一种基于高压电脉冲破碎的低品位金矿石堆浸方法

摘要

本发明涉及一种基于高压电脉冲破碎的低品位金矿石堆浸方法，包括以下步骤：①原矿石经过开路粗碎和闭路中碎达到合适的粒度后，送入高压电脉冲破碎机进行处理；②用高压电脉冲破碎机对原矿石进行开路细碎，产品用湿式振动筛和分级设备进行联合分级；③较细的溢流产品给入到全泥氰化浸出系统，沉砂和粗粒物料与适量调碱石灰混合后筑成矿堆进行堆浸；④浸出完成后得到含金贵液和尾渣，贵液经吸附、解吸和冶炼后得到金产品。与现有技术相比，本发明提出采用高压电脉冲破碎处理低品位金矿石，其产品金暴露率高、细颗粒含量少，可明显缩短堆浸周期、减少浸出剂消耗、提高金浸出率。在堆浸的同时，细粒级分级产品也得到了回收。

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其是涉及一种基于高压电脉冲破碎的低品位金矿石堆浸方法。

背景技术

随着我国高品位金属矿产资源几近枯竭，蕴藏丰富的低品位金属矿产资源的重要性越发凸显。对于低品位金矿石，堆浸技术是目前应用最广泛的提取方法之一。作为一种液-固反应过程，在实际生产中堆浸处理的效率主要取决于金的暴露率和溶浸液在矿堆中的渗透性。堆浸原矿需要通过破碎预处理提高金颗粒的暴露率，但现行的机械破碎方法会伴随产生大量细颗粒矿石，过多的细颗粒矿石会减少矿堆内部的空隙，从而形成沟流甚至堵塞，严重降低溶浸液在矿堆中的渗透性。因此机械破碎不能很好的同时满足堆浸技术对金颗粒暴露率和溶浸液渗透性的要求。

高压电脉冲破碎技术是脉冲功率技术在破碎处理上的应用。高压电脉冲破碎技术利用脉冲发生装置在浸泡在水中的矿石内部引发电击穿，从而将数十到数百焦耳的能量在几个毫秒以内释放到矿石颗粒内部，在等离子体形成的放电通道周围的材料内部产生强大的压力波，导致矿石颗粒的解体。

高压电脉冲破碎技术能够在矿石颗粒内金属和非金属矿物晶粒的边界上释放能量引发矿石解体，因此具备选择性破碎较高品位矿石颗粒、使矿石沿晶粒间边界破碎或解离、在破碎产物上产生大量裂缝和产物粒度范围窄且细颗粒含量少等优点。高压电脉冲破碎技术有望进一步提高堆浸作业的金回收率、缩短浸出时间和降低溶浸药剂用量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于高压电脉冲破碎的低品位金矿石堆浸方法，按以下步骤进行：①原矿石经过开路粗碎和闭路中碎达到合适的粒度后，送入高压电脉冲破碎机进行处理；②用高压电脉冲破碎机对原矿石进行开路细碎，产品用湿式振动筛和分级设备进行联合分级；③较细的溢流产品给入到全泥氰化浸出系统，沉砂和粗粒物料与适量调碱石灰混合后筑成矿堆进行堆浸；④浸出完成后得到含金贵液和尾渣，贵液经吸附、解吸和冶炼后得到金产品。将高压电脉冲破碎产品的特点与金矿石堆浸的优势结合起来，以达到进一步提高堆浸作业的金属回收率、缩短浸出时间和降低溶浸药剂用量的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于高压电脉冲破碎的低品位金矿石堆浸方法，包括以下步骤：

（1）原矿石依次经过开路粗碎和闭路中碎，得到闭路中碎产品；

（2）闭路中碎产品给入高压电脉冲破碎机内进行开路细碎；

（3）细碎产品经堆浸、全泥浸出得到目的产物，由目的产物获得金产品。

所述步骤（3）具体为：

31：细碎产品给入湿式振动筛；

32：湿式振动筛筛下物给入到水力分级设备中，水力分级设备分级的溢流产品给入到全泥氰化浸出系统，得到载金炭产品；

湿式振动筛筛上粗粒物料和水力分级设备分级的沉砂均与碱石灰混合后，一起送入到堆场进行筑堆，并采用浸出剂进行浸出，筑堆收集的贵液采用活性炭进行静态吸附，分离出载金炭产品和贫液，贫液返回到堆场进行循环喷淋；

