在美国,有许多矿山使用堆浸法。以内华达州为例,已有20个矿山(不包括浸出小作坊)采用堆浸处理原矿,11个矿山采用堆浸处理废矿堆。最大规模为20000t/d,浸出用废矿石主要来源于老矿山井下以前开采的废矸石。用于浸出的原矿大部分是露天开采的地表氧化矿,少数来自地下原生带矿石。
内华达州圆山附近的Smoky Valley金矿位于尼泊尔县Tonopa以北96公里处。该厂总投资1800万美元,两年建成,1977年投产,年产量1.152吨,现有职工140人,预计1979年黄金产量1.71吨,白银产量0.98吨
该矿矿石储量1200万吨,固定在含金截止品位0.68g∕t,平均含金量1.93克/吨,含银量2.18克·∕,用氰化液堆浸,金回收率达86%。
露天开采时,将开采的原矿用1066×1651mm圆锥破碎机破碎至178mm,然后用宽914mm的带式输送机送入2.1m西门子(Symons)标准破碎机,再用两台2.1m西门子短头破碎机破碎至- 50mm,再破碎至- 9.5mm进行堆浸。
整个堆浸场呈长方形,长640米,宽86米。该场地垫层厚178mm,下面铺一层50mm厚的橡胶板和沥青组成的防水层,上面再涂沥青。粉矿制成的运输道路高出沥青地面660毫米,将场地分为五个堆浸场地。每个站点都向一侧和一端倾斜,这样渗滤液就可以集中到你的液体池中。每个堆浸场可堆浸4.5万吨矿石,分4次堆浸、1次洗堆、出渣、装矿、筑堆。出渣、堆渣需要5天左右。
渗滤液含有0.045%的氰化钠和0.04%的氧化钙。浸液由4根塑料管通过主管道供给每个浸提堆。在塑料管上,每隔12m安装一套巴格达振荡喷射器。喷射器采用医用胶管制成,长228mm,直径6.35mm,喷射半径9m。每个浸出反应器配有约84个喷嘴,供液速度为2.7 ~ 3.4ml∕(m2·s),喷淋面积为116m2,喷淋液约1500l。浸出周期为27d。堆浸过程中,每天对每个浸出堆排出的浸出液进行取样监测。当金的浸出量低于规定指标时,封闭浸出液,用水洗两天。
浸出后的废石由2台矿石装载机和5辆45t卡车运至废石场。由于废石场靠近浸出现场,可在28小时内运走。为保护堆浸场沥青地面不被破坏,在堆底留一层200 ~ 250 mm厚的废石,不运走。为了检查渗滤液是否会通过浸出地渗入地下,在浸出地下部打一口深井,定期取样检测。
用涡轮泵将浸出的含金液体泵送到吸附-解吸-活化车间。载金液以6056L∕min速度串联通过5个活性炭吸附罐,吸附后产生含金银约7.775kg∕t的载金量。与浸出液炭粒背道而驰,每天从1号槽取出1t载金炭进行解吸,同时向5号槽加入1t活性炭。吸附后的贫液从5号槽排出,加入氰化钠和石灰进行调节,然后返回浸出工序循环使用。
在解吸罐中,载金碳在88℃的热NaOH和NaCN溶液中被洗脱。解吸的碳颗粒在一个密封的irotech窑中活化,然后回收利用。在三个电解槽中电沉积富含金和银的洗脱液,并从钢棉阴极回收金。
内华达州西北部的Hokretz金矿是一种石英和粘土的混合矿石,黄金品位超过0.5g ∕ t。该矿采用堆浸法处理100万吨矿石,每年生产1.71t黄金。
该矿为露天开采,剥采比为1∶1.1。矿石经两级破碎至- 38mm后,用稀NaCN溶液喷入ф 3m滚筒制成球团矿,由带式输送机连续送至堆浸场堆积。
场地平整后,铺一层塑料板,上面覆盖一层- 0.3m厚,将块矿的碎矿通过筛分除去,保护塑料板。建成的矿堆长600米,宽360米,高不超过7.5米。
