2015, Vol. 6引用本文 |
| 老挝帕奔金矿选矿工艺选择经济分析 |  [PDF全文] |
帕奔金矿位于老挝琅勃拉邦省巴乌县帕奔村一带，南西距省会城市琅勃拉邦约50 km，13 号公路从矿区西侧通过.该矿为天津华北地质勘查局实施的境外风险勘查项目，已经探明的金储量规模达到中型，项目目前已经进入矿山建设设计阶段.该矿为一碳酸盐类型金矿，金为矿石中唯一可以利用的元素，方解石是金的主要载体矿物[1].尼尔森重选[2-4]和全泥氰化浸出工艺在国内外已有广泛应用[5-8]，针对该矿主要开展了尼尔森重选-重尾氰化浸出和全泥氰化浸出试验研究，采用2 种工艺回收金的效果相当，有必要进行经济对比分析确定合适的工艺流程，为矿山设计提供依据.
1 矿石性质矿石中的金属矿物含量仅占矿物相对含量的0.30 %，其中，以褐铁矿为主的金属氧化矿物占0.16 %，以黄铁矿为主的金属硫化矿物占0.14 %；脉石矿物以方解石等碳酸盐矿物为主，占矿物相对含量的91.85 %；其次为石英，占矿物相对含量的5.34 %；长石、绢云母等脉石矿物含量较少.首期开采矿床平均金品位为5.6 g/t，硫含量仅为0.21 %，铜、铅、锌等金属元素含量极低.矿石多元素分析结果见表 1.
| 表1 矿石多元素分析结果 Table 1 Element analysis results in ore |
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分析表明矿石中的金以粒间金和裂隙金为主，相对含量占85.2 %，包裹金含量占14.8 %.矿石中粒度大于0.1 mm 的粗粒金含量较低，仅占3.7 %；粒度为0.1～0.074 mm 的中粒金占10.2 %； 粒度为0.074～0.01 mm 细粒金占75.4 %； 粒度小于0.01 mm 微粒金含量仅占10.7 %.金粒的具体粒度分布结果见表 2.
| 表2 金颗粒粒度测量结果 Table 2 Measurement results of gold particle size |
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2 试验研究结果
储量估算表明，矿床中V-1 矿体的金属量占首期开采矿石总金属量的77.5 %，而V-1 矿体中金品位大于10 g/t 的块段矿量占V-1 矿体总矿石量的23.7 %，且局部富矿体可见明金，粒度较大.考虑到首期开采矿石平均金品位为5.6 g/t，因此进行了配矿处理，先对品位为5.76 g/t 矿石进行了尼尔森重选-重尾氰化和直接全泥氰化浸出条件试验，得到了最佳工艺条件，然后采用品位为11.43 g/t 矿石进行了验证试验.尼尔森重选-重尾氰化工艺试验流程见图 1.全泥氰化浸出时不经过图 1 中重选过程直接浸出.
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| 图 1 尼尔森重选-重尾氰化浸出工艺流程 Fig. 1 Process of Knelson gravity processing-tailings cyanidation leaching |
2.1 尼尔森重选-重尾氰化浸出试验结果
对矿石进行了磨矿细度、矿浆浓度、碱预处理时间及碱用量、氰化钠用量、浸出时间的详细条件试验和验证试验，最后得到的最佳浸出条件为： 磨矿细度≤0.074 mm 占90 %，矿浆浓度40 %，碱预处理时间2 h，NaCN 用量为800 g/t，浸出时间32 h 时.最佳工艺条件时的试验结果见表 3.
| 表3 最佳工艺条件时的试验结果 Table 3 Leaching results of optimum conditions |
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从表 3 中可以看出，采用尼尔森重选-重尾氰化工艺尾渣品位降为0.22 g/t，流程总回收率为96.18 %.
在此最佳工艺条件下，采用品位为11.43 g/t 的矿石进行了验证试验，得到尾渣品位为0.30 g/t，流程总回收率为97.38 %.
2.2 全泥氰化浸出试验结果全泥氰化浸出试验研究结果表明，磨矿细度≤0.07 4mm 占90 %，矿浆浓度40 %，碱预处理时间2 h，氰化钠用量800 g/t，浸出时间32 h.当原矿品位为5.76 g/t 时，在最佳工艺条件下得到浸出渣品位为0.23 g/t，浸出率为96.01 %.采用品位为11.43 g/t 矿石进行了验证试验，得到尾渣品位为0.45 g/t，浸出率为96.06 %.
2.3 2 种工艺的指标分析研究表明，当给矿品位为5.76 g/t 时，采用重选-重尾氰化流程比全泥氰化回收率高0.17 %； 当给矿品位为11.43 g/t 时，采用重选-重尾氰化流程比全泥氰化回收率高1.32 %.可见，当给矿品位不同时，2 种工艺对于金的回收率差值也不同，当给矿品位提高时，采用尼尔森重选-重尾氰化浸出工艺可以获得更高的金回收率.
尼尔森选矿机具有处理量大，富集比高的特点，是一种特高效、环境友好的重选设备，一般可以提高选矿总回收率1 %~2%[9-12].但尼尔森重选不能直接生产适合冶炼的精矿，全球客户抽样调查表明，金精矿平均品位为20 949 g/t[13].尼尔森重选得到的粗精矿一般要经过摇床进行精选，而且冶炼前重选得到的重砂需要在850 ℃下焙烧脱硫[14-15].