33：步骤32中获得的载金炭产品送入解吸槽，得到目的产物与回收活性炭，回收活性炭进入步骤32中全泥氰化浸出系统和筑堆收集的贵液循环使用。

所述湿式振动筛的筛孔尺寸为3~6mm，湿式振动筛的筛下物配合水力分级设备进行分级，得到的溢流产品中-0.074mm粒级含量控制在75~90%。

所述湿式振动筛采用湿式双层振动筛，湿式双层振动筛的筛上物料分别和水力分级设备分级的沉砂添加石灰送入堆场，形成不同粒度范围的矿堆。

所述水力分级设备分级的溢流产品的最大粒度为0.10~0.15mm。

所述开路粗碎采用粗碎破碎机，粗碎破碎机的粒度上限为150~250mm；

所述闭路中碎采用中碎破碎机和中碎振动筛，开路粗碎得到的开环粗碎产品全部给入到中碎破碎机，中碎破碎机得到的初级中碎产品经过中碎振动筛的作用进行分级，中碎振动筛的筛上粗物料返回到中碎破碎机继续破碎，中碎振动筛的筛下物为闭路中碎产品，闭路中碎控制闭路中碎产品粒度小于高压电脉冲破碎机的最大入料粒度。

所述中碎破碎机的最大入料粒度范围为80~150mm；

所述中碎振动筛的筛孔尺寸为40~80mm。

所述中碎振动筛采用中碎双层振动筛，中碎双层振动筛的上层筛筛上粗物料返回到中碎破碎机继续破碎，中碎双层振动筛的下层筛筛上物给入到高压电脉冲破碎机内进行开路细碎，高压电脉冲破碎机得到的高压电脉冲破碎产品与中碎双层振动筛的下层筛筛下物混合作为细碎产品，给入湿式振动筛。

所述高压电脉冲破碎的最大入料粒度为40~80mm，脉冲电压峰值为30~500kV，脉冲能量为50~2000J，脉冲上升时间为5ns~500μs，水力分级设备分级的溢流产品中进入到全泥氰化浸出系统的金矿石的质量分数占8%~25%。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、与机械破碎机（颚式破碎机、圆锥破碎机、高压辊磨机等）破碎后的堆浸工艺相比，高压电脉冲破碎技术在通过单体解离、暴露在颗粒表面和产生可供溶浸液渗透的裂缝等方式提高金颗粒暴露率的同时，其产物粒度相比机械破碎更粗且细颗粒含量少，因此能够更好的同时满足堆浸处理对金颗粒暴露率和溶浸液渗透性的要求。在堆浸的同时，细粒级分级产品也得到了回收。

2、在采用堆浸法处理低品位金矿石时，其产品金暴露率高、细颗粒含量少，高压电脉冲破碎的采用可以起到缩短堆浸周期、减少浸出剂消耗、提高金浸出率的作用，解决了以往堆浸时间长、浸出效果差的问题，能较经济的将极低品位的金矿石加以回收，避免了资源的浪费。

3、经过对比实验证明，本发明在产品金浸出率明显高于常规颚式破碎机产品，且能减少浸出剂的用量，起到降耗增效的作用，若将原堆场矿石进行分级筑堆，可进一步提高金的浸出率。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为实验1的工艺流程图；

图3为实验2的工艺流程图；

图4为实验3的工艺流程图；

图5为实验4的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种基于高压电脉冲破碎的低品位金矿石堆浸方法，包括以下步骤：

（1）原矿石依次经过开路粗碎和闭路中碎，得到闭路中碎产品。

开路粗碎采用粗碎破碎机，粗碎破碎机的粒度上限为150~250mm，粗碎破碎机为圆锥破碎机、颚式破碎机或反击式破碎机等常规破碎机中的一种；

闭路中碎采用中碎破碎机和中碎振动筛，开路粗碎得到的合适粒级的开环粗碎产品全部给入到中碎破碎机，中碎破碎机得到的初级中碎产品经过中碎振动筛的作用进行分级，中碎振动筛的筛上粗物料返回到中碎破碎机继续破碎，中碎振动筛的筛下物为闭路中碎产品，闭路中碎控制闭路中碎产品粒度小于高压电脉冲破碎机的最大入料粒度。

