金银选冶厂设计(engineering design of gold and silVer extraction plant)

从含有金、银的矿石中用物理和化学方法提取金、银的贵金属提取冶金工厂设计。其设计范围包括：金银堆浸车间设计和金银选冶厂含氰污水处理车间设计。主要设计依据有地质勘探报告、矿石工艺矿物学研究报告和选冶工艺试验报告。设计前一般由设计单位提出采样和试验要求并会同有关单位采取有代表性的矿样。选冶试验一般以试验室小型试验为准，必要时进行连选或半工业试验。设计主要内容包括：设计规模和产品方案、工艺流程、设备选择与配置、车间组成与总平面布置和主要技术经济指标。

简史 重选是处理砂金矿的主要工艺，19世纪中叶，欧、美国家开始设计和建设重选厂。1870年，新西兰首次使用采金船。1909年，中国建设了第一个重选厂。60年代初，中国自己设计和制造的采金船投入生产。

混汞法在历史上曾经是重要的提金工艺。但汞会以气态、液态或盐类的形式侵入人体或动植物中，造成汞中毒。许多国家已严格禁止或限制采用。

氰化法自1887年用于提金工艺以来，技术不断发展。1967年，苏联建成了树脂矿浆法提金试验工厂。1973年，炭浆法提金工艺在美国投入工业生产。中国在20世纪30年代曾在湖南省使用过氰化法提金。1964年，在山东省招远县灵山选矿厂建成了中国第一个机械化的氰化法提金车间。从80年代到90年代初期，中国氰化技术迅速发展，建成了近百个氰化厂，成为从脉金矿中提取金、银的主要工艺。

设计规模和产品方案 主要根据地质资源和业主要求确定。采、选、冶联合企业的设计规模一般根据采矿生产能力确定；地区性黄金冶炼厂的设计规模根据该地区地质资源和开采规划确定。

金银选冶厂的产品一般为金锭和银锭。产品纯度根据市场调查和用户要求确定。有些多金属矿不宜在矿山直接生产成品金、银时，一般只在矿山建设选矿厂，将含金(或银)精矿送地区黄金冶炼厂或有色金属冶炼厂。

工艺流程 金矿石分为砂金矿和脉金矿两类，两种矿石的选冶工艺流程差异较大。银矿石一般为脉矿。

砂金矿工艺流程 砂金开采和选冶主要用采金船，它集采矿和选矿于一船，用链斗采矿，圆筒洗矿机洗矿，跳汰机或溜槽粗选，摇床或人工精选，重砂用坩埚熔炼成金锭。当重砂含有其他有用矿物时，熔炼前须用选矿方法进行分离。

采用露天采矿法或水力采矿法开采砂金矿时，多用溜槽粗选。小型露天矿可用组合的洗选机组粗选。

脉金矿和银矿工艺流程 脉金矿是生产黄金的主要原料，一般在矿山建设选冶厂或选矿厂，这样的工厂由碎矿、磨矿和选冶三个主要部分组成。选冶流程比较复杂，一般由重选、浮选、氰化浸出、金银回收、堆浸、金银分离和熔炼、含氰污水处理等工序组合而成。银矿选冶工艺与脉金矿相似。

(1)重选。主要回收粗颗粒金。重选在选冶厂一般金¨n是作为辅助手段与其他金回收工艺组成联合流程，通常在磨矿系统中安装跳汰机或其他重选设备，提前回收一部分粗颗粒金。重选回收率根据矿石性质而定，可达5％～30％。呈细粒嵌布的金矿石，一般不设重选作业。

(2)浮选。对易浮选易氰化的金、银矿石一般采用浮选一氰化流程。与全泥氰化流程相比，可大幅度提高氰化原料品位，减少氰化工序处理量，生产成本低。

对含铜(或铅)较高的金矿石，可先选出含金铜(或铅)精矿，送有色金属冶炼厂回收金、铜(或铅)。尾矿含金如有回收价值时，可直接氰化或浮选出金精矿氰化。

当浮选精矿含金较高，但含铜(或铅)的品位达不到精矿标准，且直接氰化又有困难时，一般送地区黄金冶炼厂采用精矿焙烧、酸浸除铜锌、盐浸除铅和盐浸渣氰化回收金银的流程处理(见复杂金精矿冶炼厂设计)。

(3)氰化浸出。包括精矿氰化浸出(图1)和原矿细磨后直接氰化浸出。对于氧化矿和不易浮选的金矿石或浮选以后由于精矿中有害杂质富集而影响氰化的金矿石，一般采用原矿细磨后直接氰化的流程，称为全泥氰化流程(图2、图3)。该工艺流程应用十分广泛。

氰化浸出一般包括细磨后矿浆除屑、浸前浓密、浸前矿浆预处理和氰化浸出等工序。精矿氰化浸出时，由于原料品位高和有害杂质含量多，磨矿细度一般要小于0．037mm或更细，并且可能采用两段浸出或三段浸出。

对于难处理矿石须先进行预处理，然后用常规的氰化法回收金。预处理方法主要有氧化焙烧、加压氧化、细菌氧化和空气一氯气氧化等。

(4)金银回收。氰化浸出后金银的回收，主要有逆流洗涤一锌置换法、炭浆法、树脂矿浆法和贵液直接电解法等。

逆流洗涤一锌置换流程是传统的金回收流程，在金精矿氰化、银精矿氰化、银矿石全泥氰化、含银高的金矿石全泥氰化等工艺中仍然被普遍采用。

炭浆法流程是全泥氰化工艺中采用最普遍的流程(图3)。由炭逆流吸附、炭与矿浆分离、载金炭解吸和解吸液电积回收金、银等主要工序组成。解吸炭经再生后返回流程重复使用。炭浆法与锌置换法相比，生产成本基本相同，但炭浆法基本建设费用低，在全泥氰化工艺中有较多的优越性，但活性炭对银的吸附率比较低，当矿石中含银较高时，须降低炭载金量才能保持较高的银吸附率，因此增加了金回收工序的生产成本。

