金矿堆浸生产中存在的问题

1 前言
地表低品位氧化金矿堆浸法提金在我国取得了不少进展，但是，失败者也不少。根据在生产现场的经历与所见，对几个常见问题进行了分析和探讨。
2 喷淋器的选择
堆浸法提金过程中，我国多数采用喷淋方式向矿堆供液，普遍选用旋转摇摆式喷头目前，国内试制了一种改进的喷头，即旋转漫射式喷头。此两种喷头的主要技术参数见表1，其使用效果差别较大。
喷淋器主要技术参数 表1

前者旋转体的体积相对较大，重量相对较重，旋转体与支撑体之间易磨损。当其磨损严重或者安装位置不正时都会引起阻力增大，旋转不灵活甚至不旋转，以致药液不能分散而形成水柱喷出，使矿堆受到严重冲刷，药液的分布面积大大减少，矿堆内金的浸出不均衡。而旋转漫射式喷头的旋转体相对较小，重量轻，不会因安装不正或供液压力减小等原因造成喷头旋转不灵活，能保证药液均匀散射，根据经验，建议选用旋转漫射式喷头较好。
3 滴淋管的布置
滴淋堆浸在多风干旱缺水地区的应用有其独特的优越性，而且在布管施工中比喷淋要简单，因此，目前已被许多矿山所采用。从生产现场所见，滴淋管的布置普遍采用从矿堆的一个边坡上至相对边坡表面布置 ,这种布管方式简便。但是，它易出现在边坡面上的滴淋管产生汇流现象。这是由于边坡表面上的发射管处于一定的坡度，药液液滴易顺着滴管外壁从高处往低处流动，导致边坡下部药液分布集中，边坡上部药液分布较少，整个矿堆浸出率不均衡，浸出周期延长为了克服药液汇流问题，在生产上改用滴淋管在矿堆顶面和边坡面分别布管的方式，且边坡面上的滴淋管水平平行布置，有效地解决了边坡上的汇流问题，所以，建议生产上采用此种布管方式。对于较大的矿堆，为克服滴淋管过长易发生移位，并有利于喷停转换时滴淋管各部位供液及时，建议根据实际情况增设适当的支管。
4 正确配制氰化溶液
金矿堆浸用的氰化溶液，不同时期有不同的浓度要求。氰化溶液的配制方法虽然简单，但是，在生产现场仍是一个常见的问题，尤其是配药池设计容积小，一个班需多次配制时最易出现。此外取样分析不及时，不能指导溶液的配制，有的虽有分析结果但操作人员仍凭经验投放NaCN，也造成NaCN浓度时高时低。
事实上，氰化法提金，金的溶解速度不仅与NaCN浓度有关，而且与溶液中溶解的氧量有关，过高的NaCN浓度反而引起不良的结果。例如某矿山在高原寒冷地区堆浸，除开浸之初用新水配制了要求的NaCN溶液外，几天后用返回的贫液再配制氰化液时，从来不需要再添加碱调节pH值，而且富液pH值逐渐升高，金的浸出率仅30%～40%。矿山管理人员认为该金矿为难浸的碱性矿。为了探索提高该金矿的浸出率，曾对三个矿堆同时进行了监测。结果发现，三个矿堆的富液pH值都低于相应喷淋液pH值，这说明喷淋液经过矿堆后均消耗了部分碱，所以该矿石并不是碱性矿。另外的发现是富液pH值的升高与喷淋液pH值升高有关，而喷淋液pH值又与NaCN浓度有关。它除证实了矿堆要消耗碱外，还证实了pH值与NaCN的关系。这是由于矿区地处3500～3800m的高原寒冷地区，气压低，空气稀薄，氰化溶液中溶解的氧比正常地区要少。因为未按要求配制NaCN溶液，投放的NaCN过量，致使NaCN与氧的比例不协调而引起部分NaCN的水解：CN^–+H₂O→HCN↑+OH^–，因而造成喷淋液pH值升高。虽然矿堆要消耗碱，但由于其消耗量低于水解增加的碱量，所以，同期的富液pH值虽低于喷淋液pH值，但与前期相比富液的pH值仍在增加。如果喷淋液反复出现NaCN浓度过高的操作，则富液pH值就会逐渐升高NaCN的水解不仅造成NaCN的损失，溶液pH值升高，而且导致金的浸出率降低。从后期操作情况看，采用低浓度NaCN浸出，富液pH值升高受到了抑制，所以，在高海拔地区堆浸以采用低浓度NaCN溶液较为合适由此可见，根据不同矿石特性和不同地区牡