中碎破碎机的最大入料粒度范围为80~150mm；中碎破碎机与筛孔尺寸为40~80mm的中碎振动筛组成闭路破碎流程。中碎振动筛还可以采用中碎双层振动筛，中碎双层振动筛的上层筛筛上粗物料返回到中碎破碎机继续破碎，中碎双层振动筛的下层筛筛上物给入到高压电脉冲破碎机内进行开路细碎，高压电脉冲破碎机得到的高压电脉冲破碎产品与中碎双层振动筛的下层筛筛下物混合作为细碎产品，给入湿式振动筛，以便通过提高入料平均粒度提高高压电脉冲破碎的效率。

（2）闭路中碎产品给入高压电脉冲破碎机内进行开路细碎，细碎产品给入湿式振动筛。利用的是高压电脉冲在矿石中制造裂缝使浸出液便于进入大颗粒的优点，浸出液更多是沿裂缝进入矿石颗粒内部进行浸出。

高压电脉冲破碎的最大入料粒度为40~80mm，脉冲电压峰值为30~500kV，例如：50kV、200 kV、300 kV等，脉冲能量为50~2000J，脉冲上升时间为5ns~500μs，水力分级设备分级的溢流产品中进入到全泥氰化浸出系统的金矿石的质量分数占8%~25%。

步骤（2）中，还可以设置重选设备，重选设备选出高压电脉冲破碎得到的机细碎产品中的颗粒金。

（3）细碎产品经堆浸、全泥浸出得到目的产物，由目的产物获得金产品。具体步骤如下：

31：细碎产品给入湿式振动筛。

32：一方面：湿式振动筛筛下物给入到水力分级设备中，水力分级设备分级的溢流产品给入到全泥氰化浸出系统，得到载金炭产品。水力分级设备为螺旋分级机或水力旋流器，水力分级设备分级的溢流产品的最大粒度为0.10~0.15mm；

湿式振动筛的筛孔尺寸为3~6mm，湿式振动筛的筛下物配合水力分级设备进行分级，得到的溢流产品中-0.074mm粒级含量控制在75~90%，给入到全泥氰化浸出系统；

另一方面：湿式振动筛筛上粗粒物料和水力分级设备分级的沉砂均与适量调碱石灰混合后，一起送入到堆场进行筑堆，并采用浸出剂进行浸出，筑堆收集的贵液采用活性炭进行静态吸附，分离出载金炭产品和贫液，贫液返回到堆场进行循环喷淋。活性炭吸附剂可以替换成非活性炭吸附剂；

浸出剂可以为氰化浸出剂或非氰浸出剂，若为非氰浸出剂，则浸出剂喷淋强度、pH可做相应调整；

湿式振动筛还可以采用湿式双层振动筛，筛上物料不合并，湿式双层振动筛的筛上物料分别和水力分级设备分级的沉砂添加石灰送入堆场，形成不同粒度范围的矿堆，获得更好地堆浸效果。

33：全泥氰化浸出系统得到的载金炭产品和堆浸得到的载金炭产品分别送入解吸槽，得到目的产物与回收活性炭，回收活性炭进入步骤32中全泥氰化浸出系统和筑堆收集的贵液再生循环使用。解吸槽得到的目的产物进入金冶炼厂得到金产品。

下面通过具体实验证明本发明方案所带来的技术效果。

实验1

某高硅氧化型低品位金矿石，矿石中金含量为0.36g/t，金属矿物以褐铁矿、黄铁矿为主；脉石矿物绝大多数为石英。如图2所示，对取得的矿石采用 PEX-150×250、XPC-60×100 两种型号的颚式破碎机及26.5mm方孔筛组成的闭路破碎流程进行粗碎和中碎，确保矿石粒度均小于26.5mm，再采用PEF-60×100型颚式破碎机进行全开路细碎（控制颚式破碎机的排矿口宽度为 4~7mm）。颚式破碎机粉碎后的产品经筛分分级，其中-0.15mm粒级物料（占14.56%）作为全泥氰化试验样，取200g试样给入到体积为3L的搅拌槽内，加入自来水使矿浆浓度为40%，加入生石灰1.5kg/t调整pH值为11，氰化钠溶液浓度为1.5g/L，电动调速搅拌器的转速设定为500r/min，搅拌浸出时间为24h。+0.15mm粒级物料（占85.44%）作为柱浸试验样，试样给入到直径Ф=160mm的小型浸出柱内，矿堆高度H=650mm，蠕动泵喷淋强度为10L/m2•h，氰化钠溶液浓度为0.8g/L，闭路(贫液作为浸出剂回用)浸出20天，浸出完成后用清水洗涤矿堆48h。可得两种浸出贵液和浸出渣，分别测定浸出前后的各试样金含量。

