1 前言
地表低品位氧化金礦堆浸法提金在我國取得了不少進展,但是,失敗者也不少。根據在生產現場的經歷與所見,對幾個常見問題進行了分析和探討。
2 噴淋器的選擇
堆浸法提金過程中,我國多數采用噴淋方式向礦堆供液,普遍選用旋轉搖擺式噴頭目前,國內試制了一種改進的噴頭,即旋轉漫射式噴頭。此兩種噴頭的主要技術參數見表1,其使用效果差別較大。
噴淋器主要技術參數 表1

噴頭型式

噴淋半徑m

噴液量L/h

工作壓力MPa

進水口徑mm

搖擺式

4~6

300~400

0.06~0.12

12

漫射式

6.5~7

900

±0.15

15

前者旋轉體的體積相對較大,重量相對較重,旋轉體與支撐體之間易磨損。當其磨損嚴重或者安裝位置不正時都會引起阻力增大,旋轉不靈活甚至不旋轉,以致藥液不能分散而形成水柱噴出,使礦堆受到嚴重沖刷,藥液的分布面積大大減少,礦堆內金的浸出不均衡。而旋轉漫射式噴頭的旋轉體相對較小,重量輕,不會因安裝不正或供液壓力減小等原因造成噴頭旋轉不靈活,能保證藥液均勻散射,根據經驗,建議選用旋轉漫射式噴頭較好。
3 滴淋管的布置
滴淋堆浸在多風干旱缺水地區的應用有其獨特的優越性,而且在布管施工中比噴淋要簡單,因此,目前已被許多礦山所采用。從生產現場所見,滴淋管的布置普遍采用從礦堆的一個邊坡上至相對邊坡表面布置 ,這種布管方式簡便。但是,它易出現在邊坡面上的滴淋管產生匯流現象。這是由于邊坡表面上的發射管處于一定的坡度,藥液液滴易順著滴管外壁從高處往低處流動,導致邊坡下部藥液分布集中,邊坡上部藥液分布較少,整個礦堆浸出率不均衡,浸出周期延長為了克服藥液匯流問題,在生產上改用滴淋管在礦堆頂面和邊坡面分別布管的方式,且邊坡面上的滴淋管水平平行布置,有效地解決了邊坡上的匯流問題,所以,建議生產上采用此種布管方式。對于較大的礦堆,為克服滴淋管過長易發生移位,并有利于噴停轉換時滴淋管各部位供液及時,建議根據實際情況增設適當的支管。
4 正確配制氰化溶液
金礦堆浸用的氰化溶液,不同時期有不同的濃度要求。氰化溶液的配制方法雖然簡單,但是,在生產現場仍是一個常見的問題,尤其是配藥池設計容積小,一個班需多次配制時最易出現。此外取樣分析不及時,不能指導溶液的配制,有的雖有分析結果但操作人員仍憑經驗投放NaCN,也造成NaCN濃度時高時低。
事實上,氰化法提金,金的溶解速度不僅與NaCN濃度有關,而且與溶液中溶解的氧量有關,過高的NaCN濃度反而引起不良的結果。例如某礦山在高原寒冷地區堆浸,除開浸之初用新水配制了要求的NaCN溶液外,幾天后用返回的貧液再配制氰化液時,從來不需要再添加堿調節pH值,而且富液pH值逐漸升高,金的浸出率僅30%~40%。礦山管理人員認為該金礦為難浸的堿性礦。為了探索提高該金礦的浸出率,曾對三個礦堆同時進行了監測。結果發現,三個礦堆的富液pH值都低于相應噴淋液pH值,這說明噴淋液經過礦堆后均消耗了部分堿,所以該礦石并不是堿性礦。另外的發現是富液pH值的升高與噴淋液pH值升高有關,而噴淋液pH值又與NaCN濃度有關。它除證實了礦堆要消耗堿外,還證實了pH值與NaCN的關系。這是由于礦區地處3500~3800m的高原寒冷地區,氣壓低,空氣稀薄,氰化溶液中溶解的氧比正常地區要少。因為未按要求配制NaCN溶液,投放的NaCN過量,致使NaCN與氧的比例不協調而引起部分NaCN的水解:CN+H2O→HCN↑+OH,因而造成噴淋液pH值升高。雖然礦堆要消耗堿,但由于其消耗量低于水解增加的堿量,所以,同期的富液pH值雖低于噴淋液pH值,但與前期相比富液的pH值仍在增加。如果噴淋液反復出現NaCN濃度過高的操作,則富液pH值就會逐漸升高NaCN的水解不僅造成NaCN的損失,溶液pH值升高,而且導致金的浸出率降低。從后期操作情況看,采用低濃度NaCN浸出,富液pH值升高受到了抑制,所以,在高海拔地區堆浸以采用低濃度NaCN溶液較為合適由此可見,根據不同礦石特性和不同地區牡