点，正确配制NaCN溶液是不可忽视的工艺条件。
5 制粒
为解决含矿粉和泥质较多的金矿堆浸渗透性问题，采用制粒技术，我国金矿制粒普遍使用圆筒制粒机或者圆盘制粒机，虽然规格有多种，但无实质性的差别。
从现场制粒实践来看，目前主要存在制粒质量不高的问题，即成球率低，强度不够产生的原因主要是：
1.配料不当。由于靠人工给料，因此矿石和粘结剂的配比不能严格控制，导致部分物料粘结剂过多，部分物料缺少甚至无粘结剂后者制粒后固结不好，在浸出时又会被淋洗松散而发生迁移，阻塞矿堆内部通道，没有达到制粒目的。
2.水份失控。同样是因为人工给料很不均匀，造粒时添加水量需频繁调节，因此极易出现水份控制失调。水份少的物料固结不好，且球粒不能长大。水份多的物料不成球而产生板结。
为解决配料和水份控制问题，建议使用圆盘给料机给矿，电磁振动给料机添加粘结剂和保护碱，转子流量计控制水量。特别介绍螺旋绞刀给料机，又称螺旋绞刀称，能与皮带称一起配合使用，螺旋绞刀给料机上的调速电机能根据皮带称上物料的重量自动调节粘结剂和保护碱所对应的配料重量，因此，应用这一组合能很好解决粘结剂和保护碱与矿石配比不均匀的情况。
3.制粒机结构及操作制度欠合理
对于制粒机的操作制度，目前主要有两个问题值得探讨：一是筛分后细粒物料制粒还是不经筛分全部矿石入机制粒；二是转速的控制。从解决渗透性和透气性两个目的出发，还是以筛分后细粒物料单独制粒为好。筛分后制粒不仅能使入机物料有一定的细度和均匀度，便于操作，造球质量高，而且能减少制粒的工作量。
圆筒制粒机的转速是成球率高低的关键因素之一。圆筒制粒时需要物料之间有相对运动才能成球，而筒内物料的运动状态又与圆筒的转速密切相关。由此可见，转速太慢时带到一定高度的物料只沿着筒壁向下滑行，物料之间没有相对运动，故不会成球。转速太快时带到一定高度的物料则成抛物线向下跌落，物料之间也没有相对运动，也不能成球。只有当转速达到最佳状态时才有表层物料在下层物料之上滚动向下的运动状态，此时才能达到成球的目的。
若生产现场已经购置了定型的圆筒制粒机，可参考
η临= 60√ rg/2πr 预测临界转速，最佳转速才是生产上需要的转速，应控制η佳=0.25～0.35η临。式中:r为圆筒半径(m),g为重力加速度(m/s²), π为圆周率。由于η临计算式主要考虑的是圆筒直径的影响，在续际生产中，物料的细度、筒内的物料填充率等条件不同也会影响造球的效果。所以，应根据生产时所控制的条件，在现场进行实地测量，以确定最佳转速。
关于制粒机的结构，金矿制粒机如果是采用直筒型的，在使用中常见的是混料不匀，球粒不易长大，球的强度不高。关键的问题是物料在圆筒内停留的时间短。在圆筒制粒机的出料端增设挡料圈较好。由于有挡料圈的存在，一方面可使已成之球不会立即出料，能在机内增加滚动时间，有利于增加球的强度。另一方面能使机内积存部分物料，可防止加料少或断料时，因缺乏物料导致细球不能长大的问题。另外，圆筒造球机的加水位置及方式需要恰当。对于上述7000mm长的制粒机而言，进料端约占筒长1/3的区间作为混料区，以及出料端约1000mm的区间作为增强区是必要的。加水区应控制在中后段约4000mm长的范围内。在加水区内，前2000mm范围以采用大液滴喷淋方式为好，这样可以增加球核的形成，后2000mm范围以采用喷雾式的方式较好，便于球粒长大。由此可见，加水区喷头设计成两种规格，虽然制造上增加了一定的复杂性，但对于提高成球率具有重要的作用。当然，也有不少金矿的制粒机是采用圆盘制粒机，成球率与倾斜角度有关。
