摘要：滴渗方法，溶液直接作用于矿粉堆表面，矿粉表面将不形成水层，入渗速度快，而且能够与浸金溶剂充分接触，并冲刷矿粉表面，这将对金粉的析出十分有利。

关键词：金矿 堆浸滴淋 作业系统

1       引言

         金矿床在全国各省均有分布，但具工业规模的金矿床主要分布在我国中部、西部和北部地区，以及近年新发现的成矿带。在已探明的黄金储量中，有30％为难处理金矿。据有关机构不完全统计，我国难处理金矿远景储量达1000多吨，已探明的储量中有700吨的含砷、硫金矿难以直接氰化，至少有40个以上储量为1～100吨难处理金矿因环境问题而无法开发利用。这批难以利用的"呆矿"的处理已成为影响我国黄金工业持续发展的主要"瓶颈"问题之一。随着易采矿的大量开采，难处理金矿资源的开发利用已成为黄金开采的一项重要任务。在难处理金矿资源预处理技术方面，加速推广新法预处理技术及加热氧化法等先进技术，加快金矿科技相关成套设备的引进和二次开发是十分迫切和急需的。

         国家对环境保护问题越来越重视，鉴于黄金冶炼技术上的落后的工艺对水环境和大气环境较大影响，应该用先进的工艺代替旧工艺。以降低环境治理的成本，保护人类生存环境，达到黄金生产的可持续发展。

        加入世界贸易组织后，我国黄金工业面临的挑战主要有两个方面：一是开放黄金市场问题。按照世界贸易组织市场准入原则，中国黄金市场将向国际开放；二是企业竞争力问题。我们的企业在规模、资本、技术、成本上与国际先进水平相比，有很大差距，企业竞争能力较差。为此，我们建议在我国的黄金生产中引进国际先进高效、环保的黄金滴淋作业系统，通过必要的试验研究和工程示范尽快推广，以提高难处理金矿的生产效率和保护环境。

1.1    氰化提金工艺

         堆浸是金矿提金的重要技术手段。为达到使金矿微粒与Na₂CN充分接触，在选冶技术中采用先进的技术手段已经显得十分重要。除了寻找新的高效的或无毒的浸金溶剂和加压氧化工艺、细菌氧化工艺、化学氧化工艺、以及氯化法和含硫试剂氧化法等，我们还应改进浸金技术方法，譬如：采用喷淋和滴淋等通过管道添加氰化物的方法。

1.2    堆浸处理工艺关键技术

        为解决该工艺存在的问题，相应的将浸金溶剂均匀地、可靠地分配并均布于黄金矿粉中，采用先进技术手段是十分必要的。目前不少金矿已经采用了喷淋方法来达到此目的。但是喷淋方法有的不容易控制浸金溶剂的量，难以提高浸出率，同时喷洒到空中含氰化物的微小水珠容易扩散，对人体和环境造成伤害和污染等缺点。为了更好地解决环保问题，降低能耗，优化浸金溶液配比、提高浸出率、减少浸金溶液用量，应对湿法处理工艺技术中的堆淋方式进行改进。

                                                                                                        图1.              金矿生产流程示意图

1.3    环境保护要求

        喷淋时浸金溶剂内含的氰化物，会严重污染大气和水环境。过量使用氰化物会导致矿区污水处理和环境治理成本，甚至生产成本提高。随着易浸金矿石资源的不断减少和世界范围内对环境保护要求的日益迫切，与工艺相配套的堆淋技术变得越来越重要，因此，喷淋工艺将会受到滴淋堆浸处理工艺的挑战。

       堆浸处理工艺中采用滴淋方法也已经在发达国家得到发展，美国在许多矿区均采用此技术。采用此项技术后环境得到了很大地改善，滴淋方法为美国黄金生产和矿区环境保护做出了贡献。

