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從金礦石中提取黃金有幾種方法

金在礦石中的含量很低,為了提取金,需要對礦石進行破碎和磨礦,並采用選礦方法進行預富集或從礦石中使金分離出來。黃金選礦中多采用重選和浮選,重選法在砂金生產中占有十分重要的地位,浮選法是巖金礦廣泛采用的選礦方法,目前,我國約有80%的巖金礦采用這種方法選金,選礦技術和裝備水平有了很大提高。

(壹)破碎與磨礦

據調查,我國黃金選礦廠粗碎采用顎式破碎機,中碎采用標準圓錐破碎機,細碎則采用短頭型圓錐破碎機和輥式破碎機。中小型黃金加工廠大多采用兩段壹閉路破碎,大型黃金加工廠采用三段壹閉路破碎工藝。

為了提高選礦生產能力,挖掘設備潛力,對破碎流程進行了改造,使磨機的利用系數提高,采取的主要措施是實行多碎少磨,降低入磨礦石粒度。

(二)重選

重選在巖金礦中應用廣泛,多作為輔助工藝,回收磨礦回路中的粗粒金,為浮選和氰化工藝創造有利條件,提高選礦指標,提高金的總回收率,對增產降本起到積極作用。山東省約有10家黃金選廠采用了重選工藝,平均總回收率可提高2%~3%,企業經濟效益良好,據不完全統計,年利潤達數百萬元。河南、湖南、內蒙古等省(區)也取得了很好的效果,使用的主要設備有溜槽、搖床、跳汰機和短錐旋流器等。從我國大多數金礦的情況看,浮選-重選(浮選尾礦加重選)聯合工藝是適合使用的,今後應大力推廣磨礦階段的階段選工藝,提倡選礦能收、早收的原則。

(三)浮選

據調查,我國約有80%的巖金礦采用浮選法選金,產出的精礦送有色冶煉廠加工。由於氰化法煉金的日益發展和企業為提高經濟效益、減少精礦運輸損耗,近年來產品結構發生了較大變化,多采用就地處理(當然也由於選冶與定價等問題的矛盾,迫使各礦山自行就地處理)促使浮選工藝得到較大發展,在黃金生產中已占有相當重要的地位。通常有優先浮選和混合浮選兩種工藝。近年來在工藝改造和藥劑添加制度方面有了新的進展,浮選回收率也明顯提高。據對全國40多家選金廠浮選工藝指標調查結果表明,硫化礦浮選回收率在90%以上,少數高達95%~97%;氧化礦回收率在75%左右;個別達到80%~85%。近年來,浮選工藝創新改造以及科研成果眾多,效果明顯。階段磨浮工藝、重-浮聯合工藝等,是目前我國浮選工藝發展的主要趨勢。如湘西金礦采用重-浮聯合工藝,階段磨礦階段選別,獲得較好的指標,回收率提高6%以上;焦家金礦、五龍金礦、文峪金礦、東寶金礦等也取得了壹定的效果。又如新城金礦,原工藝流程為原礦直接浮選,由於含泥量高(礦石本身含泥量高,加上礦山尾礦膠結充填強度不夠,帶入部分泥砂)使選礦指標不斷下降。經過研究試驗,采用泥砂分離工藝,回收率由 93.05%提高到 95.01%,精礦品位由 135g/t 提高到 140g/t,穩定了生產。由於原礦品位逐年下降,浮選指標降低,與沈陽黃金研究院等單位合作,采用分支浮選工藝,提高了浮選指標和精礦品位。這壹科研成果(1988 年 1 月通過了黃金公司的技術鑒定)為浮選工藝的改造提出了新的見解。當然,浮選法等方法也不是萬能的,不可能對所有含金礦石都有效,還要考慮礦石的性質,在選擇工藝流程時,需要進行多方面的論證和試驗。

近年來,為了提高分選效果,在工藝不斷改進的同時,對藥劑添加劑的制取和藥物的混合也作了大量的改進和研究,在配料實現自動控制方面也取得了新的進展。

(四)化學選擇--濕法冶金提金工藝

1.汞齊法提金工藝

汞齊法提金工藝是壹種古老的提金工藝,既簡單,又經濟,適用於回收粗粒單體金。我國許多金礦仍在使用這種方法。隨著黃金生產的發展和科學技術的進步,混汞法提金工藝得到了改進和完善。由於環保要求的日益嚴格,壹些礦山取消了混汞作業,進行改選,浮選和氰化提金工藝取而代之。

