水泥充填體的混入對(duì)某金礦石浮選的影響及解決措施

韓 良

( 崇禮紫金礦業(yè)有限責(zé)任公司，河北 崇禮076350)

河北某金礦2 500 t/d 技改工程于2009 年8 月建成投產(chǎn)，選礦廠采用重選+浮選聯(lián)合工藝，尾礦全部膠結(jié)充填井下。隨著井下充填量的增加，2013 年以來(lái)，采出礦石中混有水泥充填體變得司空見(jiàn)慣，這部分水泥充填體經(jīng)磨礦后給選礦廠的浮選帶來(lái)了嚴(yán)重影響，最終導(dǎo)致浮選尾礦金品位升高、回收率下降。

針對(duì)水泥充填體混入礦石所帶來(lái)的問(wèn)題，在大量試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，制定了相應(yīng)對(duì)策，并對(duì)流程暴露的其他問(wèn)題一并進(jìn)行了改造。

1 礦石性質(zhì)

礦石中的金屬礦物主要為自然金、磁鐵礦、赤鐵礦，其次為黃鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、斑銅礦、銅藍(lán)、方鉛礦、磁黃鐵礦、斜方碲金礦等; 脈石礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石，其次為方解石、綠泥石、綠簾石、黝簾石等，絹云母、磷灰石、榍石、鋯石等微量。金主要為粒間金，其次為包裹金和裂隙金。金的嵌布粒度較細(xì)，－10 μm 的微粒金占35.92%，+74 μm 的粗粒金僅占5.75%。粒間金主要嵌布在鉀長(zhǎng)石和石英粒間，或黃鐵礦和鉀長(zhǎng)石粒間，另有少量嵌布在黃鐵礦、褐鐵礦、云母、碲金礦等兩者或三者顆粒間;包裹金包裹于鈉長(zhǎng)石或石英中，少量包裹于黃鐵礦、褐鐵礦中;裂隙金主要嵌布在石英裂隙中，少量嵌布在黃鐵礦裂隙中，鈉長(zhǎng)石、褐鐵礦、方鉛礦裂隙中偶見(jiàn)金粒產(chǎn)出。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical component analysis results of run-of-mine ore %

從表1 可看出: 礦石中有回收價(jià)值的元素為金，銀具有綜合回收價(jià)值;有害元素As 等含量非常低。

2 原工藝流程及存在的問(wèn)題

2.1 原工藝流程及生產(chǎn)指標(biāo)

原工藝流程見(jiàn)圖1，生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)表2，浮選給礦粒度篩析結(jié)果見(jiàn)表3。

圖1 原生產(chǎn)工藝流程Fig.1 The original production process

表2 原生產(chǎn)指標(biāo)Table 2 The original production quota

2.2 存在的問(wèn)題

2013 年以后，采出礦石中水泥充填體混入率逐步升高至5%左右，水泥充填體固化過(guò)程中生成的CaO·SiO2·nH2O 和Ca( OH)2導(dǎo)致浮選礦漿pH 值從8 ～9升高至12 ～13，嚴(yán)重影響了自然金及黃鐵礦的可浮性，導(dǎo)致金浮選回收率下降; 其次，pH 值升高和大量的Ca2+造成浮選泡沫表面張力減小，泡沫變得細(xì)小、黏稠，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中的“跑槽”現(xiàn)象難以控制;同時(shí)，水泥充填體碾磨所形成的細(xì)泥夾雜和對(duì)目的礦物的罩蓋使得中礦循環(huán)量顯著增大，影響浮選過(guò)程的正常進(jìn)行［1］。此外，水泥充填體易磨使磨礦細(xì)度虛高及尼爾森選礦機(jī)工作參數(shù)不合理( 重選作業(yè)金回收率僅為17.37%) ，也對(duì)金的回收造成了不利影響。

表3 浮選給礦粒度篩析結(jié)果Table 3 Flotation feeding particle size sieve analysis results

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 條件試驗(yàn)

3.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

生產(chǎn)實(shí)踐表明，尼爾森選礦機(jī)僅回收磨礦產(chǎn)品中的較粗粒金，約占礦石總金的20%，而80%左右的金進(jìn)入浮選作業(yè)，因此，用浮選產(chǎn)品指標(biāo)來(lái)確定磨礦細(xì)度更加合理。磨礦細(xì)度試驗(yàn)采用1 次尼爾森重選、1次粗浮選流程，丁基黃藥+戊基黃藥+丁銨黑藥用量為40 +160 +40 g/t，松醇油用量為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Test results at different grinding fineness

從圖2 可看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，浮選粗精礦金品位和金作業(yè)回收率均呈先快后慢的上升趨勢(shì)。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占65%。

3.1.2 浮選藥劑制度優(yōu)化試驗(yàn)

浮選藥劑制度優(yōu)化試驗(yàn)的給礦為尼爾森選礦機(jī)1 次重選尾礦。在磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占65%情況下進(jìn)行了尼爾森選礦機(jī)工作參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，確定條件下的尼爾森重選金回收率為22.00%，重選尾礦金品位為2.61 g/t。

