某大型金礦設計總結

趙健偉

(長春黃金設計院有限公司)

某金礦地處內蒙古中部，海拔高程為1 550～1 750 m，區內為典型的大陸型氣候，干旱少雨，冬季嚴寒、夏季炎熱，年平均氣溫5.9～7.1 ℃，最高氣溫37 ℃，最低氣溫-34 ℃。該金礦屬于低品位大型金礦床，入選品位為0.59 g/t，礦石為硫化礦，回收的目的礦物為金。礦山一期生產能力3萬t/d，二期擴建新增生產能力3萬t/d，擴建后采選聯合生產能力6萬t/d，是中國北方寒冷地區最大的堆浸法生產黃金的礦山。擴建設計從2010年11月開始，選礦工程主要包括破碎站、堆浸場、金回收車間等。擴建工程于2012年5月破土動工，破碎站于2013年8月1日竣工，堆浸底墊、金回收車間于2014年8月1日建成，同年9月進行負荷試車并順利投產，2015年12月通過工程驗收。

1　設計工藝流程及主要設備

1.1　破碎站(新建3萬t/d)

設計采用三段一閉路破碎流程。汽車供礦，最大供礦粒度1 000 mm，粗碎選用54-75旋回破碎機，產品經膠帶輸送機送入封閉的儲礦堆場。中碎選用2臺HP800圓錐破碎機，細碎選用4臺HP800圓錐破碎機。閉路篩分選用8臺TTHMSP8202振動篩，篩下物料經膠帶輸送機送至裝車倉，最終產品粒度P80=9 mm，破碎產品由自卸汽車運輸至堆浸場地筑堆。

1.2　堆浸場

堆浸場采用汽車和推土機筑堆，底墊一次性建設，永久性堆場(不拆堆)、分層向上筑堆，共7層，每層臺階高度10 m，最終堆高70 m，按自然安息角堆放(1∶1.5)。浸金溶液通過埋在礦石下面的滴淋管滴淋到礦堆上，滴淋強度6 L/(m2·h)。底墊上設置了溶液收集導排系統，貴液經溶液收集導排系統自流進入貴液池，用泵揚送到金回收車間。

1.3　金回收車間

貴液采用活性炭吸附工藝，共4個吸附系列，每個系列安裝炭吸附槽6臺，吸附槽規格為φ4 000 mm×7 000 mm，每個吸附槽裝2～3 t炭，每個系列處理貴液750 m3/h。溶液流動的方向與炭串動的方向相反。用空氣提升器按順序提炭，每天平均從炭吸附系統向解吸系統提8～10 t載金炭。第六槽(末槽)吸附后的溶液經過安全篩進入貧液池。浸出所需要的藥劑在貧液池添加。從第一槽(首槽)提出載金炭，炭平均載金量為1.0～1.2 kg/t，送到解吸電解系統。

1.4　解吸電解

選用無氰解吸同溫電積。系統作業溫度為150 ℃，壓力為0.5 MPa。解吸電解周期為12～16 h，貧炭品位小于50 g/t，貧液品位約0.03 g/m3，貧液返回堆場循環使用。解吸電解產出的金泥進行冶煉，最終產品為合質金。

2　設計優化及技術創新

2.1　破碎站

2.1.1優化破碎工藝流程

一期為中碎前設置預先篩分的三段一閉路流程，預先篩分的篩下產品給入檢查篩分。在二期擴建論證期間，通過對一期生產實踐的充分總結，結合礦石性質，得出了以下結論：

(1)礦石中金主要賦存于硫化物和石英-硫化物細脈中，除石英細脈外，主要由變質程度較低的板巖、千枚巖、千枚狀片巖、片巖等淺變質巖組成，礦石多為片狀，層狀解理發育，礦石易碎難篩。

(2)礦石干燥，含水率低，小于3%。

(3)一期中碎給礦中最終產品(P80=9 mm)粒級含量問題，通過測定約為10%～15%，一期粗碎使用C160顎式破碎機，若二期選用旋回破碎機，其含量應有所提高，旋回廠家也給出了選定規格及工作排礦口下的含量，約為15%～20%。

