豫西某金礦石選冶試驗

喬江暉 宋翔宇 張 慧

(1.中國國土資源經(jīng)濟(jì)研究院;2.河南省巖石礦物測試中心;3.中冶集團(tuán)銅鋅有限公司)

世界黃金生產(chǎn)歷史雖然相當(dāng)久遠(yuǎn)，但20世紀(jì)中期以前由于受采選技術(shù)和裝備水平所限，開采的金礦資源主要是優(yōu)質(zhì)資源，且規(guī)模有限。隨著采選技術(shù)和裝備水平的進(jìn)步以及生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，優(yōu)質(zhì)金礦資源日漸減少，人們不得不將目光集中在開采難度較大、礦石性質(zhì)較復(fù)雜、金品位較低的礦石資源的開發(fā)上。對嵌布粒度較細(xì)、與其他金屬硫化物共生關(guān)系密切的金礦石，浮選法具有顯著的優(yōu)越性;對于嵌布粒度細(xì)微、礦石性質(zhì)復(fù)雜的貧金礦石，氰化浸出因工藝簡單、技術(shù)成熟、易實施而被廣泛采用［1-5］。

豫西某金礦石中部分載金礦物為氧化礦，屬難選金礦石。為提高該資源的回收效率，高效開發(fā)利用該資源，本試驗對該礦石進(jìn)行了浮選—氰化浸出工藝研究。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)成分分析

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

從表1可以看出，礦石中Au含量較高，達(dá)2.97 g/t，Ag 含量為 13.00 g/t，有綜合回收價值，Au、Ag的常見伴生元素Cu、Pb、Zn等含量很低，本試驗不考慮這些元素的回收。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

1.2 礦石的礦物組成及含量

經(jīng)光片、砂光片、薄片鑒定及粉晶X衍射分析，礦石礦物組成見表2。

表2 礦石礦物組成 %

從表2可以看出，該礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、鉀長石、絹云母等，其他礦物少量或微量。有用礦物為金，主要以銀金礦的形式存在。

1.3 礦石類型

礦石自然類型以蝕變碎裂巖為主，碎裂蝕變巖、蝕變碎裂流紋巖及蝕變粗面巖次之，少量構(gòu)造角礫巖。含金礦石以蝕變碎裂巖及碎裂蝕變巖為主。金屬礦化以黃鐵礦化為主，少量黃銅礦化、鉛鋅礦化、金礦化以及褐鐵礦化;脈石礦化以硅化、絹云母化以及白云石化為主，高嶺石化、鉀長石化、白鉛礦化少量，綠泥石化、方解石化等微量。

礦石工藝類型屬少硫化物金礦石。金屬礦物以硫化物為主，主要是黃鐵礦，可回收有用礦物為自然金、銀金礦。

1.4 礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

1.4.1 礦石主要結(jié)構(gòu)

(1)他形晶粒狀結(jié)構(gòu)。自然金、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、部分黃鐵礦等常呈他形晶粒狀不均勻分散或零星分布于礦石中，為該礦區(qū)礦石的主要結(jié)構(gòu)。

(2)包含結(jié)構(gòu)。自然金呈他形粒狀包含于黃鐵礦及少量褐鐵礦、方鉛礦、白云石之中，黃鐵礦還包含方鉛礦、閃鋅礦、褐鐵礦等，閃鋅礦包含黃銅礦、方鉛礦及黃鐵礦，方鉛礦包含黃鐵礦，石英、長石等脈石礦物包裹黃鐵礦等，為礦石較普遍結(jié)構(gòu)。

(3)碎裂結(jié)構(gòu)。受應(yīng)力作用的影響，黃鐵礦晶體常破碎成大大小小的碎粒，有些裂隙發(fā)育，部分方鉛礦、閃鋅礦等也有碎裂現(xiàn)象。

(4)聚粒狀結(jié)構(gòu)。黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等常數(shù)粒甚至幾十粒聚集分布，偶爾自然金也2～3粒聚集分布，形成聚粒狀結(jié)構(gòu)。

(5)自形晶粒狀結(jié)構(gòu)。少部分黃鐵礦呈立方體、個別呈五角十二面體及菱形十二面體狀自形晶。

(6)交代結(jié)構(gòu)。少量黃鐵礦被褐鐵礦交代，方鉛礦被白鉛礦交代，交代徹底時褐鐵礦保留原黃鐵礦假象，白鉛礦保留原方鉛礦假象，形成交代假象結(jié)構(gòu);偶見鉛礬交代方鉛礦、斑銅礦交代黃銅礦和輝銅礦、銅藍(lán)交代黃銅礦等。

