金矿石选矿是从金矿石中提取金并将其富集的一系列工艺过程。由于金矿石性质复杂多样,选矿过程需根据矿石特性精心设计,以实现金的高效回收和资源利用。其涵盖多个关键环节,每个环节都对最终选矿效果起着至关重要的作用。具体选矿过程包括:破碎、磨矿分级、选别及脱水等缓解。
金矿的破碎过程需根据金矿矿石性质和所需选别粒度要求而定,通常包含粗碎、中碎和细碎。
粗碎:目的是把大块原矿初步破碎至较小粒度,便于后续进一步处理,同时使部分与金共生的脉石矿物开始解离。常用颚式破碎机完成作业,将开采出的大块金矿石送进颚式破碎机,通过电机带动偏心轴使可动颚板做周期性往复摆动,与固定颚板靠近或离开,对夹在其间的矿石进行挤压、劈裂,实现破碎。
中碎:作用是进一步减小矿石粒度,为后续细碎和磨矿提供更合适给料,且继续促进金与脉石矿物解离。常用圆锥破碎机完成,将粗碎后的矿石进入圆锥破碎机,通过外圆锥固定,内圆锥在偏心轴套带动下做偏心旋转运动,使矿石在内外圆锥之间受到挤压、弯曲和冲击而破碎。
细碎:目的是将矿石破碎至更细粒度,满足磨矿作业对给料粒度的严格要求,充分解离金矿物与脉石,为后续选别创造良好条件。常用反击式破碎机完成作业,流程是中碎后的矿石进入反击式破碎机,通过高速旋转的转子带动板锤,将矿石抛向反击板,矿石在板锤和反击板间反复碰撞、反弹,直至破碎成合格粒度从出料口排出。
金矿磨矿环节是继破碎之后,继续对矿石磨砺的过程,主要目的是将细碎矿石磨至可选别的粒度条件(既实现金与其他矿物间单体解离状态)。金矿磨矿的工艺流程通常包括粗磨和细磨阶段。
粗磨:一般选用棒磨机。先将经过破碎环节初步破碎的金矿石,与适量的水以及钢棒一同添加至棒磨机的筒体内。电机带动筒体旋转,在离心力和摩擦力的作用下,钢棒被提升至一定高度后落下,对矿石进行冲击和研磨,使矿石粒度进一步减小。棒磨机的钢棒以线接触方式研磨矿石,相较于球磨机,能有效减少过粉碎现象,产出粒度均匀的产品。通过粗磨,金矿石被磨至合适的粒度范围,初步实现金矿物与脉石矿物的解离,为后续的细磨和分级作业提供适宜的原料。
细磨:粗磨后的矿浆进入球磨机进行细磨。球磨机筒体内装有不同规格的钢球,电机驱动筒体旋转,钢球随筒体上升到一定高度后落下,对矿石进行冲击和研磨,使矿石磨至满足选别要求的更细粒度。球磨机的适应性强,可处理各种硬度和性质的金矿石,通过调整磨矿介质的种类、配比和填充率等参数,能够适应不同的磨矿需求。在细磨过程中,进一步提高金矿物与脉石矿物的解离度,确保在后续选别作业中能高效回收金。
分级:磨矿过程中,分级作业至关重要,常见的分级设备有螺旋分级机和水力旋流器。螺旋分级机工作时,磨矿后的矿浆流入其中,螺旋叶片在减速机带动下缓慢转动,粗粒矿物在重力和螺旋叶片推动下向高堰端移动,从溢流口排出,返回磨矿作业再磨;细粒矿物则随矿浆从槽体底部排出,作为合格产品送入后续选别作业。水力旋流器的工作原理是矿浆以一定压力从切线方向进入,在高速旋转产生的离心力作用下,粗粒矿物被甩向器壁并沿器壁向下运动,从底流口排出返回磨矿;细粒矿物在中心部位随矿浆从溢流口排出进入选别环节。分级作业能够精确控制磨矿产品的粒度,保证进入后续选别作业的物料粒度符合要求,提高选别效率和精矿质量。
金矿选别是从金矿石中分离并富集金矿物的关键环节,其过程主要包含重选法、浮选法、氰化法等。
重选提金:分为跳汰重选、摇床重选等,其中跳汰重选使用的是跳汰机设备,矿浆流入跳汰机的跳汰室,隔膜上下往复运动,让水在室内形成上下交变水流。在此作用下,矿粒按密度分层,密度大的金矿物和重矿物沉降到下层,轻矿物留在上层,随后分别排出。该重选多适于粗选作业。摇床重选是矿浆给到倾斜的摇床床面上,同时横向水流从一侧均匀流过。床面纵向不对称的往复运动和横向水流共同作用,使矿粒按密度和粒度在床面上分带。密度大的金矿物集中在床面精矿带,轻矿物分布在尾矿带。该重选适于精选作业。
浮选法提金:磨矿分级后的矿浆进入浮选机,需添加浮选药剂,包括捕收剂、起泡剂、调整剂等。捕收剂吸附在金矿物表面,使其表面疏水;起泡剂在矿浆中产生大量气泡;调整剂调节矿浆酸碱度和其他矿物表面性质。在搅拌作用下,金矿物附着在气泡上,随气泡上浮至矿浆表面形成泡沫层,刮出泡沫层即得浮选精矿。
氰化法提金:先通过搅拌氰化浸出让进形成是可溶的金氰络合物进入溶液,然后在进行锌粉置换或解吸电解等步骤获得金。其流程是在浸出槽中,向矿浆里加入氰化物溶液,并进行搅拌,让金与氰化物发生化学反应,生成可溶的金氰络合物进入溶液。然后将浸出后的含金溶液流入置换槽,加入锌粉,将溶液中的金离子置换出来,生成金属金沉淀,得到金泥,经后续熔炼提纯可得到成品金,或还可采用解吸电解法提金。
金矿脱水主要是因为选别后获得的金精矿和尾矿均含有定量水,影响后续冶炼和堆存,需进行脱水处理。一般金精矿脱水采用浓缩机和过滤机完成;金尾矿脱水根据最终含水量要求而定。其流程通常是先将矿浆给入浓缩机进行缓慢沉降,固体颗粒逐渐沉淀到浓缩机底部刮出,再给入压滤机中在压力作用下,水分通过滤布被挤出,固体颗粒被截留在滤室内形成滤饼,当滤饼形成一定厚度后,通过拉开滤板卸料。
金矿石选矿过程各环节紧密相连,通过合理选择和配置设备,优化工艺参数,能有效提高金的回收率和精矿质量,实现金矿石资源的高效开发利用。
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