在黃金生產中,混汞法提金工藝仍有其重要作用,國內外均有應用實例。目前,河北張家口、遼寧二道溝、吉林夾皮溝、山東沂南等許多金礦都應用了這壹工藝。遼寧二道溝金礦原為單壹浮選工藝,根據礦石性質改為混汞加浮選聯合工藝,總回收率提高7.81%(混汞回收率64.6%),尾礦品位由0.74g/t降至0.32g/t,年創效益158萬元。汞齊法提金工藝的關鍵是如何采取保護措施消除汞毒汙染。

二、氰化提金工藝

氰化提金工藝是現代從礦石或精礦中提取黃金的主要方法。氰化提金工藝包括:氰化浸出、浸出液洗滌過濾、氰化液或氰化漿提金和冶煉成品等基本工序。我國現有的金礦氰化廠基本上采用兩種提金工藝,壹種是以較濃的連續逆流洗滌,用鋅置換沈澱回收金的所謂常規氰化提金工藝(CCD法和CCF法),另壹種是無需過濾洗滌,利用活性炭直接從氰化礦漿中吸附回收金的碳氰化礦漿無過濾工藝(CIP法和CIL法)。

常規氰化提金工藝根據處理物料的不同又分為兩種:壹種是處理浮選金精礦或混汞處理、重選尾礦的氰化廠。采用這種工藝的多為國有大型礦山。如河北金廠峪;遼寧五龍、河南楊寨峪;山東招遠、新城、焦家、三山島等金礦。另壹種是處理泥質氧化礦,采用全泥攪拌氰化提金廠。如吉林海溝;黑龍江團結溝;安徽新橋金銀礦等礦山。

我國早在30年代就已開始采用氰化法提金工藝。臺灣金瓜石金礦在1936~1938年期間,采用氰化-鋅粉置換工藝提金,年產黃金15萬兩。

進入20世紀60年代,為適應國民經濟的發展,大力發展礦產金的生產,在壹些礦山先後采用間歇式機械攪拌氰化提金工藝和連續攪拌氰化提金工藝來代替滲濾氰化提金工藝。1967 年,首先在山東招遠金礦、靈山金廠和靈龍金廠實現了連續機械攪拌氰化法提金,氰化法提金率由 70氰化提金率從70%提高到93.23%,從此連續機械攪拌氰化提金工藝在全國各大金礦迅速普及。1970年金廠峪金礦、1977年烏龍金礦氰化廠建成投產,此後全國又相繼建成投產了壹批機械攪拌氰化廠,氰化法提金工藝進入了壹個新的發展階段。

黃金生產的不斷發展和黃金資源的迅速開發,20世紀80年代以來泥質含金量高的氧化礦石大量增加,針對這類礦石開展了全泥氰化攪拌浸出研究,並在黑龍江聯合溝金礦建成了日處理500t礦石的氰化廠,於1983年投產。從此,全泥氰化提金工藝得到推廣應用,先後在河南、吉林、河北、陜西、內蒙古等地建廠提金。與此同時,為了解決泥質氧化礦石在濃濾器中固液分離的困難,1979年11月長春黃金研究院開始對聯合溝金礦采用免濾碳漿提金工藝,進行了兩年的試驗研究,取得了成功。在此基礎上,1984 年 8 月在河南菱湖金礦設計並采用國產設備建成了我國第壹座日處理 50t 礦石的碳漿提金廠。我國氰化法提金工藝向前邁進了壹大步。碳漿提金工藝已成為處理巖金礦泥質氧化礦石中金性質的重要方法之壹。此後,吉林、河南、內蒙古、陜西等地相繼建成碳漿提金廠。1984年底,冶金工業部黃金局為了推動碳漿提金工藝在我國的應用,移植消化國外先進技術和設備,與美國戴維麥凱公司合作,分別在陜西西洞峪金礦和河北張家口金礦建成了日處理礦石250噸(西洞峪)和450噸(張家口)的碳漿提金廠。450噸(張家口)碳浸出提金廠。據調查,張家口金礦的回收率達到 93.54%(1988 年炭漿回收率為 90.25%)。