(4)若采用中碎前設置預先篩分的三段一閉路流程，無論篩下產品給入何處，流程及配置均較為復雜。

綜合一期生產實踐，考慮上述原因，最終確定二期破碎工藝為三段一閉路流程。工藝流程優化后，減少了工人勞動強度，降低了投資和生產運營成本。

2.1.2粗碎設備

對于此種規模的破碎廠，粗碎應優先選用旋回破碎機。其生產能力較高、穩定性好，便于連續生產。可擠滿式給礦，破碎產品中過大塊少，粒度均勻，可為中碎提供較好的供礦條件。

一期粗碎選擇C160顎式破碎機2臺，設計最大給礦粒度1 000 mm。投產后，由于多為片狀礦石，破碎機一直處在允許的最小排礦口以下運行，存在設備隱患，生產能力低，嚴重制約生產，投產后給礦粒度不得不降為650 mm，對采礦帶來一定的影響。據此二期設計選用旋回破碎機。

2.1.3篩分設備

破碎系統篩分設備的選型往往是設計成敗的關鍵[1]。

一期選用3種篩分設備：在顎式破碎機作業之前采用棒條篩，經過棒條篩篩分后，篩上產品給入破碎機，選擇64″×24″棒條篩2臺；中碎前預先篩分選擇8′×20′圓振篩2臺；閉路篩分選擇10′×24′香蕉篩4臺。使用過程中棒條篩強度低，事故多；圓振篩效果較好；閉路篩分能力不足，后又增加1臺，處理能力仍不夠。

二期設計時，強化了閉路篩分作業，選擇TTHMSP8202振動篩8臺(用6備2)。

2.1.4除鐵裝置

要保證中細碎破碎機的運行，必須重視除鐵。二期設計時分析了鐵的性質及來源，采取了相應的除鐵方案。

中碎的鐵主要來源于采場，除鐵的難點在合金材質；細碎的鐵主要來源是中碎排礦到細碎給礦前的過程中，混入的襯板碎塊等，主要材質為普通鋼材。通過分析，確定了相應的除鐵方案：中碎圓錐破碎機除鐵采用智能除鐵系統，選用智能除鐵器、金屬探測器、自動噴漆著色器，自動與人工手動相結合方式除鐵；細碎圓錐破碎機除鐵選用常規電磁除鐵器。

2.1.5 膠帶輸送機

(1)適當降低膠帶輸送機運行速度。二期擴建設計膠帶輸送機運行速度控制在2.0～2.8 m/s，降低了膠帶的磨損，節約了生產成本。

(2)全自動膠帶輸送機糾偏裝置的選用。生產中由于卸料的不均勻，常引起運行的膠帶輸送機跑偏，對大型長距離膠帶輸送機一旦發生跑偏，糾偏較難，停車時間長，二期擴建設計選用了全自動膠帶輸送機糾偏裝置，杜絕了膠帶輸送機跑偏的現象，應用效果良好。

2.1.6漏斗

對于大型破碎廠，漏斗等構件工作的可靠與否、維修更換是否方便快捷等，往往是制約破碎篩分作業率的關鍵，對生產的影響不可低估。此類破碎廠，因單位時間內礦石通過量大，漏斗等構件的重量及幾何尺寸較大，承載的沖擊強度大，磨損劇烈，損壞失效頻繁，必須保證漏斗等構件有一個合理的使用壽命，并兼顧維修方便、更換快捷，才能保證破碎廠生產持續穩定地進行。

一些關鍵部位的漏斗一旦損壞，須立即停車修復。如不能在第一時間發現，稍一滯后，常發生堆礦而導致設備事故，引起連鎖反應，造成被迫停產檢修。

二期破碎漏斗設計時，針對上述問題采取了以下措施：

(1)盡量采用死角式漏斗，以期達到料打料、料磨料的作用，將沖擊磨損降到最低，如重板排礦漏斗、膠帶輸送機給、排礦連接漏斗等。

(2)采用隔板式漏斗結構，在漏斗內壁間隔一定距離設置隔板，這些隔板能滯留部分小粒度礦石，相當于給漏斗內壁增加了保護層，緩解了大塊礦石的沖擊強度，大大降低了對漏斗的磨損。如振動篩篩下漏斗等。