1.4.2 礦石主要構(gòu)造

(1)浸染狀構(gòu)造。礦石中的自然金、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦以及部分黃鐵礦等呈他形晶粒，以散粒狀或聚粒狀不均勻分散于礦石之中，為本區(qū)礦石主要構(gòu)造。

(2)細(xì)脈狀構(gòu)造。黃鐵礦常呈細(xì)脈狀、斷續(xù)脈狀分布;方鉛礦、閃鋅礦、褐鐵礦等有時也各自沿礦石裂隙充填形成細(xì)脈狀構(gòu)造，為本區(qū)礦石的次要構(gòu)造。

1.5 自然金賦存狀態(tài)

礦石中的金以自然金為主，多為可見金，可見金的粒度統(tǒng)計結(jié)果見表3，礦石中可見金嵌布狀態(tài)統(tǒng)計分析結(jié)果見表4。

表3 礦石中可見金粒度統(tǒng)計結(jié)果

表4 礦石中可見金嵌布狀態(tài)統(tǒng)計分析結(jié)果

從表3可以看出，礦石中的可見金以細(xì)粒和微粒為主，近似面積分布率分別為41.90%和35.75%，中粒金分布率為22.35%，未發(fā)現(xiàn)粗粒金。

從表4可以看出，礦石中的金以包裹金為主，分布率為73.68%，主要為黃鐵礦包裹金，占63.16%;其次為單體金，占21.06%。

2 選礦試驗

工藝礦物學(xué)研究表明，礦石中金的載體礦物既有黃鐵礦、方鉛礦等硫化礦，也有褐鐵礦、白云石等氧化礦。通常含金硫化礦采用浮選工藝回收，含金氧化礦采用氰化工藝回收［6-7］。在大量探索試驗基礎(chǔ)上，確定采用浮選+氰化浸出工藝處理該礦石。

2.1 浮選試驗

硫化物中金回收粗選條件試驗流程見圖1。

圖1 金浮選粗選條件試驗流程

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度是影響選別指標(biāo)的重要因素，因此，首先對磨礦細(xì)度進(jìn)行了研究。試驗固定Na2SiO3總用量為1 000 g/t，CuSO4為150 g/t，丁基黃藥 +丁銨黑藥為 150+50 g/t，2#油為 60 g/t，試驗結(jié)果見圖 2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

由圖2可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，粗精礦金品位先小幅上升后下降，金回收率先上升后下降。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占65%。

2.1.2 CuSO4用量試驗

CuSO4是黃鐵礦的活化劑，進(jìn)一步活化黃鐵礦有利于提高金精礦金回收率［8-9］。因此，對CuSO4用量進(jìn)行了研究。試驗固定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占65%，Na2SiO3總用量為1 000 g/t，丁基黃藥+ 丁銨黑藥為 150+50 g/t，2#油為 60 g/t，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 CuSO4用量試驗結(jié)果

由圖3可知，隨著CuSO4用量的增加，粗精礦金品位先小幅上升后升幅增大，粗精礦金回收率先小幅上升后小幅下降，CuSO4用量為150 g/t時，粗精礦金回收率最高。綜合考慮，確定CuSO4用量為150 g/t。

2.1.3 Na2SiO3用量試驗

Na2SiO3是硅酸鹽脈石礦物的有效抑制劑，且對礦泥有良好的分散效果［10］。因此，對磨礦后Na2SiO3的用量進(jìn)行了試驗研究。試驗固定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占65%，CuSO4用量為150 g/t，丁基黃藥 +丁銨黑藥為150+50 g/t，2#油為60 g/t，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 Na2SiO3用量試驗結(jié)果

由圖4可見，隨著Na2SiO3用量的提高，粗精礦金品位和金回收率均先上升后下降。綜合考慮，確定磨礦后Na2SiO3的用量為500 g/t。

2.1.4 丁基黃藥+丁銨黑藥總用量試驗

探索試驗表明，丁基黃藥與丁銨黑藥組合使用可以充分發(fā)揮丁基黃藥捕收能力強(qiáng)、丁銨黑藥選擇性好的特點，從而有效提高粗精礦指標(biāo)［11-12］。丁基黃藥與丁銨黑藥按質(zhì)量比3∶1配合時協(xié)同效應(yīng)較好，因此，按此比例進(jìn)行了丁基黃藥+丁銨黑藥用量試驗。試驗固定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占65%，磨礦后 Na2SiO3的用量為500 g/t，CuSO4用量為150 g/t，2#油為 60 g/t，試驗結(jié)果見圖 5。