经常规颚式破碎机粉碎后，-0.15mm粒级物料柱浸金浸出率为85.31%，浸出剂耗量为1.86kg/t；+0.15mm粒级物料柱浸金浸出率为73.31%，浸出剂耗量为1.29kg/t；原矿的综合浸出率为75.06%，浸出剂消耗为1.37kg/t。

实验2

某高硅氧化型低品位金矿石，矿石中金含量为0.36g/t，金属矿物以褐铁矿、黄铁矿为主；脉石矿物绝大多数为石英。如图3所示，对取得的矿石采用 PEX-150×250、XPC-60×100 两种型号的颚式破碎机及26.5mm方孔筛组成的闭路破碎流程进行粗碎和中碎，确保矿石粒度均小于26.5mm，再采用自制高压电脉冲破碎机对矿石释放高压电脉冲，脉冲电压为200kV，电极间距为50mm，脉冲次数为500次/kg。高压电脉冲破碎机处理后的产品经筛分分级，其中-0.15mm粒级物料（占10.27%）作为全泥氰化试验样，取200g试样给入到体积为3L的搅拌槽内，加入自来水使矿浆浓度为40%，加入生石灰1.5kg/t调整pH值为11，氰化钠溶液浓度为1.5g/L，电动调速搅拌器的转速设定为500r/min，搅拌浸出时间为24h；+0.15mm粒级物料（占89.73%）作为柱浸试验样，试样给入到直径Ф=160mm的小型浸出柱内，矿堆高度H=650mm，蠕动泵喷淋强度为10L/m2•h，氰化钠溶液浓度为0.8g/L，闭路(贫液作为浸出剂回用)浸出20天，浸出完成后用清水洗涤矿堆48h。可得两种浸出贵液和浸出渣，分别测定浸出前后的各试样金含量。

经高压电脉冲破碎机处理后，-0.15mm粒级物料柱浸金浸出率为94.11%，浸出剂耗量为1.77kg/t；+0.15mm粒级物料柱浸金浸出率为78.36%，浸出剂耗量为1.19kg/t；原矿的综合浸出率为79.98%，浸出剂消耗为1.25kg/t。

由上述实验1、2的实验数据对比可知，与常规颚式破碎方式相比，经脉冲电压为200kV，电极间距为50mm，脉冲次数为500次/kg的高压电脉冲破碎机处理后，该金矿石试样金浸出率提高约4.92个百分点，氰化钠耗量减少约8.99%，其中+0.15mm粗粒物料柱浸金浸出率提高约5.05个百分点，氰化钠耗量减少约7.75%。

实验3

某高硅氧化型低品位金矿石，矿石中金含量为0.36g/t，金属矿物以褐铁矿、黄铁矿为主；脉石矿物绝大多数为石英。如图4所示，对取得的矿石采用 PEX-150×250、XPC-60×100 两种型号的颚式破碎机及26.5mm方孔筛组成的闭路破碎流程进行粗碎和中碎，确保矿石粒度均小于26.5mm，再采用PEF-60×100型颚式破碎机进行全开路细碎（控制颚式破碎机的排矿口宽度为4~7mm）。颚式破碎机破碎后的产品经筛分分级，其中-0.15mm粒级物料（占14.11%）作为全泥氰化试验样，取200g试样给入到体积为3L的搅拌槽内，加入自来水使矿浆浓度为40%，加入生石灰1.5kg/t调整pH值为11，氰化钠溶液浓度为1.5g/L，电动调速搅拌器的转速设定为500r/min，搅拌浸出时间为24h。-6.7+0.15mm粒级物料（占63.07%）作为微型柱浸试验样，试样给入到直径Ф=50mm的微型浸出柱内，矿堆高度H=240mm，蠕动泵喷淋强度为10L/m2•h，氰化钠溶液浓度为0.8g/L，开路(贫液不回用)浸出10天，浸出完成后用清水洗涤矿堆48h。+6.7mm粒级物料（占22.82%）作为小型柱浸试验样，试样给入到直径Ф=160mm的小型浸出柱内，矿堆高度H=650mm，蠕动泵喷淋强度为10L/m2•h，氰化钠溶液浓度为0.8g/L，闭路(贫液作为浸出剂回用)浸出20天，浸出完成后用清水洗涤矿堆48h。可得三种浸出贵液和浸出渣，分别测定浸出前后的各试样金含量。

