CN106824454A - 一种强化难处理金矿石浸出的高压电脉冲预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强化难处理金矿石浸出的高压电脉冲预处理方法，属于金矿矿物加工技术领域。该种方法利用矿石中不同矿物的介电特性差异实现高压电脉冲破碎预处理，高压电脉冲放电碎矿装置对含金矿石进行选择性破碎，促使含金物料中金与脉石矿物在界面处产生微裂隙和扩展裂纹，使含金矿物的晶体完全解离成单体矿物颗粒，以此增加金的暴露表面积，从而增大氰化物与金粒的接触几率，以利于金的浸出率的充分提高。

Description

一种强化难处理金矿石浸出的高压电脉冲预处理方法
技术领域
本发明属于金矿矿物加工技术领域，具体涉及一种用于强化难处理金矿浸出的高压电脉冲预处理方法，以提高难处理金矿的金浸出率。
背景技术
随着技术进步及经济发展，市场对黄金的需求也越来越大。黄金产量的大幅增加消耗了大量的金矿资源，金矿平均品位下降，易处理金矿资源日益枯竭，难处理金矿已成为黄金的重要资源。但难处理金矿矿石中的金多以微细粒包裹于伴生矿物及脉石矿物中，不能与氰化液和溶解氧接触，这是造成部分金不能被直接氰化提取的主要原因。而且矿石中的某些伴生矿物如碲金矿、炭质物、腐殖质等，在氰化浸金过程中，会抢先吸附金氰络合物进入渣相，进而造成金的损失。因此，在对难处理金矿进行氰化浸出前，需要对其进行预处理。
预处理难处理金矿主要通过以下两种途径实现：其一是使被包裹的微细粒金裸露出来或者部分裸露，对于金包裹于硫化矿型的金矿，其实质是氧化包裹金的硫化物，使之形成多孔状氧化物焙砂，这样氰化物与溶解氧就有机会与微细金粒接触反应使金由固相转入液相；其二是预先去除耗氰耗氧物质及活性有机碳等妨碍氰化浸出的“劫金”有害物质或者改变其理化性质使之失去或者削弱其“劫金”效应，从而提高金的回收率。目前，传统的难浸金矿预处理方法主要有焙烧法、湿法化学法、加压氧化法和生物氧化法等。
然而难浸金矿预处理方法中焙烧、湿法化学、加压氧化和生物氧化法对难浸石英包裹型金矿均不太适用，在我国这种石英包裹型难浸金矿的矿床和金储量占有相当高的比例。
发明内容
针对现有难浸金矿预处理方法中存在的不足，本发明提供一种强化难处理金矿石浸出的高压电脉冲预处理方法，该方法通过一种专门设计的高压电脉冲放电碎矿装置对含金矿石进行选择性破碎，促使含金物料中金与脉石矿物在界面处产生微裂隙和扩展裂纹，使含金矿物的晶体完全解离成单体矿物颗粒，以此增加金的暴露表面积，从而增大氰化物与金粒的接触几率，以利于金的浸出率的充分提高。
本发明公开的强化难处理金矿石浸出的高压电脉冲预处理方法使用了一种特殊的高压电脉冲碎矿装置，该种高压电脉冲放电碎矿装置如附图1所示，主要由电源(1)、单相调压器(2)、交流点火变压器(3)、六倍压整流电路(4)、超高压陶瓷电容器(5)、铜棒(6)、高压电极(7)、导电筒体(8)、放电碎矿桶(9)、振动筛网(10)、绝缘液(11)、给矿仓(12)、绝缘液仓(13)、接地导线(14)、固液分离器(15)、产品收集器(16)、气体开关(17)、高压导线(18)、绝缘桶盖(19)、绝缘液循环管道(20)、振动装置(21)、绝缘振动杆(24)组成，其中电源(1)属于日常供电设备，电源(1)与单相调压器(2)相联接，单相调压器(2)再与交流点火变压器(3)相连接，交流点火变压器(3)输出端接六倍压整流电路(4)，六倍压整流电路(4)输出端与超高压陶瓷电容器(5)的输入端相联接，超高压陶瓷电容器(5)的两端与气体开关(17)的两端相并联，以此构成了能够输出高压电脉冲的高压整流振荡电路，高压整流振荡电路的输出端即并联后的超高压陶瓷电容器(5)输出端与高压导线(18)相连接，多个铜棒(6)的一端并联在高压导线(18)上，铜棒(6)的另一端安装有高压电极(7)，铜棒(6)绝缘安装固定在位于放电碎矿