塔吉克斯坦某金礦堆浸工藝設(shè)計與生產(chǎn)實踐

張國剛 袁新民 白揚 高歌

摘要：塔吉克斯坦某金礦地處海拔3 500 m高山深處，礦區(qū)環(huán)境惡劣，冬季寒冷漫長，夏季晝夜溫差大，無電力供應(yīng)。針對此種工況，在堆浸工藝設(shè)計及生產(chǎn)實踐中采取了多項技術(shù)措施，包括采用柴油發(fā)電機組、平行后退式分層筑堆、滴淋布液、土工布覆蓋法保護HDPE膜、改變滴淋管在邊坡的布置方式、選用高效阻垢劑、優(yōu)化吸附系統(tǒng)管路設(shè)計、利用當(dāng)?shù)氐淖罴鸭竟?jié)實施滴淋等，順利完成了堆浸場的生產(chǎn)建設(shè)及運營，生產(chǎn)實踐中金浸出率達到69.05 %，浸出效果良好。

關(guān)鍵詞：氧化礦;金礦;堆浸;高海拔;滴淋布液;分層筑堆

中圖分類號：TF831文獻標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）12-0069-05doi：10.11792/hj20211215

堆浸是用溶浸液噴淋礦堆使之在向下滲透過程中，有選擇地浸出礦石中的有用成分，并從堆底流出的富液中回收有用成分的方法。堆浸提金法是20世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來的一種提金方法，其具有工藝簡單、投資少、成本低、生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚〉膬?yōu)點[1-2]。塔吉克斯坦某金礦地處海拔3 500 m高山深處，礦區(qū)環(huán)境惡劣，冬季寒冷漫長，夏季晝夜溫差大，風(fēng)大、干燥，無電力供應(yīng)，在堆浸工藝設(shè)計及生產(chǎn)過程中充分考慮了現(xiàn)場實際，在電力供給、水源供應(yīng)、底墊設(shè)計、噴淋方法、吸附方式等方面采取了切實可行的技術(shù)措施，取得了良好的技術(shù)指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

塔吉克斯坦某金礦礦石中金屬礦物相對含量為4.28 %，脈石礦物相對含量為95.72 %。金屬硫化物相對含量為0.88 %，以黃鐵礦、毒砂為主，少量黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦、銅藍等。金屬氧化物相對含量為3.40 %，主要為褐鐵礦、含砷氧化鐵、臭蔥石，少量板鈦礦、磁鐵礦、赤鐵礦，其中褐鐵礦占1.73 %，礦石氧化率為76.88 %。金礦物組成為自然金，未發(fā)現(xiàn)其他金礦物，金為唯一的目的礦物。礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，礦石礦物組成分析結(jié)果見表2。

礦石中金礦物嵌布狀態(tài)以粒間金為主，占53.27 %;其次為包裹金，占32.82 %，其中金屬礦物包裹金占18.87 %，脈石礦物包裹金占13.95 %;少量裂隙金，占13.91 %（見表3）。礦石中金礦物的嵌布粒度比較細(xì)小，其中微粒金高達85.3 %（含次顯微金），細(xì)粒金占11.5 %，大于0.037 mm粒級的中粒金較少，僅占3.2 %（見表4）。礦石工藝類型為微細(xì)浸染型含金氧化礦石。

從該礦石性質(zhì)來看，礦石礦物組成較為簡單，礦石氧化程度較高，金礦物以粒間金為主，另裂隙金占13.91 %，二者合計占67.18 %。

2 堆浸小型試驗

堆浸試驗裝置見圖1。堆浸試驗進行了粒度、氰化物用量、添加助浸劑及制粒堆浸對比試驗。試驗流程及最佳條件見圖2，最佳工藝指標(biāo)見表5。

3 堆浸工藝設(shè)計

1）采用柴油發(fā)電機組，解決供電問題。由于該金礦地處海拔3 500 m高山深處，附近無可用電力設(shè)施，電力供應(yīng)無法及時到位，為此采用了柴油發(fā)電機組方案，即100 kW/0.4 kV、200 kW/0.4 kV、400 kW/0.4 kV各1臺，解決生產(chǎn)生活用電問題。