點,正確配制NaCN溶液是不可忽視的工藝條件。
5 制粒
為解決含礦粉和泥質較多的金礦堆浸滲透性問題,采用制粒技術,我國金礦制粒普遍使用圓筒制粒機或者圓盤制粒機,雖然規格有多種,但無實質性的差別。
從現場制粒實踐來看,目前主要存在制粒質量不高的問題,即成球率低,強度不夠產生的原因主要是:
1.配料不當。由于靠人工給料,因此礦石和粘結劑的配比不能嚴格控制,導致部分物料粘結劑過多,部分物料缺少甚至無粘結劑后者制粒后固結不好,在浸出時又會被淋洗松散而發生遷移,阻塞礦堆內部通道,沒有達到制粒目的。
2.水份失控。同樣是因為人工給料很不均勻,造粒時添加水量需頻繁調節,因此極易出現水份控制失調。水份少的物料固結不好,且球粒不能長大。水份多的物料不成球而產生板結。
為解決配料和水份控制問題,建議使用圓盤給料機給礦,電磁振動給料機添加粘結劑和保護堿,轉子流量計控制水量。特別介紹螺旋絞刀給料機,又稱螺旋絞刀稱,能與皮帶稱一起配合使用,螺旋絞刀給料機上的調速電機能根據皮帶稱上物料的重量自動調節粘結劑和保護堿所對應的配料重量,因此,應用這一組合能很好解決粘結劑和保護堿與礦石配比不均勻的情況。
3.制粒機結構及操作制度欠合理
對于制粒機的操作制度,目前主要有兩個問題值得探討:一是篩分后細粒物料制粒還是不經篩分全部礦石入機制粒;二是轉速的控制。從解決滲透性和透氣性兩個目的出發,還是以篩分后細粒物料單獨制粒為好。篩分后制粒不僅能使入機物料有一定的細度和均勻度,便于操作,造球質量高,而且能減少制粒的工作量。
圓筒制粒機的轉速是成球率高低的關鍵因素之一。圓筒制粒時需要物料之間有相對運動才能成球,而筒內物料的運動狀態又與圓筒的轉速密切相關。由此可見,轉速太慢時帶到一定高度的物料只沿著筒壁向下滑行,物料之間沒有相對運動,故不會成球。轉速太快時帶到一定高度的物料則成拋物線向下跌落,物料之間也沒有相對運動,也不能成球。只有當轉速達到最佳狀態時才有表層物料在下層物料之上滾動向下的運動狀態,此時才能達到成球的目的。
若生產現場已經購置了定型的圓筒制粒機,可參考
η臨= 60√ rg/2πr 預測臨界轉速,最佳轉速才是生產上需要的轉速,應控制η佳=0.25~0.35η臨。式中:r為圓筒半徑(m),g為重力加速度(m/s2), π為圓周率。由于η臨計算式主要考慮的是圓筒直徑的影響,在續際生產中,物料的細度、筒內的物料填充率等條件不同也會影響造球的效果。所以,應根據生產時所控制的條件,在現場進行實地測量,以確定最佳轉速。
關于制粒機的結構,金礦制粒機如果是采用直筒型的,在使用中常見的是混料不勻,球粒不易長大,球的強度不高。關鍵的問題是物料在圓筒內停留的時間短。在圓筒制粒機的出料端增設擋料圈較好。由于有擋料圈的存在,一方面可使已成之球不會立即出料,能在機內增加滾動時間,有利于增加球的強度。另一方面能使機內積存部分物料,可防止加料少或斷料時,因缺乏物料導致細球不能長大的問題。另外,圓筒造球機的加水位置及方式需要恰當。對于上述7000mm長的制粒機而言,進料端約占筒長1/3的區間作為混料區,以及出料端約1000mm的區間作為增強區是必要的。加水區應控制在中后段約4000mm長的范圍內。在加水區內,前2000mm范圍以采用大液滴噴淋方式為好,這樣可以增加球核的形成,后2000mm范圍以采用噴霧式的方式較好,便于球粒長大。由此可見,加水區噴頭設計成兩種規格,雖然制造上增加了一定的復雜性,但對于提高成球率具有重要的作用。當然,也有不少金礦的制粒機是采用圓盤制粒機,成球率與傾斜角度有關。