桶(9)顶部的绝缘桶盖(19)上，且将其安装有高压电极(7)的一端深入到放电碎矿桶(9)内；放电碎矿桶(9)的外层由绝缘材料制成，其中以尼龙材料为佳，放电碎矿桶(9)的内衬镶嵌有导电筒体(8)，放电碎矿桶(9)的上部为筒形，底部为倒锥形，其筒形与倒锥形的过渡之处即筒形底部安装有振动筛网(10)，放电碎矿桶(9)的上部绝缘部分侧壁上固定有振动装置(21)，并与振动筛网(10)通过绝缘振动杆(24)连接；放电碎矿桶(9)的锥形底部通过出料口和输送管道与固液分离器(15)相连通，固液分离器(15)后接产品收集器(16)和绝缘液循环管道(20)，放电碎矿桶(9)的上部侧壁上分别开有绝缘液入口和矿石入口，其中绝缘液入口通过管道同绝缘液仓(13)相连通，矿石入口通过溜槽或送料皮带同给矿仓(12)相连通；接地导线(14)的一端穿过放电碎矿桶(9)的外层与其内部的导电筒体(8)相连接，接地导线(14)的另一端直接接地构成整个电路的回路。
工作时，启动电源(1)供电，经单相调压器(2)变压，交流点火变压器(3)升压和六倍压整流电路(4)整流升压后输出高压直流电，给超高压陶瓷电容器(5)充电，充电电压的上升时间为微秒量级，当超高压陶瓷电容器两端的电压达到一定值后，与之并联的气体开关(17)被击穿导通，输出上升时间在纳秒量级的高压电脉冲，经高压导线(18)加载到铜棒(6)并传导到高压电极(7)上；高压电极(7)和导电筒体(8)材料采用不锈钢，绝缘筒材料为尼龙，导电筒体(8)通过接地导线(14)与大地相接；放电碎矿桶(9)的筒形底部安装有振动筛网(10)，振动筛网通过绝缘振动杆(24)与固定在放电碎矿桶(9)上部绝缘侧壁的振动装置(21)相联接，筛孔尺寸可根据要求进行调整；高压电极(7)为高压电脉冲输入端，高压电脉冲放电装置形成的高压电脉冲通过高压电极(7)输出到放在导电筒体(8)内的大颗粒矿石(22)上，并与导电筒体(8)连接接地导线(14)形成回路。高压电极(7)和导电筒体(8)之间形成了电压差；当高压电极(7)上的电压达到一定值时，则在高压电极(7)和圆柱筒(8)之间发生放电，放电发生在浸泡在绝缘液(11)中的矿石内部，由于在纳秒级脉冲作用下，以水为绝缘液的绝缘强度大于矿石，所以在大颗粒矿石(22)内部沿有用矿物与脉石矿物界面间反复形成等离子体通道，高压电极和导电筒体之间多次放电后，则能够把颗粒粒度为5～20mm的大颗粒矿石(22)破碎至颗粒粒度为1～5mm的小颗粒矿石(23)，小颗粒矿石(23)经过振动筛网(10)筛分后落入绝放电碎矿桶(9)底部椎体下部，经沉淀后随少量绝缘液(11)排出放电碎矿桶(9)外并进入固液分离器(15)内，由固液分离器(15)分离出的小颗粒矿石(23)进入产品收集器(16)，以备后续破碎、磨矿、金的浸出作业时连续使用。最终颗粒大小取决于筛孔的大小，可根据要求对筛孔大小进行调整。
本项发明所完成的强化难处理金矿石浸出的高压电脉冲预处理方法使用上述的高压电脉冲碎矿装置，并按如下步骤进行操作。
(1)启动振动装置(21),通过绝缘振动杆(24)带动振动筛网(10)振动；其振动频率为300～1200次/min，关闭位于放电碎矿桶(9)底部的出料口阀门，分别打开绝缘液入口和矿石入口的阀门，将一定数量的绝缘液(11)和大颗粒矿石(22)导入到放电碎矿桶(9)中，其中绝缘液(11)与大颗粒矿石(22)的体积比应为1：2～5；当绝缘液(11)和大颗粒矿石(22)填充到放电碎矿桶(9)总容积的2/3到3/4时关闭上述两个入口的阀门；
(2)启动电源(1)供电，经单相调压器(2)变压，交流点火变压器(3)升压和六倍压整流电路(4)整流升压后输出高压直流电，给超高压陶瓷电容器(5)充电，然后经过后续电路向高压电极(7)不断输送电脉冲，并传送给大颗粒矿石(22)，使其震裂破碎。其脉冲强度为50～300kV，脉冲频率为10～20Hz；
