专利名称：一种模拟自然条件下的新型环保金矿矿石选矿工艺的制作方法
技术领域：
本发明为一种模拟自然条件下的新型环保金矿矿石选矿工艺，涉及选矿和环保领域。本发明还涉及上述工艺的环境保护措施和尾矿资源化利用技术。
背景技术：
随着电子、航天等高新技术领域的飞速发展，世界各国对黄金的需求与日俱增，黄金市场长期呈明显的供不应求局面。同时，世界各国的货币多采用黄金储备作为信誉保障， 我国也不例外，黄金的生产更关系着我国乃至世界的金融安全。如何提高黄金产量，降低黄金生产的成本和生产过程中的环境污染，是世界各国都亟待解决的一个难题。氰化提金工艺自十九世纪末首次工业应用以来，以其成本低、回收率高和对矿石类型适应性强的优点，而成为全球矿石提金的主流工艺，一百多年内贡献了人类历史上 90%以上的黄金总产量。但该方法必须大量采用剧毒的氰化物对黄金进行络合浸提，因而造成了严重的环境污染，一些发达国家如美国已经停止了该方法在黄金开采中的应用，并致力于开发新的化学方法以替代传统的氰化提金工艺。目前已经开发出硫脲提金、溴提金等环境污染较小的新工艺，但总体来说这些工艺较氰化浸金工艺尚有较大差距，存在着对矿石类型适应性较差、成本偏高、操作复杂和设备前期投入大等明显缺点，距离实际工业应用仍有较大距离。因此在短期内我国仍必须主要依赖氰化浸提工艺进行黄金生产，而黄金生产过程中的环境污染必须受到足够重视并充分治理。针对氰化浸提工艺短期内仍将在我国黄金生产中占据主导地位的现实，提高进入氰化处理时的精金矿矿料的黄金含量就成了降低生产成本、减轻环境污染的关键。大幅提高精金矿的品位，在降低生产成本的同时，还能相应的大幅减少氰化物的用量，减轻环境污染，降低治理成本。此外，黄金提炼过程还存在硫污染、重金属污染、尾矿粉尘污染等严重环境问题， 总体来说，氰化提金工艺还是属于先污染后治理的过程，当前的处理措施设备投资大、运行成本高，制约了污染控制技术的实际应用。因此急需一个廉价而高效的综合治理方案来解决这些难题。
发明内容
—种模拟自然条件下的新型环保金矿矿石选矿工艺，涉及选矿和环保领域。其特征在于先对金矿石中金颗粒的粒度分布和伴生矿的组分及形态进行精确测定后，再对金矿石进行粉碎、精磨、逐级筛选、吹选、磁化水处理、加热、冷却、超声、微波、重选等工艺程序， 大幅度提高了金精矿的品位，降低了黄金生产成本，减轻了黄金生产过程中的环境污染。本发明还涉及上述金矿选矿工艺的尾矿资源化利用技术。本发明还涉及上述金矿选矿工艺的环境保护设计。如附图1所示，本金矿石物理选矿流程如下
1、原矿经过破碎机和球磨机进行两段破碎研磨，一段破碎后的矿料进行筛分，粒度达不到要求的矿料再次破碎筛分，过筛的矿料进入球磨机精磨进行二段研磨。2、二段研磨后粒度达不到要求的矿料返回球磨机再次研磨，粒度符合要求的矿料进入分级筛选。分级筛选后对粒度均一的矿粒进行吹选，收集较重的矿粒。3、采用超强磁化水(纳米小分子水团簇)处理吹选后收集的矿粒。4、经磁化水处理的矿料进入高温炉加热至500-800°C去除矿石中的硫分，通过烟气回流系统收集二氧化硫气体。后投入冷水池骤冷，然后采用超声和微波处理1-5小时。后静置重选，取沉淀最下层5-10%厚度的矿料，5-20%厚度的矿料可返回高温炉热处理，20% 以上厚度的矿料作为尾矿晾干回收。5、收集沉淀最下层5-10%厚度矿料，即为本工艺的产品精金矿分，品位可达 300-1000 克 / 吨。本工艺的矿料资源化利用技术如下生产流程4中收集的二氧化硫通过焙烧烟气制酸系统收集，并转化为工业硫酸。 对于砷含量高的矿石，同时对烟气中的砷以白砒的形式回收，综合回收率高达99.9%。生产流程4中收集的尾矿粉主要成分为二氧化硅，且粒度高度均一。易于分类利用粗粒可用于烧制耐火材料硅砖、建筑用砖、压制地板砖、墙砖等，；细粒即为微米级石英砂，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷和磨料等行业；同时还有一部分纯度较高的石英尾矿粒精磨到纳米级别，纳米二氧化硅除用于化妆品外，还可广泛用于橡胶、涂料、水泥等的改性，大幅增加其耐磨、自洁、耐冲刷性能、抗老化性能、抗紫外性能；纳米二氧化硅对紫外到近红外光有85%以上的反射率，还可作为太阳能热聚光的反光材料。本工艺的环境保护设计如下本工艺避免采用气浮方法，根除了尾矿及废液中的气浮药剂残留，降低了环境危害，减少了治理成本。本工艺对尾矿渣进行了资源化利用，减少了粉尘污染治理、矿渣覆土绿化的负担。本工艺得到的金精矿含金量较传统工艺大幅度提高，因此可大大减少后续化学处理过程中化学药剂(如氰化钠、石灰)用量，降低了后续处理的成本和能耗。对最终成品金的生命周期评价(LCA)显示，采用本工艺生产的黄金与传统工艺生产的黄金相比，单位产量的能耗较传统工艺降低了 30%以上，碳排放量降低了 40%以上，是环境友好的新型工艺。