       作为今后难选冶技术研究和开发的主攻方向，但从国内外的技术发展趋势来看，具有环境保护功能的、针对难处理金矿石的预处理技术，将会成为今后一段时期开发应用的重要目标。

2       浸金溶液分布技术

       浸金溶液分布淋洒技术是堆浸法的关键技术，本文着重对喷洒和滴淋两种技术进行比较和分析。

       采用传统的喷淋进行堆淋的情况下，开始时，由于喷洒强度不超过矿粉的入渗能力，矿粉表面将不形成水层，这种情况下的入渗称为自由入渗。矿粉的入渗速度等于降雨强度。随着喷洒强度很大和喷洒时间的增加，矿粉表面很快形成积水层，形成板结入渗过程转为有压入渗，淋洗的效率随着降低。

        利用滴渗方法，溶液直接作用于矿粉堆表面，矿粉表面将不形成水层，入渗速度快，而且能够与浸金溶剂充分接触，并冲刷矿粉表面，这将对金粉的析出十分有利。

       现代滴淋设备具有压力补偿、防止堵塞装置，出流均匀且可以根据矿石成分、品位和破碎程度采用最佳滴淋强度和浸金溶液浓度。

2.1    浸金溶液滴淋方法 

2.1.1    滴淋方法概述

       将滴淋技术应用于浸金溶液输送及将浸金溶液均匀地洒布于矿粉的方法，在国外已经得到广泛地应用。根据国外厂商的总结，滴淋有以下优点：

  1.        高性能和高可靠性，容易安装；

  2.        可以降低生产成本；

  3.        消除风的影响；

  4.        一年四季都可以运行；

  5.        减少太阳紫外线对化学物质的破坏；

  6.        减少浸金溶液的排泄和流失；

  7.        节省贮液池和引水渠道建设费用；

  8.        滴头自动清洗和防阻塞；

  9.        减少对操作工人、周围环境和土地的影响，有利于环境保护。

       滴淋可以增加溶液中空气的含量，这意味着增加参加化学反应的氧含量，参加了金矿析出的活性；滴淋系统可以精确控制氰化物溶液浓度，减少氰化钠在空气中的损耗量；滴淋系统容易增加温度控制设备，以达到提高堆浸化学反应温度的目的。滴淋系统自动化程度高，操作容易，生产效率高，可靠性高，对环境影响较小，生产成本相对较低。

                                                                                               图2.              滴淋系统工艺流程示意图

                                                                                                图3.              滴淋系统平面布置图

2.1.2    滴淋方法的特点

2.1.2.1             滴淋系统可以与加热系统集成在一起

       为解决难处理金矿石选冶，焙烧是难处理金矿石的最古老而传统的预处理方法，焙烧工艺的优点是适应性相对较强，（可处理含碳质的难浸金矿），操作费用相对较低。该工艺的缺点是对操作参数和给料成分变化比较敏感，容易造成过烧或欠烧，欠烧时矿石中的含硫和含砷矿物分解不充分，过烧时焙砂出现局部灼烧使焙砂的孔隙被封闭找点粒二次包裹，从而导致金的浸出率下降。再者焙烧时会产生二氧化硫和三氧化二砷，综合回收不利时，会严重污染大气与环境。从目前来看随着环保要求越来越严格，与工艺相配套的烟气治理成本将会大幅度提高。

       在建立滴淋系统的同时，我们将考虑通过滴淋系统增加加热设备，这样将使滴淋方法得到了一定的完善和发展，最近几年国外的研究机构正在开发研究更加有效的加热湿法技术，虽然目前均还处于试验研究阶段，但像加热湿法技术工艺等已显示出了良好的工业应用前景。

