某大型金矿设计总结

赵健伟

(长春黄金设计院有限公司)

某金矿地处内蒙古中部，海拔高程为1 550～1 750 m，区内为典型的大陆型气候，干旱少雨，冬季严寒、夏季炎热，年平均气温5.9～7.1 ℃，最高气温37 ℃，最低气温-34 ℃。该金矿属于低品位大型金矿床，入选品位为0.59 g/t，矿石为硫化矿，回收的目的矿物为金。矿山一期生产能力3万t/d，二期扩建新增生产能力3万t/d，扩建后采选联合生产能力6万t/d，是中国北方寒冷地区最大的堆浸法生产黄金的矿山。扩建设计从2010年11月开始，选矿工程主要包括破碎站、堆浸场、金回收车间等。扩建工程于2012年5月破土动工，破碎站于2013年8月1日竣工，堆浸底垫、金回收车间于2014年8月1日建成，同年9月进行负荷试车并顺利投产，2015年12月通过工程验收。

1　设计工艺流程及主要设备

1.1　破碎站(新建3万t/d)

设计采用三段一闭路破碎流程。汽车供矿，最大供矿粒度1 000 mm，粗碎选用54-75旋回破碎机，产品经胶带输送机送入封闭的储矿堆场。中碎选用2台HP800圆锥破碎机，细碎选用4台HP800圆锥破碎机。闭路筛分选用8台TTHMSP8202振动筛，筛下物料经胶带输送机送至装车仓，最终产品粒度P80=9 mm，破碎产品由自卸汽车运输至堆浸场地筑堆。

1.2　堆浸场

堆浸场采用汽车和推土机筑堆，底垫一次性建设，永久性堆场(不拆堆)、分层向上筑堆，共7层，每层台阶高度10 m，最终堆高70 m，按自然安息角堆放(1∶1.5)。浸金溶液通过埋在矿石下面的滴淋管滴淋到矿堆上，滴淋强度6 L/(m2·h)。底垫上设置了溶液收集导排系统，贵液经溶液收集导排系统自流进入贵液池，用泵扬送到金回收车间。

1.3　金回收车间

贵液采用活性炭吸附工艺，共4个吸附系列，每个系列安装炭吸附槽6台，吸附槽规格为φ4 000 mm×7 000 mm，每个吸附槽装2～3 t炭，每个系列处理贵液750 m3/h。溶液流动的方向与炭串动的方向相反。用空气提升器按顺序提炭，每天平均从炭吸附系统向解吸系统提8～10 t载金炭。第六槽(末槽)吸附后的溶液经过安全筛进入贫液池。浸出所需要的药剂在贫液池添加。从第一槽(首槽)提出载金炭，炭平均载金量为1.0～1.2 kg/t，送到解吸电解系统。

1.4　解吸电解

选用无氰解吸同温电积。系统作业温度为150 ℃，压力为0.5 MPa。解吸电解周期为12～16 h，贫炭品位小于50 g/t，贫液品位约0.03 g/m3，贫液返回堆场循环使用。解吸电解产出的金泥进行冶炼，最终产品为合质金。

2　设计优化及技术创新

2.1　破碎站

2.1.1优化破碎工艺流程

一期为中碎前设置预先筛分的三段一闭路流程，预先筛分的筛下产品给入检查筛分。在二期扩建论证期间，通过对一期生产实践的充分总结，结合矿石性质，得出了以下结论：

(1)矿石中金主要赋存于硫化物和石英-硫化物细脉中，除石英细脉外，主要由变质程度较低的板岩、千枚岩、千枚状片岩、片岩等浅变质岩组成，矿石多为片状，层状解理发育，矿石易碎难筛。

(2)矿石干燥，含水率低，小于3%。

(3)一期中碎给矿中最终产品(P80=9 mm)粒级含量问题，通过测定约为10%～15%，一期粗碎使用C160颚式破碎机，若二期选用旋回破碎机，其含量应有所提高，旋回厂家也给出了选定规格及工作排矿口下的含量，约为15%～20%。

