摘要：新疆且末县喀帕金矿矿区样品柱浸试验样以石英岩为主，夹杂部分变质砂岩，少量长石、云母及电气石，是以石英脉为主的含矿岩石。试验样品约260kg，大部分矿石粒径大于50mm。采用常规试样加工流程，按室内柱浸试验粒度要求对样品进行了三个粒级的破碎；分别是≤50mm、≤25mm、≤10mm。每个粒级分别取样进行各种分析及柱浸试验。
1试样的制备
1.1试样的加工破碎：对所有的样品进行过筛，粒径大于50mm矿石用可调式颚式破碎机进行破碎，小于50mm、25mm、10mm的矿石保持原来的形态。然后准确称重，重量为：257.5kg。
1.2试样制备：根据不同的粒度要求进行试验样的制备
据粒度要求由大到小排列，先过筛，筛上部分破碎到规定的粒度，然后全部搅拌混匀，进行缩分取样，取完测定样后，再进行搅拌混匀，缩分出柱浸用的试验样。
2矿石工艺矿物学的研究
矿石工艺矿物学研究是矿石可浸性试验的基础，是制定柱浸工艺流程的依据，其工作应提前进行，研究内容包括以下几个方面：
2.1 X荧光全元素定量扫描
X荧光全元素定量扫描确定了矿石的基体元素如SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O及部分微量元素的含量，这样做可以全面地了解矿石中有哪些有用元素和有害元素，帮助下一步化学分析正确地选定主要分析元素和确定分析方法。为化学分析确定分析依据。
2.2 矿石中主要元素的化学分析
化学多元素分析是根据X荧光全元素定量扫描分析的结果，对矿石中所含多个较重要元素的定量化学分析，不仅分析金，而且也要分析对浸出率和药剂耗量可能产生影响的其他元素，如Ag、Cu、Pb、Zn、Fe、As、Hg、S、C等。
2.3 岩矿鉴定
根据样品量取岩矿鉴定样三个，鉴定结果表明该矿石主要成分为石英岩，夹杂少量的长石、云母及电气石。
3矿石的物理性质
3.1矿石的粒度分级及金的分布
对25~0mm、10~0mm两个粒级的试验样进行粒度分级试验。取该粒级的试验样5kg，然后过筛，分成六个级别：10～5mm、5～1mm、1～0.40mm、0.40～0.15mm、0.15～0.074mm、＜0.074mm。然后准确称出每个粒级的重量，算出每个粒级占总试验样的百分含量。每个粒级还要进行缩分取样，分析金品位，算出金在各个粒级的分布。
矿石中细粒级含量对堆浸的渗透性影响很大，随着矿石中细粒级含量的增加，矿粒之间空隙减少，渗透性明显降低。当矿石中含原生矿泥较多时，渗透性更差。因此，柱浸试验前，应对确定的各试验粒级（50~0mm、25~0mm、10~0mm）用200目标准筛筛析，以测定其中的＜200目含量，如果某粒级中200目含量超过25~30%，便需要制粒试验。
细粒级含量的测定方法如下：取某一粒级的干矿量2kg，在水中浸泡8h后（水量以淹没矿样为宜），先用大孔筛进行湿筛以除掉大颗粒，将筛下部分用＜200目筛进行第二次湿筛，筛下产物过滤、烘干、称重，记录试验结果。
3.2、矿石饱和容水率的测定
矿石的饱和容水率是影响矿石渗透率的另一重要因素。矿石的饱和容水率不仅与矿石的粒度有关，而且与矿石中的矿物成分关系更加密切。如矿石中的高岭土、绿泥石、绢云母等有很强的吸水性，当矿粒之间有溶液通过时会由于这些矿物吸收大量的水分而膨胀，从而影响矿石的渗透性。
4、滚瓶氰化试验
滚瓶氰化试验的目的是测出在最佳条件下金矿石氰化浸出的数据，称其为基准线数据，主要有两个：最佳浸出时间和最佳浸出率。
滚瓶氰化试验做了三份，具体方法是取有代表性的试样1kg，将矿样磨碎至0.074mm以下含量占90%以上，装于三个1m3的瓶中，再加入氰化钠溶液，以淹没矿样为量（固液比约为1∶1），用石灰或氢氧化钠调节pH到10.5～11，再将瓶子盖严，然后放置在滚筒或摇摆器上进行浸出，每瓶预先选定不同氰化钠溶液浓度。浸出后液渣分离并分析浸出液和渣的金含量，计算浸出率，这便可得出所试验的矿石的最佳浸出时间、最佳浸出率及氰化钠最佳浓度。也叫基准线数。这是判断将该矿石进行堆浸时所能获得的浸出速度、药剂耗量和浸出率的最大值的有效方法。
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经验表明，低品位含金矿石经过上述预测试验，浸渣品位能降到0.2g/t以下时，该矿石属易堆浸矿石，接着可以进行柱浸系统试验。如果经上述方法获得的浸渣品位超过0.2g/t，该矿石属难堆浸矿石或不能堆浸矿石，对难堆浸矿石尚需进行柱浸试验，以便从经济效益上判定该矿石是否可以用于堆浸生产。通过上述预浸试验的浸出率不超过50~60%的矿石可以称为不能堆浸矿石，后面的柱浸试验也就没有必要进行了。有时，预测试验的浸出效果很好，但是氧化钙和氰化钠的药剂耗量很高，从而大大增加了堆浸生产成本，这种矿石也不太适宜堆浸。