图1 本图表示原矿的粉碎筛分和加热流程，图中1表示原矿，2为粉碎机，3为粗筛分装置，4为球磨机，5-8为各级细筛分装置，9为吹选机，10为高温炉。筛分吹选后的矿粒需经超强磁化水处理后送入加热炉。图2 本图表示矿料加热脱硫、加热后骤冷伴超声微波处理及后续的静置沉淀分离流程，图中10为高温炉，11为冷水浴池，A表示微波、超声处理过程，B表示静置沉淀重选处理过程。
具体实施方式
实施例一金矿样本1，产地甘肃，属原生石英矿，含金量为5. 5克/吨，主要成分为石英 94%,黄铁矿5%，硅酸盐1 %，金微粒平均粒径11.2微米，66%被石英包裹，34%被黄铁矿包裹。传统工艺采用混汞重选预处理，氰化钠溶液浸出，黄金回收率为94%，精金矿品位为 100-110克/吨，尾矿品位0. 3克/吨。采用本专利公布的工艺处理后，黄金回收率为99%， 精金矿品位为500-1000克/吨，尾矿品位低于0. 1克/吨，生产每克黄金主要污染物氰化钠用量减少82%，成本降低41%，耗电减少53%。实施例二金矿样本2，产地山东，属黄铁矿含金石英脉矿石，含金量为8克/吨，硫化物(黄铁矿为主)含量为13%，石英含量83%，金微粒平均粒径10. 1微米，90%以上与黄铁矿密切共生，传统工艺磨细到60%以上过200目筛(孔径74微米)，后采用气浮，金回收率96%， 金精矿品位90克/吨，氰化浸提前采用焙烧制酸工艺，每生产Ig黄金可生产4kg工业硫酸。 采用本专利公布的工艺处理，不采用任何浮选剂，金回收率97%，金精矿品位达到600-700 克/吨，每生产1克黄金可生产7千克的工业硫酸，生产每克黄金成本降低27%，耗电减少 65%。实施例三金矿样本3，产地河南，属砷含量高的难处理矿石，含金量为4g/吨，传统氰化工艺浸提回收率为50-60%，尾矿品位1. 7克/吨，金精矿品位为50-60克/吨，金精矿含砷量超过国家贵金属冶炼标准。采用本专利公布的工艺处理后，黄金回收率为92%，尾矿品位 0. 3克/吨，金精矿品位为350-400克/吨，烟气中的砷以白砒形式得到回收，综合回收率达 99.9%,处理每吨原矿降低氰化物用量89%。
权利要求
1.本发明为一种模拟自然条件下的新型环保金矿矿石选矿工艺，涉及选矿和环保领域。其特征在于先对金矿石中金颗粒的粒度分布和伴生矿的组分及形态进行精确测定后， 再对金矿石进行粉碎、精磨、逐级筛选、吹选、磁化水处理、加热、冷却、超声、微波、重选等工艺程序，大大提高了金矿石选矿后的精金矿品位。
2.权利要求1中的选矿工艺，其流程如下(1)原矿经过破碎机和球磨机进行两段破碎研磨，一段破碎后的矿料进行筛分，粒度达不到要求的矿料再次破碎筛分，过筛的矿料进入球磨机精磨进行二段研磨。(2)二段研磨后粒度达不到要求的矿料返回球磨机再次研磨，粒度符合要求的矿料进入分级筛选。分级筛选后对粒度均一的矿粒进行吹选，收集较重的矿粒。(3)采用超强磁化水(纳米小分子水团簇)处理吹选后收集的矿粒。(4)经磁化水处理的矿料进入高温炉加热至500-800°C去除矿石中的硫分，通过烟气回流系统收集二氧化硫气体。后投入冷水池骤冷，然后采用超声和微波处理1-5小时。后静置重选，取沉淀最下层5-10%厚度的矿料，5-20%厚度的矿料可返回高温炉热处理，20% 以上厚度的矿料作为尾矿晾干回收。(5)收集沉淀最下层5-10%厚度矿料，即为本工艺的产品精金矿分，品位可达 300-1000 克 / 吨。
3.权利要求2(4)中收集的尾矿粉用作石英砂和建材及工业助剂的工艺设计。
4.权利要求2(4)中收集的二氧化硫用于制取硫酸的工艺设计。
5.权利要求1中的金矿矿石选矿工艺具有以下环保优点本工艺筛选得到的金精矿含金量较传统工艺大幅度提高，可大大减少后续化学处理过程中化学药剂(如氰化钠、石灰) 用量，降低了后续处理的成本和能耗。
全文摘要
本发明公布了一种模拟自然条件下的新型环保金矿矿石选矿工艺，涉及选矿和环保领域。其特征在于首先对金矿石中金颗粒的粒度分布和伴生矿的组分及形态进行精确测定后，再对金矿石进行粉碎、精磨、逐级筛选、吹选、磁化水处理、加热、冷却、超声、微波、重选等工艺程序，模拟了自然条件下需要上百万年才能完成的地质风化过程，快速实现了金矿石转变成沙金和金浓缩的过程，使产出金精矿的品位可从不足100克/吨提高至300-1000克/吨。本处理工艺适用于难处理的原生态金矿，并且可对工艺过程中产生的各种尾矿进行有效回收利用，与传统工艺相比可大大降低生产成本和减轻环境污染，是一种低成本且环保型的金矿选矿工艺。
文档编号B03B7/00GK102274785SQ20101019788
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者康诗飞, 朱培怡, 李溪, 王燕刚, 蒋圣, 黄苏君 申请人:李溪