按照科學實驗研究搞技術革新,使我國黃金生產技術水平有了很大提高。如金廠谷金礦研究用鋅粉代替鋅置換金泥取得成功,使金泥置換率達99.89%,含金品位明顯提高,鋅耗由原來的鋅置換量2.2kg/t降到0.6kg/t,生產成本明顯降低。繼在招遠、焦家、新城、五龍等礦山推廣應用後也取得了明顯效果。低品位氧化礦堆浸工藝,在丹東虎山金礦試驗成功後,相繼在河南、河北、遼寧、雲南、湖北、內蒙古、黑龍江、吉林、陜西等省區推廣應用,經濟效果明顯,為低品位氧化礦的開發利用開辟了道路。據不完全統計,我國目前采用堆浸法生產的黃金年產量達 1 萬多兩(僅河南省堆浸法生產的黃金累計達 1.3 萬兩),但與發達國家相比、我國堆浸規模較小,壹般為1×103~3×103t/堆,1萬t/堆的較少,技術上存在較大差距,1988年,陜西太白縣雙王金礦壹座萬噸級大型堆浸場建成投產,取得了可喜的成績(礦石品位1.5克/噸)。

引進消化國外先進技術和設備(如美國的高效濃縮機、雙螺旋攪拌浸出槽,日本的馬爾斯泵、帶式過濾機等),使我國黃金生產在設備和技術水平上進壹步提高,同時也促進了我國黃金選礦設備向高效、節能、大型化、自動化方向發展。在硫脲提金、硫代硫酸鹽提金、預氧化細菌浸出、加壓催化浸出、樹脂吸附等新工藝的科學研究方面,近年來有了新的進展。1979年長春黃金研究所進行的硫脲提金試驗獲得成功,1984年又在廣西龍水礦建成了日處理浮選金精礦10~20t的硫脲提金車間(1987年通過部級鑒定)。).其他工藝均處於試驗研究階段,並正準備建廠投產,足以說明我國黃金技術已發展到壹個新水平。

(五)黃金冶煉與回收

黃金冶煉是黃金生產的最後壹道工序,其產品為黃金成品。冶煉有粗煉和精煉之分。精煉後的產品為合金(俗稱合成金),我國金礦上的地產金多為合成金,直接賣給銀行。富含黃金的礦塊和各種金精礦運往有色冶煉廠加工提煉成品金(俗稱含量金)。建廠40年來,黃金冶煉和綜合回收發展較快,冶煉技術和工藝裝備水平不斷提高,冶煉成本日益降低,促進了黃金生產的發展。

1.金礦原地冶煉黃金

70年前,黃金生產處於起步發展階段,除少數礦山開始采用氰化法提金工藝外,礦山原地煉金主要是從沖積層重選自然金和冶煉精礦,以及汞齊法提金工藝產出的汞膏為原料進行的原地冶煉,原地煉金僅占總產量的30%。70%的黃金依靠*有色金屬冶煉,冶煉成本有所降低。70%的黃金由*有色金屬冶煉廠回收。

1970年以後,黃金生產逐步發展,氰化提金工藝應用越來越廣泛,礦山上的產金量不斷增加,1985年,成品金礦產量已占全國黃金產量的70%,大部分精礦生產廠就氰化冶煉產出成品金。

多數礦山原地冶煉采用傳統的坩堝法冶煉,由於生產工藝和加工原料的性質不同,生產出來的復合金含金量也不壹樣,銀行直接銷售時由於含金量不高或銀不算價等原因,壹些礦山為了提高質量和經濟效益,采用化學法除去雜質後再次熔煉或電解法將金銀分離提煉。焦家金礦曾於1984年試驗了壹種新的濕法冶金工藝,將氰化金泥經電解氯化法除去*金屬(采用水氯化法提金和氨浸法提銀)獲得含金品位99.9%的金錠和含銀品位99.9%的銀錠,金泥中的銅、鉛也同時回收(汙泥濕法處理有推廣的趨勢)。招遠金礦成功研制了Φ1.5×1.8m轉爐冶煉金泥,取代了過去的坩堝冶煉,降低了成本,改善了勞動條件。該方法在山東新城金礦等礦山廣泛應用,效果較好。

