金矿堆浸工艺十大问题剖析
0概述
津巴布韦有350多个尾矿处理厂，大部分都是采用堆浸和渗滤浸出工艺。生产证明，按当时金价98.6元/g计算，即使尾矿含金品位低至0.5g/t，只要堆场生产能力达到1.5万t/堆以上，矿山就能盈利。
岩、角砾岩、斑岩、硅化碳酸盐、铁帽及热液变质岩等类型的氧化矿石。1988年陕西双王金矿(角砾岩型)进行了万t堆浸工业试验,1988～
1992年新疆萨尔布拉克金矿(砂砾岩型)做了10万t堆浸工业试验、哈巴河县赛都金矿(石英脉型及破碎蚀变岩型)进行了2万t制粒堆浸工业试验，均取得较好效果。当前，我国堆浸矿山的生产指标为:浸出率平均65～70%，总回收率60%～65%，成本55～68元/t矿。
1、矿石结构及其物理化学性质
就一般而言，矿石结构疏松，裂隙发育者，则其渗透性都较好，有利于氰化物溶液对矿石内部的渗透和扩散，使金得到充分的溶解，因此，其浸出速度较快。如湖南新邵县高家坳金矿属泥质砂岩型，矿石渗透性良好，对该矿作生产调试时，曾进行过测试，当喷淋浸出后第二天取样化验，结果贵液含金浓度为4g/m3以上，已超过吸附要求(吸附要求贵液浓度> 1.0g/m3)。反之，如果矿石结构致密或含粘土较高，则不利于浸出，不但浸出速度慢，而且浸出率也较低。如河南灵宝樊岔金矿为含金石英脉型，该矿于1988年进行过7万t级堆浸工业试验，终因矿石致密，渗透性差，浸出率低(40%左右)而失败。由此可见，矿石结构对堆浸影响极大。
金颗粒大小与其溶解速度有关，不同粒度的金颗粒在0.12%氰化钠溶液中的溶解时间见表l。
2、矿石粒度
矿石粒度的大小对浸出率的影响很大，一般而言，粒度愈�。蛩杞鍪奔溆蹋雎室灿撸缤�1和图2所示。
但在生产实践中，若细粒级含量过多(指－0.074mm含量超过35%以上)，则会影响浸出率(一般降低3～5%左右)。这是因为细粒级过多会使矿堆表面结板而形成沟流、影响溶液渗透之故。
从图2中8mm粒度的曲线可以看出，灵湖石英脉摩棱岩型含金矿石，金的浸出率为41.1%,樊岔石英脉型为52.7%，河南毛塘斑岩型金矿为62.8%,湖北大冶铁帽型金矿为73%，上管蚀变岩金矿地表氧化矿为91.4%。可见，除矿石粒度外，矿石类型也是影响金浸出率的重要因素之一。
3、原矿中粘土含量
导致矿堆孔隙度及溶液渗透速度的降低。如图3所示，当粘土含量从15%增加到60%时，溶液的渗透速度从25cm/d降到0.4cm/d，而浸出时间则从15d增至125d。
对粘土含量高的矿石而言，溶液渗透速度随浸出时间的变化而变化，如图4所示。当浸出第10d时，溶液渗透速度达到最大值6L/t矿·d。其后则由于粘土矿物的膨胀，而矿堆孔隙度降低，故溶液渗透速度减至3.5～4L/t矿·d。
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pH值对金溶解速度的影响如图5所示。从图中可以看出，用石灰做保护碱，当pH> 11.5时，对金的溶解有明显的抑制作用。这是由于在高pH值时，在矿石表面生成过氧化钙薄膜而阻止其与氰化物反应之故。
5、氰化物浓度
金银溶解速度与氰化物浓度的关系如图6所示。
