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工艺主线:重选法是沙金选矿最有效、最经济的方法,利用金(比重17.5-18.0)与脉石(比重2-3)的巨大密度差进行分选。
工艺架构:准备作业(碎散加筛分加脱泥)、粗选富集、精选提纯三段式流程,各段设备按粒级分工。
主流设备组合:溜槽或跳汰机做粗选,跳汰机或离心机做扫选,摇床做精选,可联合混汞法提高细粒金回收率。
流程回收率:两段溜槽流程回收率70%-74%,溜槽加跳汰加摇床联合流程可达75%-80%,合理配置下可达85%以上。
适用边界:冲积型、洪积型、坡积型、残积型砂金矿均可适配,含泥量≤30%,金粒度0.01-5mm。
沙金矿,是产于河流底层、河滩或低洼地带、与砂石混杂在一起的自然金矿床。金在矿石中的含量极低,通常不超过3克/吨,但金以单体自然金形态存在,与脉石密度差极大,金比重17.5-18.0,而石英、长石等脉石仅2-3。这个巨大的密度差,决定了重选法是沙金选矿最有效、最经济的处理手段。
但沙金矿不是一台设备就能搞定的矿。不同砂金矿的含泥量、金粒度分布、伴生重矿物各不相同,合理的沙金选冶工艺方案,必然是几种重选设备的联合作业,并根据矿石特性选择是否搭配混汞、磁选、电选等辅助工艺。
沙金矿中的金多为单体自然金,粒度差异极大,从0.01毫米的微细粒金到数毫米的粗粒可见金都有。金的形状多为片状、粒状、枝杈状,单体解离度较高,一般不需要破碎和磨矿。
金粒的粒度分布是决定工艺流程的首要因素。超过0.5mm的粗粒金,溜槽、跳汰机都能有效回收;-0.1mm的细粒金,则需要离心选矿机或混汞法才能高效回收。
含泥量是另一个关键变量。砂金矿中-0.1mm的矿泥通常含金甚微,但会严重干扰重选分选。根据含泥量,砂金矿分为易洗型(小于10%)、中等可洗型(10%-15%)和难洗型(15%-30%)。含泥量越高,洗矿脱泥的强度要求越大。
伴生重矿物的种类也影响工艺配置。砂金矿中常伴生磁铁矿、钛铁矿、锆英石、独居石等重矿物。如果这些矿物有综合回收价值,粗精矿需要进一步做磁选和电选分离。
砂金矿从采场挖出来,大块砾石和细泥混在一起,黏土团块包裹着金粒。不处理直接进重选设备,后果是筛网堵塞、床层板结、回收率直线往下掉。
碎散是第一步。砂金矿中常含有胶结泥团,粒径有时超过100毫米。这种泥团如不碎解,会在筛分中随废石一同排走,造成金的损失。圆筒筛可以一次完成碎解和筛分,筛内装有连续的螺旋角钢,矿砂在筒体旋转过程中被反复翻动、冲刷,胶泥团块被碎散成单体颗粒。采用采金船时,圆筒筛内的冲洗水压应不低于35千帕。
筛分紧随其后。+10mm的大块砾石基本不含金,但能占到原矿量的20%-40%。把这些废石提前筛出去,后续重选设备的处理量直接减少一大截。国内砂金矿山筛孔一般选10-20mm,采金船用圆筒筛,固定选厂用振动筛或格筛。筛分作业能排除20%-40%的废石。
脱泥视情况而定。-0.1mm的矿泥通常含金甚微,有资料显示某矿-0.1mm粒级金仅占0.18%,但同粒级矿泥却占原矿的13.77%。这些细泥进入重选设备会增加矿浆粘度、干扰金粒沉降。生产上常用脱泥斗在选别前把细泥脱掉。但如果粗选设备是溜槽,由于溜槽处理量大、粒级宽容性好,选别前可以跳过脱泥环节。

粗选的目标是快速抛掉大部分尾矿,把含金物料从大量砂石中初步富集出来。粗选段是决定整条生产线处理能力和成本的关键。
溜槽是最传统的粗选设备。结构简单、不用动力、水耗小、成本极低,适合小型选厂和低品位矿石的预富集。粗粒溜槽广泛应用于陆地及采金船上,陆地上的大溜槽一般长15米左右,采金船上的一般4-6米。但固定溜槽容易板结,对细粒金回收效果有限。