(4)若采用中碎前设置预先筛分的三段一闭路流程，无论筛下产品给入何处，流程及配置均较为复杂。

综合一期生产实践，考虑上述原因，最终确定二期破碎工艺为三段一闭路流程。工艺流程优化后，减少了工人劳动强度，降低了投资和生产运营成本。

2.1.2粗碎设备

对于此种规模的破碎厂，粗碎应优先选用旋回破碎机。其生产能力较高、稳定性好，便于连续生产。可挤满式给矿，破碎产品中过大块少，粒度均匀，可为中碎提供较好的供矿条件。

一期粗碎选择C160颚式破碎机2台，设计最大给矿粒度1 000 mm。投产后，由于多为片状矿石，破碎机一直处在允许的最小排矿口以下运行，存在设备隐患，生产能力低，严重制约生产，投产后给矿粒度不得不降为650 mm，对采矿带来一定的影响。据此二期设计选用旋回破碎机。

2.1.3筛分设备

破碎系统筛分设备的选型往往是设计成败的关键[1]。

一期选用3种筛分设备：在颚式破碎机作业之前采用棒条筛，经过棒条筛筛分后，筛上产品给入破碎机，选择64″×24″棒条筛2台；中碎前预先筛分选择8′×20′圆振筛2台；闭路筛分选择10′×24′香蕉筛4台。使用过程中棒条筛强度低，事故多；圆振筛效果较好；闭路筛分能力不足，后又增加1台，处理能力仍不够。

二期设计时，强化了闭路筛分作业，选择TTHMSP8202振动筛8台(用6备2)。

2.1.4除铁装置

要保证中细碎破碎机的运行，必须重视除铁。二期设计时分析了铁的性质及来源，采取了相应的除铁方案。

中碎的铁主要来源于采场，除铁的难点在合金材质；细碎的铁主要来源是中碎排矿到细碎给矿前的过程中，混入的衬板碎块等，主要材质为普通钢材。通过分析，确定了相应的除铁方案：中碎圆锥破碎机除铁采用智能除铁系统，选用智能除铁器、金属探测器、自动喷漆着色器，自动与人工手动相结合方式除铁；细碎圆锥破碎机除铁选用常规电磁除铁器。

2.1.5 胶带输送机

(1)适当降低胶带输送机运行速度。二期扩建设计胶带输送机运行速度控制在2.0～2.8 m/s，降低了胶带的磨损，节约了生产成本。

(2)全自动胶带输送机纠偏装置的选用。生产中由于卸料的不均匀，常引起运行的胶带输送机跑偏，对大型长距离胶带输送机一旦发生跑偏，纠偏较难，停车时间长，二期扩建设计选用了全自动胶带输送机纠偏装置，杜绝了胶带输送机跑偏的现象，应用效果良好。

2.1.6漏斗

对于大型破碎厂，漏斗等构件工作的可靠与否、维修更换是否方便快捷等，往往是制约破碎筛分作业率的关键，对生产的影响不可低估。此类破碎厂，因单位时间内矿石通过量大，漏斗等构件的重量及几何尺寸较大，承载的冲击强度大，磨损剧烈，损坏失效频繁，必须保证漏斗等构件有一个合理的使用寿命，并兼顾维修方便、更换快捷，才能保证破碎厂生产持续稳定地进行。

一些关键部位的漏斗一旦损坏，须立即停车修复。如不能在第一时间发现，稍一滞后，常发生堆矿而导致设备事故，引起连锁反应，造成被迫停产检修。

二期破碎漏斗设计时，针对上述问题采取了以下措施：

(1)尽量采用死角式漏斗，以期达到料打料、料磨料的作用，将冲击磨损降到最低，如重板排矿漏斗、胶带输送机给、排矿连接漏斗等。

(2)采用隔板式漏斗结构，在漏斗内壁间隔一定距离设置隔板，这些隔板能滞留部分小粒度矿石，相当于给漏斗内壁增加了保护层，缓解了大块矿石的冲击强度，大大降低了对漏斗的磨损。如振动筛筛下漏斗等。