从图中可以看出，当氰化物浓度在0.05%以下时，金、银的溶解速度随着氰化物浓度的增大而直线上升，若继续提高浓度则金、银的溶解度仅缓慢上升而已，直至氰化物浓度增大到0.1%时为止。当浓度超过0.1%以上时，金、银的溶解速度便逐渐下降。因此，在实际生产中必须注意到，并非氰化物浓度愈高，金、银的溶解速度愈快。而金、银在低浓度氰化物溶液中其溶解速度较快的原因，是氧在其中的溶解速度及其在稀溶液中扩散速度均较大所致。氧在低浓度氰化物溶液中的溶解度几乎是恒定不变的，所以，用低浓度氰化物溶液浸出矿石时，金、银的溶解速度均很大，但各种非金属矿的溶解度却很�。庋杌锏南牧靠梢约跎俚阶畹拖薅�。湖南高家坳金矿堆浸厂进行生产调试时，采用低浓度氰化溶液喷淋浸出。结果证明，在低浓度溶液中((0.03%～0.08%)金溶解速度较快，喷淋后第二天贵液含金浓度便达到吸附要求。不但速度快，而且大大地降低氰化物的用量，据计算，处理一吨原矿消耗氰化钠仅135g/t（广西鑫宝矿业龙塘金矿为100g/t左右），用量为国内同类型堆浸矿山的1/3～1/4，低于国外的先进水平。
关于氰化物浓度与金的溶解速度的关系问题，笔者认为:当氰化物浓度低时，金的溶解速度只取决于氰化物溶液的浓度。反之，当氰化物浓度高时，金溶解速度与氰化物浓度无关，而取决于氧的浓度。在不同氰化物浓度下，金的浸出率随时间长短而变化，即如果要求达到同样的浸出率，低浓度时所需时间可能长些，如图7所示。当氰化物浓度为0.025%时，达到80%的浸出率需要25d，而氰化物浓度为0.1%时，要达到上述的浸出率只需5d。所以，在实际生产中必须全面权衡氰化物消耗量、浸出时间和成本等诸方面相关因素统一考虑。
6、矿堆高度
矿堆高度取决于矿石的性质，一般渗透性好的矿石，矿堆可以高一些，否则反之。目前我国堆浸矿山平均高为2～4m，国外为4～8m，但随着筑堆设备的改造和更新，堆高己达10～18m。美国已对一个61m高的矿堆进行了试验，这表明对某些矿石适于筑高堆浸出。矿堆究竟多高才合适，可通过试验来确定。生产实践表明，矿堆太高会影响其下部矿石的供氧量及渗透性，从而会降低浸出率。
为了减少生产费用，笔者建议采用阶梯式堆浸法较为合理。我国吴家林金矿曾用于生产获得了成功。该法就是充分利用地形的自然坡度修建堆�。缤�8所示。即第一堆喷淋浸出结束后不必卸堆，可在原堆的基础上继续堆矿，只要底垫不破，可连续堆3～5层，堆高可达15～25m。
7、喷淋强度
实践表明：适当增大喷淋强度，可以缩短浸出时间，提高浸出率，见图9。同时加强了溶液与矿石之间的相对运动，起到强化扩散作用。
喷淋强度对贵液浓度(含金品位)的影响如图10所示。当喷淋强度大于11.5L/m2·h时，贵液浓度明显下降。随着喷淋强度的增高，金浓度与杂质总浓度比(CAU/ΣC杂质)则减少，见表2。
8、浸出时间
浸出率随浸出时间的延长而增加。浸出周期的长短与金的嵌布特性、矿石粒度及渗透性有关。软高岭土矿(I、Ⅱ)和软石灰、片岩(I、Ⅱ)的金浸出率与浸出时间的关系如图11所示。从图11中可知，软石灰、片岩的渗透性良好，故浸出速度快、时间短，浸出率高。现场堆浸的时间通常为实验室柱浸试验时间的3～6倍。
根据1993年对湖南高家坳金矿堆浸进行测定结果表明:浸出第10d,浸出液含金占最终浸出总金量的35％，第15d占50%以上，至第20d达最高峰，占最终浸出金量的90%。这时由大部分的金已被浸出，故20d以后浸出液含金量开始趋于平缓状态，见图12。生产证明，如原矿中金品位为2.0～3.5g/t，规模5000～7000t/堆，堆
9溶液中的氧
巴尔斯基等人用氮、氧及其混合气体于0.1%氰化钠溶液中，在不同氧浓度的情况下，测定金的溶解速度见表3。从表中可以看出，金的溶解速度随氧浓度的增高而加快。
矿堆鼓气浸出试验结果如表4。从表中可知，向矿堆鼓入空气，可提高金的溶解速度。溶液中的不必饱和，而浸出时间明显缩短。鼓气后浸出时间由45d降到32d。
10、温度
金在氰化物溶液中的溶解速度，随着温度的升高而加快，在85℃时为最大。当温度低于10℃时，金溶解速度将大大地减慢。