经常规颚式破碎机粉碎后，+6.70mm粒级物料金浸出率为71.02%，浸出剂耗量为1.11kg/t；-6.70+0.15mm粒级物料金浸出率为75.51%，浸出剂耗量为1.38kg/t；-0.15mm粒级物料柱浸金浸出率为86.51%，浸出剂耗量为1.81kg/t，原矿的综合浸出率为76.04%，浸出剂消耗为1.38kg/t。

实验4

某高硅氧化型低品位金矿石，矿石中金含量为0.36g/t，金属矿物以褐铁矿、黄铁矿为主；脉石矿物绝大多数为石英。如图5所示，对取得的矿石采用 PEX-150×250、XPC-60×100 两种型号的颚式破碎机及26.5mm方孔筛组成的闭路破碎流程进行粗碎和中碎，确保矿石粒度均小于26.5mm，再采用自制高压电脉冲破碎机对矿石释放高压电脉冲，处理时脉冲电压为200kV，电极间距为50mm，脉冲次数为500次/kg。高压电脉冲破碎机破碎后的产品经筛分分级，其中-0.15mm粒级物料（占9.97%）作为全泥氰化试验样，取200g试样给入到体积为3L的搅拌槽内，加入自来水使矿浆浓度为40%，加入生石灰1.5kg/t调整pH值为11，氰化钠溶液浓度为1.5g/L，电动调速搅拌器的转速设定为500r/min，搅拌浸出时间为24h。-6.7+0.15mm粒级物料（占64.40%）作为微型柱浸试验样，试样给入到直径Ф=50mm的微型浸出柱内，矿堆高度H=240mm，蠕动泵喷淋强度为10L/m2•h，氰化钠溶液浓度为0.8g/L，开路(贫液不回用)浸出10天，浸出完成后用清水洗涤矿堆48h。+6.7mm粒级物料（占25.63%）作为小型柱浸试验样，试样给入到直径Ф=160mm的小型浸出柱内，矿堆高度H=650mm，蠕动泵喷淋强度为10L/m2•h，氰化钠溶液浓度为0.8g/L，闭路(贫液作为浸出剂回用)浸出20天，浸出完成后用清水洗涤矿堆48h。可得三种浸出贵液和浸出渣，分别测定浸出前后的各试样金含量。

经高压电脉冲破碎机破碎后，-0.15mm粒级物料柱浸金浸出率为95.64%，浸出剂耗量为1.77kg/t； -6.70+0.15mm粒级物料金浸出率为82.64%，浸出剂耗量为1.31kg/t；+6.70mm粒级物料金浸出率为74.65%，浸出剂耗量为0.93kg/t；原矿的综合浸出率为81.89%，浸出剂消耗为1.26kg/t。

由上述实验3、4的实验数据对比可知，与常规颚式破碎方式相比，经脉冲电压为200kV，电极间距为50mm，脉冲次数为500次/kg的高压电脉冲破碎机处理后，该金矿石试样金浸出率提高约5.85个百分点，氰化钠耗量减少约8.74%，其中-6.70+0.15mm粗粒物料柱浸金浸出率提高约7.13个百分点，氰化钠耗量减少约5.07%；+6.7mm粗粒物料柱浸金浸出率提高约3.63个百分点，氰化钠耗量减少约16.22%。

综上可知，在低品位金矿石浸出工艺中，经高压电脉冲破碎机处理后产品金浸出率明显高于常规颚式破碎机产品，且能减少浸出剂的用量，起到降耗增效的作用，若将原堆场矿石进行分级筑堆，可进一步提高金的浸出率。采用高压电脉冲破碎机开路破碎后的堆浸新工艺，利于进一步回收利用低品位金矿石。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。