可见，在全泥氰化浸出工艺前增加尼尔森重选时一般可以提高金的总回收率，但也会增加矿山建设成本，主要包括重选设备、冶炼设备投资和基建成本等，导致投资回收期延长.另外，当增加重选工艺时年度生产能耗、工资成本费用等也会相应增加.因此，需要进行综合经济分析才能确定经济可行的矿山生产工艺流程.
3 经济分析以山东黄金集团烟台设计研究工程有限公司提交的《老挝琅勃拉邦省巴乌县帕奔金矿可行性研究报告》中提供的部分参数为依据[16]，对增加尼尔森重选工艺后的新增建设投资和新增年生产成本费用进行了测算.其中，选厂生产规模800 t/d，全年工作天数为300 d，矿山生产服务年限7.8 a.
3.1 新增建设投资 3.1.1 基建投资增加尼尔森重选工艺后需要新建重选厂房.建筑规格为18 m×12 m×6.5 m；采用混凝土地面和混凝土屋面，防盗门窗；墙体采用钢筋砼基础，内外墙均采用180 空心砖墙围护，内墙刮大白，外墙刷外墙涂料；柱基和柱子均为钢筋砼；承重结构为混凝土柱梁.参考可研报告中矿山工程指标，单位面积建筑费用为3 000 元/m2，则基建投资为64.8 万元.
3.1.2 设备投资采用重选-重尾氰化工艺增加的设备主要是重选设备.尼尔森重选设备分为半连续排矿型（BKC）和连续可变排矿型2 种（CVD）[5]，半连续型主要用于产率较低的贵金属矿的选矿.考虑到日处理能力仅800 t/d，微细粒金含量少，因此，选用一台半连续型尼尔森重选设备粗选，粗选得到的精矿采用国产6-S 型摇床进行精选.选择配套的重选设备见表 4.设备价格为当前市场采购价.
| 表4 重选工艺主要设备配置 Table 4 Main equipment configuration of Nelson's re-election process |
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3.1.3 新增总建设投资
总建设投资主要包括建筑工程费、设备费、安装工程费、其它费.设备运杂费按设备原价12 %计，安装工程费按设备原价10 %计，电气设备、给排水及通风等配套设备按设备原价20 %.则建筑工程费为（基建投资费）64.8 万元，设备购置费为88.2 万元（含设备运杂费），安装工程费为7.88 万元，其它费（电气设备、给排水等）为15.75 万元，总计176.63 万元.
3.2 年新增生产成本费用1）人员工资.重选车间工作制度为：离心选矿机3 班/d，摇床2 班/d，其中离心重选岗位每班2 人，摇床岗位每班1 人，总定员8 人.参照可研报告中平均薪酬标准，岗位人员平均薪酬为7 万元/a，则成本费用合计为56 万元/a.
2）水电费.电价计0.75 元/kWh，年工作300 d.重选车间合计年用电费用为11.66 万元； 水费计0.8 元/t原矿石，则年水费为19.2 万元.合计30.86 万元/a.
3）年新增生产总成本费.设备购置总价78.75 万元，年设备折旧采用直线折旧法，折旧年限10 a，预计净残值为5 %，则折旧费为7.48 万元/a.维简费中主要设备按总价4 %计，为3.15 万元；建筑物按2.5 %计，为1.62 万元，总计为4.77 万元/a.其它费用计1.5 元/t·原矿石.年总生产成本费用估算见表 5.
| 表5 年生产成本费用估算 Table 5 Estimated cost of annual production |
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3.3 工艺选择经济对比分析
老挝帕奔金矿采用重选-重尾氰化浸出工艺可以提高金的回收率，但同时矿山初期建设投资增加176.63 万元，年生产成本费也相应增加135.11 万元，因此，对增加重选工艺后的年净利润和静态投资回收期进行了分析.其中，矿山矿石平均品位为5.6 g/t，年处理矿石量24 万t，暂不考虑产品销售费用.矿产品为含金量99 %金锭，参考近5 年平均价计250 元/g.根据老挝当地政策，年利税总额计年收益的42 %.具体经济分析结果见表 6.
| 表6 工艺选择经济对比分析 Table 6 Economic contrast analysis of process selection |
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从表 6 中可以看出，若采用尼尔森重选-重尾氰化工艺，当金的总回收率增加0.17 %时，年净利润为-78.11 万元，投资无法收回；当金的总回收率增加0.5 %时，年净利润19.08 万元，投资回收期为9.26 a，超过矿山服务年限；当金的总回收率增加1 %时，年净利润116.52 万元，投资回收期为1.52 a.可见，随着金的总回收率的增加，投资收益增加很明显，但只有当金的总回收率增加到1 %以上时，投资回收期才比较合理，否则，增加重选工艺从经济上分析是不可行的.
4 结论1） 对于老挝帕奔金矿，相比于全泥氰化浸出工艺，当采用重选-重尾氰化浸出工艺时矿山建设投资增加176.63 万元，金的总回收率仅提高0.17 %，年净利润增加值为-78.11 万元，因此，选择全泥氰化浸出工艺比较合适.
2）在老挝帕奔矿山实际生产过程中，当原矿品位较高时，应进行配矿处理保证给矿品位稳定，同时有利于提高金的总回收率.
3） 增加尼尔森重选工艺会导致设备和人员的增加，管理也会趋于复杂化.对于黄金矿山，一般只用当增加尼尔森重选后，金的总回收率提高1 %以上时才具有经济可行性.
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