(3)启动电源(1)供电后10～15min后再次打开放电碎矿桶(9)的绝缘液入口和矿石入口的阀门，同时打开其出料口阀门，控制绝缘液(11)和大颗粒矿石(22)的流量，保证放电碎矿桶(9)内的绝缘液(11)与大颗粒矿石(22)的体积比保持为1：2～5，绝缘液(11)与大颗粒矿石(22)的填充量为放电碎矿桶(9)总容积的2/3～3/4；
(4)打开放电碎矿桶(9)出料口阀门的同时，启动与之相连通的固液分离器(15)，固液分离器(15)分离出的小颗粒矿石(23)进入产品收集器(16)内，以备后续使用，分离出绝缘液(11)经绝缘液循环管道(20)返回到绝缘液仓(13)之中，循化使用。
(5)将进入产品收集器(16)内的小颗粒矿石(23)放入球磨机内，按60％的磨矿浓度进行磨矿，在达到浸出要求的细度后用水冲入浸出槽中并调至40％的矿浆浓度进行搅拌氰化浸出，加入氧化钙调节pH值至11.0～12.0并保证浸出要求的游离氧化钙浓度，而后根据浸出氰化钠浓度要求加入适量的氰化钠，浸出过程中每隔4小时测定一次浸出液里的游离氰化钠，每小时测定一次pH值和游离氧化钙浓度，并及时补充氰化钠和氧化钙确保其浓度稳定，在规定的浸出时间点上取样制备相应的浸渣样，浸出结束后抽滤出液体样，浸渣和浸出液送化验室分析化验。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
对比传统的样品破碎方法，这种高选择性的破碎方法有很多优点：容易清洗，没有交叉污染；选择性破碎，不破坏矿物晶形等。电脉冲破碎是较为理想的沿晶破裂方式，不仅可使矿石破碎，而且在矿石内部矿物界面上产生扩展裂纹和裂缝，进而改善矿物解理特性。难处理金矿矿石经高压电脉冲破碎后，一方面矿石强度可大大降低，降低磨矿能耗30％以上；另一方面能使矿石沿着不同矿物的界面破碎，大大增加了有用矿物的单体解离度，有助于提高矿石中金的浸出率指标。本发明的主要创新点是：
(1)高压电脉冲预处理技术可实现矿石沿矿物晶粒界面进行解离，即选择性破碎，而不是将其粉碎，这样可以在保持组分的原有形式的同时将有用矿物从周围的其他组分中分离出来。
(2)高压电脉冲预处理技术可实现在不减小矿石中有用矿物颗粒粒度的情况下产生更多的单体矿物颗粒，相比机械粉碎，可以提高破碎产品的有用矿物含量，提高破碎产品单体解离度，有利于后续处理工序能耗的减少，节约企业成本。
(3)高压电脉冲预处理技术可以提高破碎产物的可磨度，与单一机械破碎相比，相同磨矿时间下，高压电脉冲预处理技术可以显著提高细粒级含量。从而缩短获得相同粒级含量磨矿产品的时间，节约能耗，增加企业利润。
(4)高压电脉冲预处理技术可以提高难处理金矿石的浸出指标，为难处理金矿石的高效利用提供了新的技术路线，响应“创新、绿色”的发展理念，奠定了在选矿厂广泛应用的良好基础。
附图说明
图1为一种用于强化难处理金矿预处理的高压电脉冲碎矿装置结构示意图，图中：1为电源，2为单相调压器，3为交流点火变压器，4为六倍压整流电路，5为超高压陶瓷电容器，6为铜棒，7为高压电极，8为导电筒体，9为放电碎矿桶，10为振动筛网，11为绝缘液，12为给矿仓，13为绝缘液仓，14为接地导线，15为固液分离器，16为产品收集器，17为气体开关，18为高压导线，19为绝缘桶盖，20为绝缘液循环管道，21为振动装置，22为大颗粒矿石，23为小颗粒矿石，24为绝缘振动杆。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明实施例中采用高压电脉冲预处理设备，高压电脉冲预处理设备的振动频率为600次/min，其脉冲强度为150kV，脉冲频率为10Hz；采用Φ180mm×200mm筒形球磨机磨矿，XTD-5L浸出搅拌槽4套。对比机械破碎和高压电脉冲预处理技术得到的浸出指标，说明高压电脉冲预处理技术的优越性。
实施例1
