乏的,而且是相当丰富的含金物料,特别是矿石浮选和重力富集的精矿。

至于重力含金精矿,直到最近,唯一可接受的加工方法被认为是深度精加工(再清洗),然后将所得的“金头”熔炼成金属锭。然而,现在已经发明了特殊的装置,可以用氰化物溶液浸出大颗粒的金属金。

使用氰化法的一个重要领域是难熔矿石和精矿的加工。这些材料包括在致密且不溶于氰化物的硫化铁颗粒中含有分散的金内含物的材料:黄铁矿和毒砂。通过“无氰化物”湿法或火法冶金方法加工此类材料的可能性已经被研究了很长时间。然而,从经济角度来看,尚未取得积极成果。因此,几乎所有目前运营的金矿企业都采用相同的氰化工艺从难熔黄铁矿和毒砂矿石(精矿)中提取黄金,但只有在附加机械(细磨和超细磨)、化学(高压釜氧化)、热化学(焙烧)或生物化学之后才能提取黄金。含金硫化物的开环。通常,这些准备操作比氰化本身要昂贵得多。然而,总的来说,它们确保了最终商业产品的高金提取率和技术过程的整体经济效益。

氰化在含有铜、铅、锑、锌和其他重有色金属的复杂金矿的加工中也发挥着重要作用,相关的提取在技术上和经济上都是可行的。

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