从结果可以得知，该矿石经滚瓶氰化试验后尾渣品位低于0.2g/t，浸出时间相对较短，药剂耗量也不高，浸出率很理想，所以该矿石属于易堆浸矿石，完全有必要进行系统的分粒级（50~0mm、25~0mm、10~0mm）柱浸试验。
5、常规柱浸试验的试验内容
5.1.粒度试验
粒度试验是考查粒度对浸出指标的影响。选择粒度界限时，即要考虑到粒度对金浸出率的影响，也要考虑生产中碎矿设备所能达到的限度。粒度差别太小，粒度的影响反映不明显；粒度差别太大，又会超出常规碎矿设备所能达到的限度。因此，试验粒度通常在50～10mm间选定，并且至少要选定三个粒级，本次试验选定50～0mm、25～0mm、10～0mm三个粒级。
5.1.2、极限喷淋强度试验
极限喷淋强度试验是考查溶液在矿堆中最大流动速度和最大流量的综合指标。极限喷淋强度是指单位时间内单位横截面积上流经浸出剂的最大体积量。它与矿堆的孔隙度有关，极限喷淋强度试验必须在矿石达到饱和容水量后进行。因此，宜在碱预处理的后半段完成。试验时，首先将喷淋强度选定一个值，按照这个量喷淋一段时间，如未发现料层表面有积水，应继续增加喷淋量。直至矿柱表面有积水为止，测定此时从浸柱中单位时间的流出量，用该流出量和浸柱内截面等参数即可计算出该种矿石的极限喷淋强度。渗透性能好的矿石，其极限喷淋强度值高。对这种矿石要选择一个适当的喷淋强度进行其他条件试验。
5.2浸出剂氰化物浓度和氰化物耗量试验
该试验用来选定适合该矿石性质的适宜氰化物浓度和确定为保持该浓度所消耗氰化物的总量。因为本次试验的矿石金品位略低，其它组分影响不大，以前又做过类似的工作，所以氰化物适宜浓度全部定为0.5‰。石灰耗量试验是保持浸出剂pH值为10.5~11的条件下消耗的石灰总量，喷淋浸出时间试验是在溶液量保持不变条件下，其含金量基本上不再增加，即金的浸出反应基本停止为终点，由于试验周期较长，试验过程要有不同程度的溶液蒸发，因此，发现溶液减少时，要随时补液，使之始终保持原来溶液总量。污水处理试验是最后的浸出贫液用漂白粉进行处理，达到排放的标准所消耗漂白粉的总量。我们国家排放标准为小于0.5mg/L。在废液中加入一定量的漂白粉，搅拌，放置24小时以上，取样测定氰根离子含量，若大于0.5mg/L，再加漂白粉，继续测定，直到氰根离子含量小于0.5mg/L，即可排放。由于堆浸试验的周期较长，因此，上述试验必须同时进行。根据试验结果，找出浸出率最高而消耗药剂量较少的试验条件，作为该矿石堆浸的最佳条件。此时，用三种方法计算的结果便会产生差异。最终应以两种或三种计算结果的平均值作为该矿样的堆浸浸出率。
6、评价及讨论
6.1、根据矿石工艺矿物学的研究分析
该矿区矿石中除Fe以外，Ag、Cu、Pb、Zn、As、Hg、S、C等，对浸出率和药剂耗量可能产生的影响不是很大，可以说有害元素害处不大。鉴定结果表明该矿石主要成分为石英岩，夹杂部分变质砂岩，少量长石、云母及电气石。泥质含量较低，砷及碳、硫含量较小，这些因素说明该矿石属于易浸矿石。粒度分级与金的分布不是很均匀，说明存在包裹金与较大颗粒金的可能。细粒级含量、饱和容水率、堆比重等比较低，说明泥质较少，渗透性较好，有利于堆浸。试验结果告诉我们该矿石是可以堆浸的。
6.2、根据柱浸试验分析
该矿区绝大部分都是石英石，渗透性较好，这一点也可从极限喷淋强度试验结果得出，同时也验证了前面所做的一系列工艺矿物学试验。根据试验结果可以看出，与以往试验的其它矿体相比之下略高，但属于正常范围。氰化物耗量与以往试验的其它矿体相比之下略高，估计是铁含量略高所造成的；是不是这一原因需要进一步验证。从浸出总时间与有效浸出时间看，该矿石属于易浸矿石。在我国漂白粉处理含氰废液的比例没有一定的标准，比较可信的经验值是漂白粉与氰根的比例一般在16∶1左右，这是漂白粉中有效氯含量在35%左右时的值，根据我们的试验结果，漂白粉与氰根的比例在10∶1左右，说明污水处理的药剂耗量还是比较低的。
6.3浸出率方面
在浸出时间相同的条件下，随着粒度的增大，浸出率呈下降趋势，但差别都不是很明显，相差基本在10%左右。
综上所述，该矿石属较易浸矿石，渗透性、浸出时间、药剂耗量等都是可以的，整体浸出率较高，就目前的浸出率而言，要得出最佳条件必须通过经济效益的核算来确定。从实验室试验的角度分析，浸出时间基本可确定为20~30天，试样粒度在25mm左右，氰化物浓度低于0.5‰。
论文作者:马瑛,王鸿
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
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