2）河流取水滿足供水要求。從距離堆浸場水平約2.4 km，高差約750 m遠處由雪山融水匯流而成的天然溝谷取水，水量充沛，滿足堆浸供水要求。

3）礦石無破碎堆浸。本次堆浸試驗主要利用地表氧化礦，由于礦石較為破碎，因此礦石采出后不經(jīng)破碎直接運至堆浸場，如此既可以降低生產(chǎn)成本，又可以增加礦堆的滲透性。

4）貧液池兼作防洪池。貴液池原設(shè)計容積為600 m3，貧液池為2 370 m3，貧液池兼作防洪池。后根據(jù)實際需要，貴液池擴大至1 760 m3。

5）底墊鋪設(shè)采用“一布一膜”結(jié)構(gòu)。堆浸場底墊：設(shè)計為“一布一膜”結(jié)構(gòu)，堆浸場基底修整好后，鋪設(shè)粒度-30 mm的砂石，平整好后壓實，鋪保護土，再充分壓實，然后先鋪一層土工布，再鋪HDPE膜。貧液、貴液池底墊：同樣為“一布一膜”結(jié)構(gòu)，貧液、貴液池修整成型后，首先鋪砂土壓實，然后鋪設(shè)土工布，土工布上鋪設(shè)HDPE膜。

6）筑堆方式采用平行后退式分層筑堆。筑堆前先鋪設(shè)底墊保護層，其為厚度約400 mm的細(xì)粒級廢石，礦石量約5 100 t，經(jīng)化驗分析，金品位在0.2～0.3 g/t，對筑堆金屬量影響可忽略。筑堆采用自卸汽車運礦上堆，從堆浸場邊部向堆浸場修筑斜坡道，高度為礦堆最終高度。用鏟車將礦石裝入汽車，汽車沿斜坡道將礦石卸入堆場，然后采用平行后退式分層筑堆，礦堆成型后，用挖掘機將礦堆表面壓實部分進行松散、攤平，在筑堆時采取一定的措施有效防止了礦石粒度偏析。

7）采用滴淋布液方式。目前堆浸工藝采用的浸金溶液分布淋灑技術(shù)主要有噴淋和滴淋2種。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，設(shè)計采用滴淋布液方式。滴淋布液方式主要優(yōu)點[3-5]有：

（1）滴淋采用滴滲方法，浸金溶液直接作用于礦堆表面，滲入速度快，礦堆表面不形成積水層，且礦石能夠與浸金溶液充分接觸，可提高浸出效果。

（2）滴淋系統(tǒng)可以精確控制氰化物溶液濃度，減少氰化鈉在空氣中的損耗;有效防止因蒸發(fā)量大及刮大風(fēng)時造成的水分蒸發(fā)和液滴漂移，減少浸金溶液損失，節(jié)省大量水和藥劑，降低生產(chǎn)成本;對于干旱缺水且風(fēng)大的地區(qū)有其獨到的優(yōu)點。

（3）生產(chǎn)過程更安全，可減少對操作人員、周圍環(huán)境和土地的影響，有利于勞動安全、衛(wèi)生和環(huán)境保護。

（4）采用滴淋系統(tǒng)，由于蒸發(fā)量小，可大大減少浸堆的堿性結(jié)垢現(xiàn)象，加快溶液滲透，提高浸出速度和浸出率。

（5）滴淋溶液流量（滴淋強度）調(diào)節(jié)范圍寬并易于控制，堿性結(jié)垢少，一般不易發(fā)生阻塞，便于管理。

8）預(yù)先布灰，水洗調(diào)堿。在筑堆過程中，礦石中混入石灰，正式加入氰化鈉堆浸之前，首先對礦堆進行水洗，除去礦石中的礦泥及雜質(zhì)，直至堆浸場流出液pH值達到10.5～11.0，水洗、堿洗可以一次完成。洗礦時，需經(jīng)常測定堆浸場口流量，當(dāng)其達到最大值時，即可停止洗礦，及時加藥。

9）浸出氰化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)節(jié)。加藥前測量貧液池體積，按量加入氰化鈉，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)按高峰期0.05 %～0.06 %、中期0.03 %～0.04 %、后期0.01 %～0.02 %加入，生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格控制加藥量，并按時測定CN-質(zhì)量分?jǐn)?shù)。滴淋強度控制在10 L/（m2·h），工作壓力0.2 MPa，滴淋間隙比1∶1～1∶1.5，根據(jù)礦堆總面積，用調(diào)節(jié)閥或泵運轉(zhuǎn)時間控制總滴淋量，保證滴淋能全部覆蓋礦堆。滴淋過程中，操作人員需按時上堆檢查滴淋管是否正常，防止堵塞，如出現(xiàn)問題要及時解決。