圖5 丁基黃藥+丁銨黑藥總用量試驗結(jié)果

由圖5可見，隨著丁基黃藥+丁銨黑藥總用量的增大，粗精礦金品位下降，金回收率先上升后下降。綜合考慮，確定組合捕收劑總用量為200 g/t，即丁基黃藥+丁銨黑藥用量為150+50 g/t。

2.1.5 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎(chǔ)上進(jìn)行了金浮選閉路試驗，試驗流程見圖6，試驗結(jié)果見表5。

圖6 浮選閉路試驗流程

表5 浮選閉路試驗結(jié)果

由表5可見，采用圖6所示的浮選閉路流程處理該礦石，可以獲得金品位為31.20 g/t，回收率為68.50%的金精礦。

2.2 氰化浸出試驗

2.2.1 磨礦必要性試驗

浮選尾礦氰化浸出試驗在XJT－80型浸出攪拌機(jī)中進(jìn)行。試驗首先比較了浮選尾礦不磨礦和再磨至－0.074 mm占90%情況下的浸出效果。試驗固定攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)為1 800 r/min，礦漿濃度為25%，石灰用量為2 100 g/t(對應(yīng)的礦漿pH=10.5)，NaCN初始質(zhì)量濃度為0.075%，浸出時間為6 h，試驗結(jié)果見表6。

表6 氰化浸出磨礦必要性試驗結(jié)果

由表6可見，浮選尾礦再磨后金浸出率提高幅度相當(dāng)有限，但浸出消耗的氰化鈉用量卻從71.57 g/t提高至197.12 g/t(對浮選尾礦)，提高幅度達(dá)175.42%。因此，浮選尾礦宜采用直接浸出。

2.2.2 浸出時間試驗

試驗固定攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)為1 800 r/min，礦漿濃度為25%，石灰用量為2 100 g/t，NaCN初始質(zhì)量濃度為0.075%，試驗結(jié)果見表7。

表7 氰化浸出時間試驗結(jié)果

由表7可見，提高浸出時間，金浸出率和NaCN消耗量均顯著上升。綜合考慮，確定浸出時間為24 h，浸出金對原礦的回收率為22.05%。

3 結(jié)論

(1)豫西某金礦石中的金以包裹金為主，黃鐵礦是主要載金礦物，包裹在黃鐵礦中的金占總金的63.16%，單體金占總金的21.06%，金主要以銀金礦的形式存在。按近似面積分布率計算法，中粒金占22.35%，細(xì)粒和微粒分別占41.90%和35.75%，金粒度較細(xì)小。

(2)采用1粗1掃3精、中礦順序返回浮選—浮選尾礦直接氰化浸出工藝處理該礦石，獲得了金品位為31.20 g/t，回收率為68.50%的金精礦;浸金貴液金回收率為22.05%，金總回收率達(dá)90.55%。

［1］ 朱 訓(xùn)，尹惠宇，項仁杰.中國礦情:第二卷［M］.北京:科學(xué)出版社，1998.

［2］ 胡熙庚.有色金屬硫化礦選礦［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1987.

［3］ 張涇生，闕煊蘭.礦用藥劑［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2008.

［4］ 馬 鑫，鐘 宏，王 帥，等.硫化礦捕收劑的研究進(jìn)展［J］.應(yīng)用化工，2012，41(10):1791-1795.

［5］ 見百熙.浮選藥劑［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1981.

［6］ 張成強(qiáng)，李洪潮，等.某低品位原生金礦選礦試驗研究［J］.中國礦業(yè)，2010(11):89-91.

［7］ 王 資.浮游選礦技術(shù)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2006.

［8］ 朱玉霜.浮選藥劑的化學(xué)原理［M］.長沙:中南工業(yè)大學(xué)出版社，1996.

［9］ 高起鵬.某金礦石浮選試驗研究［J］.有色礦冶，2012，28(1):15-17.

［10］ 孫傳堯.硅酸鹽礦物浮選原理［M］.北京:科學(xué)出版社，2001.

［11］ 黃春香.阿希金礦混合黃藥浮選的試驗研究［J］.新疆有色金屬，2012(2):64-65.

［12］ 鄧 冰.多金屬伴生鐵礦石綜合回收選礦試驗研究［D］.武漢:武漢科技大學(xué)，2011.