跳汰机是大型选厂的主力粗选设备。它利用垂直脉动水流让矿粒按密度分层,金的比重最大,沉到底层被收集。跳汰机采用变频调速技术,便于操作和管理,占地面积小、单位面积处理能力大。对于沙金矿,跳汰机是回收率高、处理量大的首选设备。
采金船占到中国砂金总开采量的70%以上,是冲积型砂金矿最主要的生产组织形式。采金船的选金流程主要有四种方案:
固定溜槽流程最简单,圆筒筛两侧安装横向和纵向溜槽,回收率58%-75%,适合小型采金船。溜槽-跳汰-摇床流程多用于中小型采金船,回收率79%-85%。三段跳汰流程是大中型采金船最常用的方案,金的回收率可达90%以上。离心盘选机流程设备效率高、占地面积小,回收率85%-90%,是中小型采金船有前途的流程组合。
粗选段产出的精矿金品位一般在100克/吨左右,重砂矿物含量在1-2千克/吨以上。
粗选产出的粗精矿,里面除了金,还混着磁铁矿、石榴石、锆英石、独居石等重矿物。不除掉这些杂质,精矿品位上不去,冶炼成本高。精选阶段的任务就是把金和各种重矿物分开。
摇床是精选段的核心设备。利用床面的不对称往复运动和水流冲洗,让矿粒按密度精确分层,富集比可达100-300:1。摇床分粗砂床(大于0.5mm)、细砂床(0.5-0.074mm)和矿泥床(0.074-0.037mm)三种,可根据金粒度选择。
混汞法是另一种重要的精选方式。汞能选择性地润湿金粒形成汞齐,把细粒金从重砂中粘出来。混汞法对细粒金回收效果好,砂金矿普遍用此法分离金与重砂矿物。混汞分为内混汞和外混汞两种,设备包括混汞板、混汞溜槽、混汞筒等。混汞法工艺简单、成本低廉,但汞有毒,操作要求高。
如果粗精矿中含有多种有价重矿物,还需要磁选和电选把它们分开回收,实现综合效益最大化。
对于常规砂金矿,重选法已经能取得满意的回收效果。但在两种情况下,需要考虑选冶联合工艺:
第一种情况是重砂精矿中含有砷、硫等有害元素。高砷高硫重砂金精矿不能直接冶炼,需要采用摇床重选加生物氧化加氰化炭浸联合工艺。先用摇床一粗一精重选获得高品位金精矿,尾矿细磨后进行生物氧化预处理,氧化渣再采用氰化炭浸工艺回收金。
第二种情况是脉金矿中的粗粒金提前回收。在脉金矿的磨矿与分级回路中,采用跳汰机、螺旋溜槽与摇床配合,提前回收已解离的粗粒单体金,以利于后续浮选和氰化作业。山东某金矿在磨矿分级回路设置毛毯溜槽,金的回收率可达70%。

根据矿石性质和选厂规模,沙金选冶工艺方案有以下几种典型配置:
小型采金船或陆地选厂采用单一固定溜槽流程,对+0.2mm粗粒金回收效果尚可,回收率58%-75%。
中型选厂采用溜槽-跳汰机-摇床流程,溜槽做粗选、跳汰机做扫选、摇床做精选,回收率75%-80%,这是目前应用最广泛的标准配置。
大中型采金船或固定选厂采用三段跳汰流程,全用跳汰机分级回收,回收率可达90%以上。
含细粒金较多的矿采用跳汰粗选加离心机扫选加摇床精选组合流程,离心机回收0.03mm以上微细粒金,较传统设备可提升回收率15%-20%。
含重砂矿物综合回收价值的矿在摇床精选后增加磁选和电选工序,分离锆英石、独居石、磁铁矿等伴生矿物。
几个关键数据值得注意:砂金矿选别前以10mm为界抛废,可排除20%-40%的废石;粗选段精矿产率通常只有原矿的1%-3%;最终金精矿品位可达数百至数千克/吨。
【关于本文】:本文涉及的技术参数和回收率数据来源于砂金矿选矿领域行业公开资料及文献,具体指标受矿石类型、品位、含泥量、金粒度分布、处理规模等因素影响,请以实际矿石可选性试验结果为准。
沙金选冶工艺方案:从矿石性质到流程配置,一套方案说透重选主线与组合工艺
沙金选冶工艺方案:从矿石性质到流程配置,一套方案说透重选主线与组合工艺相关信息