一个矿堆的正常浸出时间为60天。因为堆浸是在露天进行的,所以冬季不得不停止作业。这种间歇浸出有时会将一个矿堆的浸出时间延长到一年或一年以上,这取决于矿石中金的浸出回收率。如果堆积物是250,000吨矿石,用于堆浸的稀氰化钠溶液必须至少为每分钟2.27 m3 (600 us gal),这样浸出操作才能正常进行。
从矿堆中流出的贵重液体(约600gal)连续通过四个串联的碳柱。每根柱子含2吨椰壳活性炭,可吸附约9.33公斤金。用NaOH和乙醇高温解吸法解吸载金炭,解吸过程需24h。贵液解吸采用钢棉阴极电解提金,用火法冶炼生产出95%的纯金锭,再经精炼炉提纯,生产出含金99.99%的纯金锭。
自1971年以来,内华达州的Karin金矿采用堆浸法每天处理约1000吨矿石。将矿石破碎19.05毫米(四分之三英寸)后,堆放在沥青地面上,连续喷洒稀氰化钠溶液浸出7天。得到的氰化物溶液被锌代替。金的提取率约为70%。
从1973年开始,肯特慈惠矿采用氰化钠溶液堆浸法处理老矿前期废弃的含金氧化废矿,达到200万吨。向所得氰化物溶液中加入活性炭以吸附金。载金碳中的金是通过美国矿务局的低压解吸法解吸出来的,通过给你的液体通电提取金。
在内华达州,一个早期堆浸生产规模最小的作坊只有一个人。他每天从低品位废矿堆运1t矿石60d,建成60t矿堆。浸出时间为60天。同时另建60吨矿堆用于浸出。浸出液量为1500L,由自行车驱动的水泵将浸出液泵入高差为10m的高位槽中(每天需要将近2h),然后通过喷淋管喷淋到矿堆中进行浸出。浸出液从矿堆底部流入集液池,然后用2h时间将浸出液泵入串联的三个活性炭桶中的第一个,每个桶的高度差为304.8mm(一英尺),依次流经第二个和第三个桶。吸附提金后的贫液与每天加入的100升新鲜溶液一起返回浸出。车间初期建设的基建、材料和化学品费用为2000美元,年生产成本为900美元。矿石含3.5g∕t金,回收率为70%。按照目前每盎司黄金200美元的价格计算,年产值为4900美元。
美国矿务局从堆浸液中回收金银的改进方法是在每吨浸出液中加入CaO0.23kg的CaO,然后在溶液中每kg银加入0.875kg硫化钠,使银生成硫化银沉淀,过滤后送还原银。滤液通过活性炭柱吸附金,解吸后的贵液送电提金。这种方法不存在活性炭吸附大量残油的问题,特别有利于金银的分离。
由于环境保护的要求越来越高,美国在20世纪80年代开发了用于提金的FeCl3堆浸法。这种方法有两个特点:一是根据环保部门的规定,所用氯化铁溶液的pH值不得超过5.8;第二,用铂网代替锌粉回收金。它比过滤-锌置换法更经济。
20世纪80年代末,建成了美国最大的氯化铁堆浸厂,日处理矿石200吨。这种方法是在空地上每隔一定距离挖一些平行的坑(槽),坑里堆一层矿粉,喷一层淋溶液,然后再堆一层矿粉,喷一层淋溶液,直到按计划完成堆喷。浸出一段时间后,从矿坑中回收浸出液,从中回收金。这种方法虽然适用于低品位矿粉提金,但由于矿粉与FeCl3混合不均匀,与浸出液不接触的矿粉中的金无法浸出,金的回收率不高。
因为堆浸所用矿石中的金银含量往往在极低的截止品位上,而且堆浸的金银回收率往往低于其他方法。在西方国家,企业多为私人资本。为了增加利润,当金银价格下跌时,堆浸法的一些操作不得不简化,以降低成本。
自20世纪70年代以来,由于黄金价格的上涨,在黄金价格上涨的刺激下,美国许多矿山采用低成本的堆浸法提取黄金,以获取更高的利润。下表列出了美国部分堆浸金银矿的生产技术条件和技术经济指标。在这些矿山中,最大的是Yangu金矿和Kandelana金矿,年矿石处理能力分别为180万吨。最小的Tuscarola矿年矿石加工能力只有9000吨。这些矿山的金回收率分别在42%和80%之间。表美国金银矿堆浸技术经济指标