6 注意提高筑堆質量
筑堆是堆浸工藝中成熟且必不可少的作業,本不應有再提出來探討的必要。但是,正是因為筑堆工作本身看似簡單,在生產現場卻極易出現問題。其表現主要反映在以下幾個方面:
1.入堆礦石粒度控制不嚴
入堆礦石粒度是在試驗研究的基礎上確定的,它關系到金的浸出速度和浸出率。一般而言,對于致密堅硬礦石其粒度要小些,對于裂隙片理發育良好的礦石其粒度可粗些,其目的都是為了保證氰化溶液易于擴散到金粒表面。在生產實踐中,粒度過粗更為常見。產生的原因,一是目前金礦堆浸多采用顎式破碎機進行一段或二段破碎,往往因顎式破碎機顎板磨損沒有及時調整顎式破碎機出口寬度,嚴重磨損時沒有及時更換顎板,后期上礦的粒度普遍偏粗;二是某些擴建的礦山,礦石性質發生了變化,不是通過試驗重新確定礦石粒度,而是照抄照搬原來的技術條件。
入堆礦石粒度過粗將造成浸出周期延長,浸出率降低。因此,通過試驗確定上礦粒度,及時調整或更換顎式破碎機顎板是防止入堆礦石粒度不合理的有效辦法。
2.礦堆高度選擇不恰當
從經濟角度出發,堆場面積一定的條件下,礦堆高度能影響處理礦石量的大小。從工藝角度出發,礦堆高浸出周期長。氧化金礦的堆浸多數要求當年筑堆當年浸出完畢,即所謂短期浸出。一般都是在當年氣溫較高的季節內30~60d浸出結束。對于一般地區而言,大多礦山都采用堆高4m左右。對于地處高原寒冷地區的礦山,因氣溫低工作周期短,因此應采用低高度礦堆堆浸,以2~3m為宜。
3.礦堆滲透性和透氣性不良
礦堆滲透性關系到氰化溶液分布均勻和噴(滴)淋強度。透氣性關系到礦堆內部的自然通風供氧。生產現場常見的問題是粒度嚴重偏析,礦堆被壓實和造粒質量不高。
粒度嚴重偏析和礦堆被壓實,主要是筑堆造成。目前金礦筑堆多數采用皮帶運輸機,有的礦山僅在堆場幾處放礦數米高再人工平整,有的利用山坡自然坡度在一處放礦或者在采礦點與堆場間架設溜礦天橋固定在一處放礦至堆場,然后再人工或推土機平整。這些筑堆方式都使放礦點中部集中了細粒礦粉,而且被嚴重沖擊壓實,此處的透氣性和滲透性極差。而每個放礦點四周又集中了粗粒礦石,雖然此處透氣性好,但形成了良好的溝流區,導致礦堆內部氰化溶液分布不均勻。
為了克服筑堆時粒度偏析和被壓實的問題,當采用皮帶運輸機筑堆時以采用多點分層上礦方式較好。實踐證明,每層上礦高度不大于1m,相鄰礦層上礦點交錯布置是較為有效的辦法。對于因自然條件的限制,皮帶運輸機實在不便移動的地方,采用手推車接運由放礦點向四周堆礦,每層高度以一車礦量為限,并輔以在礦堆上鋪設木板或鐵板作臨時運輸道,能夠減輕礦堆被壓實和粒度偏析的問題。
含礦粉和泥質多的礦石,一般都進行制粒上堆,如同制粒一節所述,由于不經篩分制粒,沒有嚴格配料以及水份控制不當等原因都會使制粒質量不高,以致于浸出率低,浸出周期延長。
綜上所述,礦堆沒有筑好,輕則浸出率低,浸出周期長,重則可致無法噴(滴)淋。所以,提高筑堆質量是堆浸工藝中十分重要的環節,一定要引起高度重視。

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