2.1.2.2             可以精确控制输送浸金液体

       滴淋的管网压力比喷淋低得多，溶液成分损失少，可以精确地计算和控制对矿粉堆的施用量，特别是采用自动控制系统后，对溶液浓度和流量控制更加精确。

2.1.2.3             有效利用浸金氰化物和降低能耗

       滴淋系统避免了溶液分布过程中的耗散损失，可以精确地定量输送浸金溶液到矿粉堆中，从而达到减少溶液使用量和降低循环系统的耗的能量。

2.1.2.4             无板结和积水

       采用滴淋技术可以彻底消除矿粉堆表面容易生成板结现象，清除矿粉不存在积水及入渗难题，提高出金率。

3       金矿滴淋作业和管理系统

       滴淋系统采用国际先进的滴淋系统和控制系统。由以下设备组成：

l        计算机控制系统（有线或无线）

l        基于pH 值和NaCN浓度水平的金矿粉堆控制及溶液配比控制系统

l        滴淋配水系统，采用Mine-TraXX或Drip In for Heap Leach矿业系统专用的滴管

       本系统具有在扩展方面很好的灵活性，可以应用于一个堆浸作业，也可以用于多个堆组成的较大型的堆浸作业。

                                                                                                                          图4.              滴淋系统实例

3.1    计算机控制系统

       采用模块化的计算机堆淋控制系统，即积木式的结构方式。每个控制单元可由3个或5个输入/输出模块组成，系统与控制中心的通讯方式可通过电缆，也可以是无线方式。

                                                                                                                         图5.              系统控制箱

        随着生产规模的扩大，计算机控制系统今后也可发展成与互联网集成在一起的大型网络管理系统，如下图所示：

                                                                                                                      图6.              网络系统框图

3.2    溶液配比控制系统

        本控制系统是一套计算机控制的程序化的溶液配比控制系统。由自主开发的软件操作，具有很大的灵活性而且可以根据用户的特定的要求进行定制。系统允许用户利用任何类型的数字/模拟传感器或设备进行精确地监视和控制滴淋环境。

       滴淋控制系统和溶液配比控制系统可以各自独立地使用，也可以合并在一起作为一个以上的滴淋控制系统。通过友好的软件界面或控制单元的各自显示面板。显示系统的状态，调整系统参数，统计分析生产过程的活动和系统技术指标，形成综合报表。

       该系统能够通过电话、传呼机或其它通信设备检测出滴淋和加热设备故障或较大的监测偏差。

                                                                                                               图7.              溶液配比控制系统

       授权用户能通过计算机调制解调器远程监测滴淋和加热情况和控制该系统。

3.3    滴淋管网系统

       本工程采用以色列或美国滴淋产品专业公司生产的矿业专用滴淋管或迷宫式滴淋管，该产品采用有滴头宽流道技术、滴头双入口技术、可使用高浓度浸金化学品进行滴淋作业技术。有如下优点：

²       宽式流道，适用于浸金化合物含量高的水源。

²       流道入口过滤面积大，内置滤网面积较同类产品大10倍。本工程采用滴头流量为7.0 l/h。

²       迷宫式结构，涡流强大，杂质不堵塞流道。 

²       灌溉启动和结束时，自动清洗滴头。

²       提供多种规格的管径、流量、滴头间距和管壁厚度。

                                                                                                                                    图8.              滴淋管

²       滴淋系统节约浸金溶液性能优越，浸金溶液的利用率达98%。

4       推广应用

       在十五计划中，已经提出我国黄金生产的技术装备改造主要目标是大型企业工艺技术装备和主要技术经济指标接近或达到国际先进水平。攻克难处理金矿选冶技术难关，实现产业化，利用难处理金矿资源300吨；解决矿山企业地探、采矿和环保等专项技术问题，并使资源消耗比由现在1:1.7下降到1:1.5。加大节水节能工艺设备研究，降低矿山能耗物耗。

       在环境保护方面要提高环保意识，积极推行清洁生产工艺，搞好综合利用，企业“三废”排放必须达到国家或地方规定标准。有条件的大中型黄金企业积极创建“园林式企业”和“零排放矿山”，创造更优美的生产环境。