炭浆法又可细分为炭浆法(CIP)、炭浸法(cIL)和充氧炭浸法(CIL0)等多种方法。炭浸法将浸出和吸附两个工序合并，设备数量和基建投资比炭浆法少，但流程中活性炭数量大一些，流程中积压金量也大一些。

树脂矿浆法与炭浆法流程基本相同，树脂比活性炭吸附容量大，强度高，在矿浆中磨损小。树脂吸附的选择性比较差，在载金树脂中重金属的含量高。它的解吸流程比较复杂，常需要分段解吸。

(5)堆浸。是用氰化法从低品位矿石中回收金、银的重要方法。其工艺流程与全泥氰化流程差别很大，但金回收系统又基本相同(见金银堆浸车间设计)。

(6)金银分离和熔炼。用锌置换法产出的金泥品位比较低，多先熔炼成合质金，然后用银电解或泼珠法分离金银并分别铸锭。泼珠法基本上是手工操作，基建投资少，只适合小型矿山使用。当金泥中铜、铅含量较高时，熔炼前可用酸浸除去铜、铅、锌等重金属元素。

炭浆法和堆浸法的金回收多用钢毛电积产出金泥。金泥品位较高，可直接用硝酸分离金、银，然后分别熔炼铸锭。

由于生产规模、金泥成分及要求的产品纯度不同，金银分离和熔炼的流程比较多，须根据实际情况确定。

(7)含氰污水处理。氰化物属剧毒物质，含氰污水排放前必须进行处理，(见金银选冶厂含氰污水处理车间设计)。

除氰化法提金工艺外，还有硫脲法、水溶液氯化法和硫代硫酸盐法等多种提金工艺，但这些工艺工业上应用较少。

车间组成与总平面布置 黄金选冶厂一般由破碎筛分、磨矿、浮选、氰化浸出、金回收、炼金室、氰化污水处理和尾矿库等生产车问组成。全泥氰化厂不设浮选车间，重选一般不单独设立车间。其中破碎筛分、磨矿、重选、浮选设计与选矿厂设计类似，见破碎筛分车间设计、磨矿车间设计、重选车间设计和浮选车间设计。

辅助生产设施包括选冶试验室、化验室、技术检查站、环保监测站、药剂制备间、药剂仓库、维修间、备品备件和材料仓库等。

选冶厂一般要靠近采矿区，厂址多选在较平缓的山坡上，生产车间自上而下按生产工序布置，尽量利用自流输送。主要厂房和重型设备基础尽可能坐落在基岩上，以减少基础处理费用，粗粒尾矿可作为充填料回填采矿场，尾矿库利用山谷地形筑坝，尽量不占或少占农田。

设备选择与配置 选冶厂主要生产车间的设备运转率一般不低于90％，全部为机械化生产，主要工序要求自动控制。主要设备选择一般由试验单位提出技术参数，设计计算时考虑类似企业的实际生产经验和生产定额，进行必要的修正。

设备选择 硫碎、筛分、磨矿、重选、浮选设备的选择与选矿厂设计相同，氰化主要有浸出、浓密、过滤、金回收和金银熔炼设备。

(1)氰化浸出设备。有充气搅拌槽和机械搅拌槽两类。设计多选择机械搅拌双叶轮高效搅拌槽，搅拌槽容积根据设计处理量和试验单位提出的浸出浓度、浸出时间进行计算，实际选择容积应为理论计算容积的1．1～1．5倍。为防止矿浆短路，每个作业的搅拌槽数量不得少于4台。

(2)浓密设备。分普通浓密机和高效浓密机，前者靠自由沉降，后者靠添加絮凝剂进行固液分离。在寒冷地区，一般选择高效浓密机，以节省厂房面积和基建投资。在可以露天配置的地区，一般通过技术经济比较选定。浓密机大小根据设计处理能力和试验单位提出的矿浆沉降速度进行计算。

(3)过滤设备。种类较多，选型时须进行技术经济比较，单位面积的过滤能力由试验单位提出，必要时可由设备制造厂进行过滤能力试验并提出建议。

(4)金回收设备。锌置换设备由贵液澄清过滤器、脱氧塔和锌粉置换压滤机组成。炭浆法和堆浸法金回收设备主要由解吸柱、电积槽等组成。根据生产能力大小，可选用加压解吸和常压解吸。电积槽可选用钢片作阴极，也可由炭纤维作阴极。

(5)金银熔炼设备。主要有转炉、中频电炉、高温电阻炉和坩埚炉。根据生产能力选择。大型选冶厂一般选用转炉和中频电炉；中小型选冶厂一般选用中频电炉、高温电阻炉或坩埚炉。

设备配置 氰化浸出、吸附、浸前浓密和逆流洗涤浓密机占地面积较大，通常考虑露天配置，不设厂房。寒冷地区必须设厂房时，要尽量采用高效设备。

氰化物系剧毒物质，在氰化药剂制备厂房、浸出厂房、金回收厂房和炼金室均须设机械通风。

在接触酸、碱的厂房，其地面和操作台要做防腐处理。

特殊要求 封闭式管理是黄金选冶厂设计的重要特点，炼金室周围须设高墙和警报系统，围墙内须有单独的保卫系统。大型金矿应与地方公安系统有无线通讯联系。在重要生产岗位如重选、金回收、炼金室须设工业电视监视系统。

设计中须防止粉尘、噪声、异味、废水、废渣所造成的环境污染，选冶厂设环境监测站，配备必要的手段，对生产环境和排出物进行监测。

主要技术经济指标