本实施例使用的矿样为卡林型金矿。在该类型金矿石中，以黄铁矿、辉锑矿、毒砂为主的金属硫化物呈星散状浸染于矿石中，金通常呈细粒或次显微颗粒包裹于硫化矿物中，细磨也难以解离，属于难处理矿石。其化学成分分析结果如下，见表1、表2：
表1原矿光谱半定量分析结果
分析组分 CaO
含量％ 57.59 19.98 8.01 4.88 4.17
分析组分 MgO
含量％ 2.30 1.25 0.67 0.43 0.18
分析组分 MnO SrO
含量％ 0.14 0.14 0.13 0.034 0.029
分析组分 ZnO NiO
含量％ 0.022 0.018 0.015 0.011 0.006
表2原矿多元素分析结果
组分 Au g/t Ag g/t Cu Pb Zn
含量％ 4.09 1.1 0.005 0.004 0.014
组分 Fe C S As Sb
含量％ 3.30 2.07 0.85 0.39 0.46
组分 CaO MgO
含量％ 56.11 14.33 5.51 2.83 0.55
高压电脉冲设备持续对矿石放电破碎10min后，断开电源，放电完全后取出预处理后矿石。并将其细磨至-0.038mm含量占90％，在浸出氰化钠浓度为0.8％，氧化钙浓度为0.02％-0.03％(矿浆pH为11.5左右)，浸出液固比为3:2的条件下，对金精矿进行氰化浸出。
通过实验证明，预处理矿石在磨矿细度-0.038mm含量占90％，浸出氰化钠浓度为0.8％，浸出时间为72h等优化后的较适宜作业条件下进行浸出，浸渣金的品位高达11.8g/t，相比未采用电脉冲技术处理矿石浸出提高3.0g/t，金的浸出率和氰化钠单耗分别为89.48％和15.58Kg/t。
实施例2
本实施例使用的矿样为某一含砷难浸金矿石，该金矿中石英斑岩金矿石占45％、砂板岩型金矿石占55％。对其进行多元素分析和原矿金物相分析后结果见表3和表4。从表3中看到，该金矿金的品位是2.38g/t，Cu的含量是0.09％，铜的含量不高，对后续的工艺影响很小，砷的含量是0.87％，属于含砷较高的金矿石。表4表明，矿石中裸露和半裸露金的含量很少，仅为14.29％，而约有80％的金都被硫化物、碳酸盐和硅酸盐包裹着，给提金过程带来困难。
表3原矿多元素分析结果
元素 Aug/t Agg/t Cu Pb Zn S P
含量％ 2.38 2.0 0.09 0.061 0.030 1.24 0.28 3.16
元素 As Sb Mo Co Tc TFe Mn
含量％ 0.87 0.21 0.0008 0.001 1.52 3.40 0.086 0.54
元素 Ni CaO MgO
含量％ 55.57 0.002 6.02 1.37 0.36 13.7 1.024
表4原矿金物相分析结果
实施中高压电脉冲碎矿设备持续对矿石放电破碎10min后，取出预处理后的小颗粒矿石，并将其细磨至-0.038mm含量占95％，加入助浸剂Pb(NO3)2200g/t处理4h，NaCN的用量1.2kg/t，浸出时间是22h，反应温度为20℃，pH值11，液固比为2.5，搅拌速度900r/min，可以使金的浸出率达到80.67％，相比未采用电脉冲预处理的矿石浸出提高10个百分点。

Claims (1)

1.一种强化难处理金矿石浸出的高压电脉冲预处理方法，其特征在于该方法使用了一种特殊的高压电脉冲碎矿装置，该种高压电脉冲放电碎矿装置主要由电源(1)、单相调压器(2)、交流点火变压器(3)、六倍压整流电路(4)、超高压陶瓷电容器(5)、铜棒(6)、高压电极(7)、导电筒体(8)、放电碎矿桶(9)、振动筛网(10)、绝缘液(11)、给矿仓(12)、绝缘液仓(13)、接地导线(14)、固液分离器(15)、产品收集器(16)、气体开关(17)、高压导线(18)、绝缘桶盖(19)、绝缘液循环管道(20)、振动装置(21)、绝缘振动杆(24)组成，