招遠冶煉廠是我國自行研究、設計和建設的第壹座黃金冶煉廠,專門處理多金屬硫化金精礦,以提金為主,同時回收銀、銅、鉛、硫等,是集冶煉、化工為壹體的綜合性新型企業。招遠冶煉廠的建成投產,為我國黃金生產冶煉工藝填補了壹項技術空白,采用焙燒-酸浸-(鹽浸)-氰浸聯合工藝,解決了長期以來采、選、冶之間的生產矛盾,並解決了金精礦長途運輸損耗大(年損耗率2%~3%)、運輸壓力大和綜合利用難的問題。

選廠生產工藝設計,吸收國內外先進經驗,采用真空帶式過濾機作為浸出渣的洗滌過濾設備,采用軸流氰化浸出槽對浸出渣進行三次浸出、三次固液分離和洗滌,工藝先進。

2.有色金屬冶煉廠伴生金的回收

在黃金生產中,從多金屬礦中回收伴生金占有相當重要的地位。金和銅、鉛等有色金屬壹起被選入精礦,在銅、鉛冶煉中,金和銀被回收。為了提高金的產量,全國壹些有色冶煉廠都建起了貴金屬綜合回收車間,到1985年,全國已有20多家,除沈陽冶煉廠外,還有株洲、上海、雲南、重慶、武漢、富春江等冶煉廠和天津、太原電解銅廠等。其中,沈陽冶煉廠、上海冶煉廠和株洲冶煉廠的伴生金產量占全國伴生金總產量的 90% 以上,是我國黃金生產的重要力量。這些企業的伴生金回收是基於銅鉛冶煉工藝,金銀富集在粗銅和粗鉛中,電解精煉粗銅和粗鉛,金銀沈積在電解陽極泥中,因此從陽極泥中提取金銀是回收伴生金銀的主要途徑。

銅陽極泥處理工藝,得到了較快的發展,通過不斷改革和創新,使傳統的火法生產工藝更加成熟和完善,半濕法聯合工藝和全濕法新工藝試驗成功並已投產,使我國冶煉技術裝備水平有了很大提高。如熱解剝銅工藝的改進、有價元素的綜合回收、爐體的改進和吸塵系統的完善等。還有電解槽的改造、中頻爐的推廣應用等等。這些都使火法冶煉工藝逐步成熟和完善,使技術經濟指標得到提高。由於火法冶煉工藝具有技術條件穩定、工藝成熟、綜合利用程度高、原料適應性強、處理量大、成本低等優點,至今仍是沈冶、珠冶、商冶等冶煉廠普遍采用的方法。富春江冶煉廠、武漢冶煉廠、重慶冶煉廠采用了全濕法新工藝,取得了顯著效果。雲南冶煉廠、天津電解銅廠采用選冶聯合工藝獲得成功並投產,也取得了顯著的經濟效益。硫酸渣提金工藝的試驗成功和應用,也為我國黃金生產和資源充分利用開創了壹條新路。

(六)堆浸生產工藝

我國黃金資源中,低品位氧化礦石量占有壹定比例,用常規氰化提金工藝處理這類礦石在經濟上是不經濟的,而堆浸生產工藝在經濟上仍是有利的。今後進壹步擴大堆浸生產規模,是提高我國黃金產量的途徑之壹。20世紀70年代末,我國開始了低品位含金氧化礦石堆浸生產工藝的研究,在遼寧丹東虎山金礦試驗成功小規模生產後,又在河南菱湖、銀東坡,雲南墨江,河北崇禮,內蒙古赤峰等地區的礦山推廣應用,取得了比較滿意的低品位氧化礦石經濟效果。比較滿意的經濟效果為含金低品位氧化礦的開發利用開辟了道路。由於堆浸提金工藝簡單、易操作、投資少、效益好、上馬快,因此堆浸提金工藝發展迅速。近年來,在國務院和黃金總公司的高度重視下,堆浸生產工藝又有了新的發展,堆浸規模和數量有了新的增長,生產技術也在不斷改進和提高。造粒技術和活性炭吸附柱的應用以及載金炭解吸電沈積處理工藝的發展,更為堆浸金工藝的推廣應用增加了新的活力。

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