10）預(yù)先洗炭，適時吸附，控制流速。選用8個炭吸附柱（2組），規(guī)格為1 000 mm×2 000 mm?；钚蕴款A(yù)處理：新炭需用振動篩（16目）篩去粉炭后裝柱，用清水反復(fù)沖洗，直至流出清水（無黑色）。活性炭吸附作業(yè)：當(dāng)浸出貴液金質(zhì)量濃度達到3.00 g/m3時，即可開始炭吸附作業(yè)。用調(diào)節(jié)閥調(diào)整吸附流速為48～50 m3/h，隨時觀察壓力表指示針，如出口壓力過大，則應(yīng)停機排查，消除故障。

設(shè)計堆浸流程見圖3，設(shè)備聯(lián)系圖見圖4。

4 堆浸生產(chǎn)實踐

4.1 技術(shù)措施

在堆浸生產(chǎn)實踐中，為了適應(yīng)堆浸場地的技術(shù)特點，在設(shè)計的基礎(chǔ)上，主要采取以下幾項技術(shù)措施穩(wěn)定上堆礦量[6-7]，提高金的浸出及吸附效果：

1）改變堆浸場坡度，消除堆浸場安全隱患。根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，堆浸場設(shè)計坡度為12 %，經(jīng)分析認(rèn)為，設(shè)計坡度過大，礦堆較高時存在一定的安全隱患，因此在施工中，將堆浸場坡度調(diào)整為5 %～7 %，調(diào)整后的生產(chǎn)實踐證明，堆浸液循環(huán)順暢，堆浸場運行安全可靠。

2）采用土工布覆蓋法保護HDPE膜。堆浸場地處3 500 m高海拔地帶，一年四季溫差大，紫外線照射強烈，氣候干燥且風(fēng)大，所以HDPE膜易發(fā)生皸裂。在生產(chǎn)中采用600 g/m2土工布對裸露在外的HDPE膜進行鋪蓋，并用鵝卵石和碎石袋子壓實，有效防止了HDPE膜損壞現(xiàn)象的發(fā)生。

3）改變滴淋管在邊坡的布置方式，防止滴淋液順流。在邊坡部位，滴淋管沿邊坡的等高線橫向布置，其不同于很多礦山按邊坡上下布置，有效防止了液體沿滴淋管下滑到下方，影響滴淋，使邊坡達到和堆浸場表面一樣的浸出效果（翻堆時可以看到堆浸場邊坡的礦石得到了充分潤濕），浸出技術(shù)指標(biāo)得到保障。

4）采用低水平滴淋強度滴淋，節(jié)能降耗，防止泥化。由于堆浸場所處地區(qū)氣候干旱，為了減少液體蒸發(fā)量，節(jié)省水和藥劑，采用滴淋技術(shù)。本次工業(yè)試驗中，采用6 L/（m2·h）較低水平的滴淋強度，這種強度減少了液體循環(huán)量，減小了貧液泵的負(fù)荷，降低了生產(chǎn)成本，同時防止了大水量在堆浸場中造成的溝流現(xiàn)象，以及礦石泥化造成的金浸出率降低現(xiàn)象發(fā)生。

5）改變滴淋制度，節(jié)能降耗，提高浸出效率。根據(jù)礦區(qū)氣候特點（夜間和白天溫差大），采用不同的滴淋制度，即白天滴淋2 h、停1 h，夜間滴淋2 h、停2 h，達到節(jié)能降耗，提高浸出效率的目的。

6）采用低藥劑濃度浸出，減少藥劑消耗。生產(chǎn)中浸出藥劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在2.5×10-4左右（其他礦山一般在5×10-4～8×10-4），以降低賤金屬離子的浸出率。生產(chǎn)過程中氰化鈉消耗量不到60 g/t，遠低于設(shè)計和試驗中推薦的400 g/t，其他礦山最低單耗為100 g/t。

7）選用高效阻垢劑，降低操作人員勞動強度。選用高效阻垢劑，有效防止了滴淋管堵塞，保證了生產(chǎn)順利進行，降低了操作人員勞動強度，提高了浸出效率。

8）優(yōu)化吸附系統(tǒng)管路設(shè)計，減少炭損，提高吸附效率。對吸附系統(tǒng)管路進行了優(yōu)化，提炭后無需進行活性炭串動，只需通過各個吸附柱之間的閥門切換即可完成吸附順序的改變，提高了吸附工作效率，最大限度地減少了炭損。這使得生產(chǎn)可以選用碘值高（1 200 mg/g）而強度一般（95 %）的活性炭。