(3)可更换内衬式漏斗，在漏斗内壁加装厚度适当的可更换衬板，定期更换，可保证一定的使用寿命。如缓冲分配矿仓下漏斗等。

2.2　堆浸场

(1)埋管滴淋技术。选用滴淋管，采用机械化埋管作业，滴淋管间距1.0 m，埋管深度0.6 m，滴淋强度6.0 L/(m2·h)[2]。采取埋管滴淋技术，一是防冻，实现冬季连续生产，二是减少由于蒸发造成的溶液损失，节省药剂消耗，节水效果更明显，有利于环境保护。该技术属国内首创，为国内高寒地区黄金矿山堆浸场设计开创了先例，是堆浸技术领域的一次重大技术进步。

(2)螯合剂阻垢技术。当地水质属于中硬度水质，且系统溶液的pH值为10～12，新水在碱性条件下反应生成钙镁沉淀，在滴淋管口富集，堵塞管口，为此需对新水进行处理，采用螯合剂阻垢法解决管路堵塞问题。其原理是：利用螯合剂的特殊性质，对新水水质中钙镁离子进行预先络合。在新水添加至贫液池前设置管道混合器，使新水与螯合剂充分混合均匀后加入贫液中，减少生成钙镁沉淀的量，不再堵塞滴淋管。

(3)贵液收集导排系统。贵液收集导排系统铺设在整个堆浸场底垫600 mm厚的级配碎石中，多孔的贵液收集管间距15 m、直径100 mm。收集到的贵液汇集到直径300～610 mm的集液管[2]，其作用为收集、导排堆体内的贵液。

(4)贵液池防寒技术。贵液池设计成矿堆内的池子，贵液池内有矿石，用于冬季阻止贵液结冰。贵液池的容量是矿石之间的孔隙提供的，同时夏季时可减少贵液的蒸发。

2.3　金回收车间

(1)无动力吸附槽。贵液选用无动力吸附槽，其规格为φ4 000 mm×7 000 mm，槽底设置隔炭筛网。通过贵液的压头使炭处于沸腾状态，与贵液充分混合，实现吸附。无动力吸附的优点是大大减少炭的磨损，避免金属流失。

(2)粉炭回收。金回收车间产生的粉炭可随贫液返回矿堆中，对于永久性堆场，更应给予足够的重视。粉炭回收一方面选用先进设备，强化吸附后的安全筛作业；另一方面选用浓密机和板框压滤机从生产废液里回收。上述措施，大大减少了进入贫液中的粉炭量，减少金的损失，提高金的回收率。

3　实际生产情况

该项目扩建投产后，生产能力、技术指标均达到或超过设计指标，并稳产至今。矿山生产3 a来，年产金约6 t。生产实践证明：通过设计优化和技术创新，破碎站降低了工人的劳动强度，保证了系统的运转时间；堆浸场冬季实现了连续生产，节水约39.6×104t/a，多产出黄金约1 500 kg/a，效益明显。

矿山扩建投产1 a后，设计成果质量高，厂址选择及总体布置合理，确定的工艺流程及指标可靠，生产稳定，主要设备选型先进合理、操作管理方便，设计优化和技术创新环节减少了投资，降低了生产成本，收效显著[3]。

4　结　语

对于大型矿山设计项目，高质量的设计，对加快矿山建设速度、节约建设投资、确保工程质量起着决定性作用，技术创新和优化是设计的关键。某大型金矿设计项目生产实践表明：设计优化和技术创新应用效果显著，实现了经济效益和社会效益最大化。该矿的生产实践为大规模低品位黄金矿的开发与生产起到了良好的示范作用。

[1]中国恩菲工程技术有限公司.GB 50782—2012有色金属选矿厂工艺设计规范[S]:北京:中国计划出版社，2012.

[2]长春黄金设计院.内蒙古某矿业有限公司扩建工程初步设计说明书[R].长春：长春黄金设计院，2014.

[3]赵健伟.内蒙古某矿业有限公司扩建工程设计回访报告[R].长春：长春黄金设计院，2014.