(3)可更換內襯式漏斗，在漏斗內壁加裝厚度適當的可更換襯板，定期更換，可保證一定的使用壽命。如緩沖分配礦倉下漏斗等。

2.2　堆浸場

(1)埋管滴淋技術。選用滴淋管，采用機械化埋管作業，滴淋管間距1.0 m，埋管深度0.6 m，滴淋強度6.0 L/(m2·h)[2]。采取埋管滴淋技術，一是防凍，實現冬季連續生產，二是減少由于蒸發造成的溶液損失，節省藥劑消耗，節水效果更明顯，有利于環境保護。該技術屬國內首創，為國內高寒地區黃金礦山堆浸場設計開創了先例，是堆浸技術領域的一次重大技術進步。

(2)螯合劑阻垢技術。當地水質屬于中硬度水質，且系統溶液的pH值為10～12，新水在堿性條件下反應生成鈣鎂沉淀，在滴淋管口富集，堵塞管口，為此需對新水進行處理，采用螯合劑阻垢法解決管路堵塞問題。其原理是：利用螯合劑的特殊性質，對新水水質中鈣鎂離子進行預先絡合。在新水添加至貧液池前設置管道混合器，使新水與螯合劑充分混合均勻后加入貧液中，減少生成鈣鎂沉淀的量，不再堵塞滴淋管。

(3)貴液收集導排系統。貴液收集導排系統鋪設在整個堆浸場底墊600 mm厚的級配碎石中，多孔的貴液收集管間距15 m、直徑100 mm。收集到的貴液匯集到直徑300～610 mm的集液管[2]，其作用為收集、導排堆體內的貴液。

(4)貴液池防寒技術。貴液池設計成礦堆內的池子，貴液池內有礦石，用于冬季阻止貴液結冰。貴液池的容量是礦石之間的孔隙提供的，同時夏季時可減少貴液的蒸發。

2.3　金回收車間

(1)無動力吸附槽。貴液選用無動力吸附槽，其規格為φ4 000 mm×7 000 mm，槽底設置隔炭篩網。通過貴液的壓頭使炭處于沸騰狀態，與貴液充分混合，實現吸附。無動力吸附的優點是大大減少炭的磨損，避免金屬流失。

(2)粉炭回收。金回收車間產生的粉炭可隨貧液返回礦堆中，對于永久性堆場，更應給予足夠的重視。粉炭回收一方面選用先進設備，強化吸附后的安全篩作業；另一方面選用濃密機和板框壓濾機從生產廢液里回收。上述措施，大大減少了進入貧液中的粉炭量，減少金的損失，提高金的回收率。

3　實際生產情況

該項目擴建投產后，生產能力、技術指標均達到或超過設計指標，并穩產至今。礦山生產3 a來，年產金約6 t。生產實踐證明：通過設計優化和技術創新，破碎站降低了工人的勞動強度，保證了系統的運轉時間；堆浸場冬季實現了連續生產，節水約39.6×104t/a，多產出黃金約1 500 kg/a，效益明顯。

礦山擴建投產1 a后，設計成果質量高，廠址選擇及總體布置合理，確定的工藝流程及指標可靠，生產穩定，主要設備選型先進合理、操作管理方便，設計優化和技術創新環節減少了投資，降低了生產成本，收效顯著[3]。

4　結　語

對于大型礦山設計項目，高質量的設計，對加快礦山建設速度、節約建設投資、確保工程質量起著決定性作用，技術創新和優化是設計的關鍵。某大型金礦設計項目生產實踐表明：設計優化和技術創新應用效果顯著，實現了經濟效益和社會效益最大化。該礦的生產實踐為大規模低品位黃金礦的開發與生產起到了良好的示范作用。

[1]中國恩菲工程技術有限公司.GB 50782—2012有色金屬選礦廠工藝設計規范[S]:北京:中國計劃出版社，2012.

[2]長春黃金設計院.內蒙古某礦業有限公司擴建工程初步設計說明書[R].長春：長春黃金設計院，2014.

[3]趙健偉.內蒙古某礦業有限公司擴建工程設計回訪報告[R].長春：長春黃金設計院，2014.