9）選用吸附容量高、吸附速率快的活性炭，減少炭用量，提高金的浸出速度，縮短浸出周期。由于優(yōu)化了吸附系統(tǒng)管路，避免了炭的頻繁串動，在生產(chǎn)中選用了碘值高而強度一般的活性炭，其載金能力很高，載金炭金品位最高超過20 kg/t，減少了活性炭用量。原設(shè)計活性炭用量為50 t，實際僅用了15 t，處理載金炭的費用大幅度降低。同時，由于載金炭的吸附能力強，使得貧液金質(zhì)量濃度很低，其返回到堆浸場有利于提高貧液用于浸金時的金浸出速度，縮短浸出周期，降低生產(chǎn)成本。

10）利用當(dāng)?shù)刈罴鸭竟?jié)實施滴淋，縮短了滴淋周期，提高了浸出效率。當(dāng)?shù)貧夂蜃罴言路轂?—9月，生產(chǎn)時將噴淋季節(jié)選在6月下旬到8月末，即在當(dāng)?shù)販囟茸钸m于堆浸的季節(jié)進行氰化浸出，縮短了浸出周期，僅用50 d就達到了浸出終點，比設(shè)計時間提前了20 d，提高了浸出效率。

4.2 技術(shù)指標(biāo)

由于堆浸設(shè)計符合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境特點，并在生產(chǎn)實踐中采取了切實可行的技術(shù)措施，堆浸生產(chǎn)順利進行，金浸出率、吸附率及載金炭品位達到并超過了小型試驗。堆浸技術(shù)指標(biāo)見表6。

由表6可知：金浸出率達到了69.05 %，載金炭金品位平均達到了15.30 kg/t，金浸出率高出小型堆浸試驗5百分點左右。其中，載金炭金品位平均達到了15.30 kg/t，與同類礦山相比，處于較高水平。

5 結(jié) 論

1）塔吉克斯坦某金礦海拔高，環(huán)境惡劣，在堆浸設(shè)計上采用針對性的措施，克服了無電、缺水、風(fēng)大的不利影響。在生產(chǎn)實踐中充分利用當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，進行滴淋制度調(diào)整，提高了金浸出效果。

2）采用土工布覆蓋法保護HDPE膜，有效防止了HDPE膜皸裂現(xiàn)象的發(fā)生。在滴淋管的鋪設(shè)過程中，邊坡處采用橫向布管，避免了滴淋液沿管流淌影響邊坡處滴淋效果。選用適宜的高效阻垢劑，有效防止了滴淋管堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，保證了生產(chǎn)順利進行，降低了操作人員的勞動強度，提高了浸出效率。采用無需串炭，通過閥門轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)吸附首槽順序的方式，使利用大吸附容量活性炭成為可能，由于吸附效果好，貧液中金質(zhì)量濃度低，其循環(huán)利用對于加速金的浸出起到了積極作用。

3）通過采用針對性設(shè)計、針對性技術(shù)措施，提高了金浸出率，取得了良好的技術(shù)指標(biāo)，金浸出率達到69.05 %，載金炭金品位平均達到15.30 kg/t。

[參 考 文 獻]

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Design and production practice of the heap leaching process in a gold mine of Tajikistan

Zhang Guogang1，Yuan Xinmin2，Bai Yang2，Gao Ge1

（1.Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.; 2.TBEA Co.，Ltd.）

Abstract：A gold mine，deep in the mountain at 3 500 m elevation in Tajikistan，has harsh mining environment，long of winters，with great temperature gap of day and night and no power supply.According to the circumstances，many technical measures are adopted，such as use of diesel generator units，parallel retreat slicing construction of piles，solution layout of titration leaching，geotechnical cloth covering to protect HDPE film，change of titration leaching pipe layouts on the slope，use of highly efficient scale inhibitor，optimization of adsorption system pipe design，implementation of titration leaching in the locally best season，successfully completing the construction and operation of the heap leaching fields.The gold leaching rate reaches 69.05 % in production practice，and the leaching effect is good.

Keywords：oxide ore;gold mine;heap leaching;high elevation;solution layout of titration leaching;slicing construction of piles