消除水泥充填體對(duì)浮選影響的試驗(yàn)將從以下2方面入手。①?gòu)?qiáng)化硫酸銅對(duì)目的礦物的活化，以消除高pH 值帶來(lái)的目的礦物可浮性變差問(wèn)題［2］;②選用消泡劑EDA 為礦漿調(diào)整劑，以消除浮選泡沫發(fā)黏及目的礦物的罩蓋問(wèn)題。

3.1.2.1 CuSO4用量試驗(yàn)

CuSO4用量試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占65%，丁基黃藥+戊基黃藥+丁銨黑藥用量為40 +160 +40 g/t，松醇油用量為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 CuSO4 用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results on dosage of CuSO4

從圖3 可看出，隨著硫酸銅用量的增大，浮選粗精礦金品位上升，金回收率先升后降是由于過(guò)量的硫酸銅會(huì)大量消耗捕收劑所致［4］。綜合考慮，確定硫酸銅用量為150 g/t。

3.1.2.2 EDA 用量試驗(yàn)

EDA 的作用是降低泡沫黏性，過(guò)量使用會(huì)導(dǎo)致泡沫過(guò)“脆”，難以形成穩(wěn)定的泡沫層，因此，確定EDA 的合適用量非常重要。EDA 用量試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占65%，硫酸銅用量為150 g/t，丁基黃藥+戊基黃藥+丁銨黑藥用量為40 +160 +40 g/t，松醇油用量為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 EDA 用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results on dosage of EDA

從圖4 可看出，EDA 用量增加，浮選粗精礦金品位上升，金回收率先升后降。綜合考慮，確定EDA 用量為100 g/t。

3.2 閉路浮選試驗(yàn)

在浮選條件試驗(yàn)和開(kāi)路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖5，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖5 閉路浮選試驗(yàn)流程Fig.5 Closed-circuit flotation test process

表4 閉路浮選試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Closed-circuit flotation test results

從表4 可看出，采用圖5 所示的流程處理尼爾森重選尾礦，最終獲得了金品位為94.92 g/t、作業(yè)回收率為92.61%的浮選金精礦。

4 主要措施與生產(chǎn)實(shí)踐

4.1 主要措施

(2) 尼爾森選礦機(jī)工作參數(shù)優(yōu)化。將尼爾森選礦機(jī)的排礦時(shí)間由改造前的55 min 縮短至45 min、并將流態(tài)化水量從40 ～43 m3/h 減少至35 ～38 m3/h。

(3) 優(yōu)化藥劑制度和添加地點(diǎn)。適量添加消泡劑EDA 以降低泡沫黏性; 硫酸銅添加位置從攪拌槽前移至球磨機(jī)，以延長(zhǎng)活化時(shí)間，充分活化目的礦物。

(4) 流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化、完善。在藥劑制度調(diào)整、優(yōu)化基礎(chǔ)上，減少了1 次精選作業(yè); 由于粗選作業(yè)第1浮選槽( 共4 槽) 精礦的金品位較高，滿足銷售要求，本著“能收早收”的原則，現(xiàn)場(chǎng)直接將該槽精礦作為浮選最終精礦的一部分。該措施可顯著減少精選作業(yè)礦量、改善精選效果。

4.2 生產(chǎn)指標(biāo)

改造后的2014 年，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)平穩(wěn)，再未出現(xiàn)浮選“跑槽”現(xiàn)象，2014 年的生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)表5。

表5 改造后的生產(chǎn)指標(biāo)Table 5 The production quota after transformation

從表5 并結(jié)合表2 可看出，改造后的尼爾森選礦效果明顯改善，尼爾森精礦金回收率提高了4.42 個(gè)百分點(diǎn);金總回收率顯著提高了6.47 個(gè)百分點(diǎn)。

5 結(jié) 語(yǔ)

(1) 河北某地下金礦采出礦石中水泥充填體的混入，使礦石中的自然金及載金礦物黃鐵礦等的可浮性下降，浮選泡沫變小變黏，磨礦產(chǎn)品細(xì)度虛高，加之尼爾森選礦機(jī)工作參數(shù)不合理等原因，最終導(dǎo)致選礦廠的尼爾森精礦金回收率僅為17.37%，浮選精礦金回收率僅為67.98%，嚴(yán)重影響了金的回收。

(2) 以試驗(yàn)研究成果為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)磨礦系統(tǒng)、尼爾森重選系統(tǒng)、浮選藥劑制度與加藥地點(diǎn)及流程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)指標(biāo)顯著改善，最終選礦廠的尼爾森精礦金品位和金回收率達(dá)1 656.37g/t、21.79%，浮選精礦金品位和金回收率達(dá)107.61 g/t和70.03%，尼爾森精礦金回收率和金總回收率分別提高了4.42 和6.47 個(gè)百分點(diǎn)。

［1］ 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究院. 崇禮金礦選礦試驗(yàn)研究報(bào)告［R］. 北京:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究院，2013.

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