6 注意提高筑堆质量
筑堆是堆浸工艺中成熟且必不可少的作业，本不应有再提出来探讨的必要。但是，正是因为筑堆工作本身看似简单，在生产现场却极易出现问题。其表现主要反映在以下几个方面:
1.入堆矿石粒度控制不严
入堆矿石粒度是在试验研究的基础上确定的，它关系到金的浸出速度和浸出率。一般而言，对于致密坚硬矿石其粒度要小些，对于裂隙片理发育良好的矿石其粒度可粗些，其目的都是为了保证氰化溶液易于扩散到金粒表面。在生产实践中，粒度过粗更为常见。产生的原因，一是目前金矿堆浸多采用颚式破碎机进行一段或二段破碎，往往因颚式破碎机颚板磨损没有及时调整颚式破碎机出口宽度，严重磨损时没有及时更换颚板，后期上矿的粒度普遍偏粗；二是某些扩建的矿山，矿石性质发生了变化，不是通过试验重新确定矿石粒度，而是照抄照搬原来的技术条件。
入堆矿石粒度过粗将造成浸出周期延长，浸出率降低。因此，通过试验确定上矿粒度，及时调整或更换颚式破碎机颚板是防止入堆矿石粒度不合理的有效办法。
2.矿堆高度选择不恰当
从经济角度出发，堆场面积一定的条件下，矿堆高度能影响处理矿石量的大小。从工艺角度出发，矿堆高浸出周期长。氧化金矿的堆浸多数要求当年筑堆当年浸出完毕，即所谓短期浸出。一般都是在当年气温较高的季节内30～60d浸出结束。对于一般地区而言，大多矿山都采用堆高4m左右。对于地处高原寒冷地区的矿山，因气温低工作周期短，因此应采用低高度矿堆堆浸，以2～3m为宜。
3.矿堆渗透性和透气性不良
矿堆渗透性关系到氰化溶液分布均匀和喷(滴)淋强度。透气性关系到矿堆内部的自然通风供氧。生产现场常见的问题是粒度严重偏析，矿堆被压实和造粒质量不高。
粒度严重偏析和矿堆被压实，主要是筑堆造成。目前金矿筑堆多数采用皮带运输机，有的矿山仅在堆场几处放矿数米高再人工平整，有的利用山坡自然坡度在一处放矿或者在采矿点与堆场间架设溜矿天桥固定在一处放矿至堆场，然后再人工或推土机平整。这些筑堆方式都使放矿点中部集中了细粒矿粉，而且被严重冲击压实，此处的透气性和渗透性极差。而每个放矿点四周又集中了粗粒矿石，虽然此处透气性好，但形成了良好的沟流区，导致矿堆内部氰化溶液分布不均匀。
为了克服筑堆时粒度偏析和被压实的问题，当采用皮带运输机筑堆时以采用多点分层上矿方式较好。实践证明，每层上矿高度不大于1m，相邻矿层上矿点交错布置是较为有效的办法。对于因自然条件的限制，皮带运输机实在不便移动的地方，采用手推车接运由放矿点向四周堆矿，每层高度以一车矿量为限，并辅以在矿堆上铺设木板或铁板作临时运输道，能够减轻矿堆被压实和粒度偏析的问题。
含矿粉和泥质多的矿石，一般都进行制粒上堆，如同制粒一节所述，由于不经筛分制粒，没有严格配料以及水份控制不当等原因都会使制粒质量不高，以致于浸出率低，浸出周期延长。
综上所述，矿堆没有筑好，轻则浸出率低，浸出周期长，重则可致无法喷(滴)淋。所以，提高筑堆质量是堆浸工艺中十分重要的环节，一定要引起高度重视。