其中电源(1)属于日常供电设备，电源(1)与单相调压器(2)相连接，单相调压器(2)再与交流点火变压器(3)相连接，交流点火变压器(3)输出端接六倍压整流电路(4)，六倍压整流电路(4)输出端与超高压陶瓷电容器(5)的输入端相连接，超高压陶瓷电容器(5)的两端与气体开关(17)的两端相并联，以此构成了能够输出高压电脉冲的高压整流振荡电路，高压整流振荡电路的输出端与高压导线(18)相连接，多个铜棒(6)的一端并联在高压导线(18)上，铜棒(6)的另一端安装有高压电极(7)，铜棒(6)绝缘安装固定在位于放电碎矿桶(9)顶部的绝缘桶盖(19)上，且将其安装有高压电极(7)的一端深入到放电碎矿桶(9)内；放电碎矿桶(9)的外层由绝缘材料制成，其中以尼龙材料为佳，放电碎矿桶(9)的内衬镶嵌有导电筒体(8)，放电碎矿桶(9)的上部为筒形，底部为倒锥形，其筒形与倒锥形的过渡之处安装有振动筛网(10)，放电碎矿桶(9)的上部绝缘部分侧壁上固定有振动装置(21)，并与振动筛网(10)通过绝缘振动杆(24)连接；放电碎矿桶(9)的锥形底部通过出料口和输送管道与固液分离器(15)相连通，固液分离器(15)后接产品收集器(16)和绝缘液循环管道(20)，放电碎矿桶(9)的上部侧壁上分别开有绝缘液入口和矿石入口，其中绝缘液入口通过管道同绝缘液仓(13)相连通，矿石入口通过溜槽或送料皮带同给矿仓(12)相连通；接地导线(14)的一端穿过放电碎矿桶(9)的外层与其内部的导电筒体(8)相连接，接地导线(14)的另一端直接接地构成整个电路的回路；使用上述的高压电脉冲碎矿装置，按如下步骤进行操作：
(1)启动振动装置(21)，通过绝缘振动杆(24)带动振动筛网(10)振动；其振动频率为300～1200次/min，关闭位于放电碎矿桶(9)底部的出料口阀门，分别打开绝缘液入口和矿石入口的阀门，将一定数量的绝缘液(11)和大颗粒矿石(22)导入到放电碎矿桶(9)中，其中绝缘液(11)与大颗粒矿石(22)的体积比为1：2～5；当绝缘液(11)和大颗粒矿石(22)填充到放电碎矿桶(9)总容积的2/3到3/4时关闭上述两个入口的阀门；
(2)启动电源(1)供电，经单相调压器(2)变压，交流点火变压器(3)升压和六倍压整流电路(4)整流升压后输出高压直流电，给超高压陶瓷电容器(5)充电，然后经过后续电路向高压电极(7)不断输送电脉冲，并传送给大颗粒矿石(22)，使其震裂破碎。其脉冲强度为50～300kV，脉冲频率为10～20Hz；
(3)启动电源(1)供电后10～15min后再次打开放电碎矿桶(9)的绝缘液入口和矿石入口的阀门，同时打开其出料口阀门，控制绝缘液(11)和大颗粒矿石(22)的流量，保证放电碎矿桶(9)内的绝缘液(11)与大颗粒矿石(22)的体积比保持为1：2～5，绝缘液(11)与大颗粒矿石(22)的填充量为放电碎矿桶(9)总容积的2/3～3/4；
(4)打开放电碎矿桶(9)出料口阀门的同时，启动与之相连通的固液分离器(15)，固液分离器(15)分离出的小颗粒矿石(23)进入产品收集器(16)内，以备后续使用，分离出绝缘液(11)经绝缘液循环管道(20)返回到绝缘液仓(13)之中，循化使用；
(5)将进入产品收集器(16)内的小颗粒矿石(23)放入球磨机内，按60％的磨矿浓度进行磨矿，在达到浸出要求的细度后用水冲入浸出槽中并调至40％的矿浆浓度进行搅拌氰化浸出，加入氧化钙调节pH值至11.0～12.0并保证浸出要求的游离氧化钙浓度，而后根据浸出氰化钠浓度要求加入适量的氰化钠，浸出过程中每隔4小时测定一次浸出液里的游离氰化钠，每小时测定一次pH值和游离氧化钙浓度，并及时补充氰化钠和氧化钙确保其浓度稳定，在规定的浸出时间点上取样制备相应的浸渣样，浸出结束后抽滤出液体样，浸渣和浸出液送化验室分析化验。
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