青海某金銻礦浮金試驗(yàn)研究

王普蓉

(攀枝花學(xué)院資源與環(huán)境工程學(xué)院，四川 攀枝花 617000)

原生金-銻礦石中主要金屬礦物主要為輝銻礦，伴生金屬礦物主要為黃鐵礦、砷黃鐵礦等，金常以包裹金或浸染狀賦存于黃鐵礦中[1]，最大限度地富集回收黃鐵礦即可達(dá)到有效回收利用金銻礦中金的目的。黃鐵礦和輝銻礦的可浮性都很好，浮選可作為回收載金礦物-黃鐵礦與輝銻礦的主要手段。浮選法分選金銻礦的方法主要有混合浮選與優(yōu)先浮選，且通常金銻混合浮選法獲得的金銻混合精礦金銻分離較難[2]。由于黃鐵礦與輝銻礦的浮選行為相似，因此不管采用哪種浮選方法，金銻礦浮選分選的主要技術(shù)難點(diǎn)均在于含銻礦物與黃鐵礦的分離。目前這兩種礦物的浮選分離方案主要有抑銻浮硫和抑硫浮銻，浮金階段的研究重點(diǎn)在于強(qiáng)化黃鐵礦的回收，同時減少輝銻礦的夾雜[3]。浮金抑銻的主要浮選藥劑有捕收劑通常為黃藥類捕收劑；抑制劑主要為硫化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、糊精及氧化劑等[4]；活化劑主要為硫酸、硫酸銅等。

青海某金銻礦金的嵌布粒度極細(xì)，原礦金、銻品位很低，礦物組成復(fù)雜，屬低品位難選礦石。本文以該金銻礦工藝礦物學(xué)研究及其浮選探索性試驗(yàn)研究結(jié)果為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究從金銻礦中浮金的工藝條件及工藝流程，同時考察銻能否在浮金尾礦中獲得較好的回收與富集。

1 試 驗(yàn)

1.1 試樣及其性質(zhì)

原礦樣來源于中國青海省，從礦石中挑選有代表性的大塊礦石( 50～100 mm若干塊)用于巖礦鑒定分析礦石中主要礦物組成，其余大塊礦樣經(jīng)實(shí)驗(yàn)室顎式破碎機(jī)和對輥破碎機(jī)破碎至-2 mm，采用堆錐法混勻，然后用方格法縮分出試樣用于原礦化學(xué)分析和金的物相分析，其余-2 mm礦樣作為試驗(yàn)原料。

試樣中有用金屬礦物主要為輝銻礦和黃鐵礦，主要脈石礦物為石英、方解石及硅酸鹽礦物。黃鐵礦、輝銻礦與石英細(xì)脈緊密共生。金主要是自然金，金粒度極細(xì)，-0.037 mm占87.50%，金礦物主要以渾圓狀、角礫狀、乳滴狀包裹在黃鐵礦中。金的存在形式以包裹金為主；部分金以單體金及連生金形式存在；其余金以鱗片狀分散于其他硫化物、脈石、脈石與硫化物顆粒間隙。

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，原礦中金的物相分析結(jié)果見表2。

表1 試樣的化學(xué)多元素分析結(jié)果

注：*單位為g/t。

表2 試樣中金的物相分析結(jié)果

表1表明：該原礦主要化學(xué)組成為SiO2、TFe，其次為Sb、S、As、Al2O3、CaO、MgO、K2O，其中可回收利用的元素為Au(含量為3.50 g/t)、Sb(含量為1.95%)，其他有價元素含量很低，沒有綜合回收價值。

表2表明：原礦磨至-0.074 mm占98.42%時，原礦中單體金較少，各礦物中包裹和分散金較高，它們主要分布在硫化物中。金主要以硫化物包裹金形式存在，占有率達(dá)66.29%，連生金和單體金次之，占有率分別為5.71%和18.57%(連生金和單體金占有率總和達(dá)24.28%)，而碳酸鹽包裹金及硅酸鹽包裹金占有率較低，分別為1.43%和8.00%(總和9.43%)

工藝礦物學(xué)特征表明，試樣中主要有回收利用價值的元素為金和銻，主要有用礦物為黃鐵礦和輝銻礦，大部分金以次顯微包裹金的形式存在于黃鐵礦中。對于金的回收，若先通過細(xì)磨方式使得金從硫化物包裹體中暴露出來然后選金，不但會導(dǎo)致整個磨選礦成本高、技術(shù)難度大，而且會造成微細(xì)粒礦物分選難度大[5]。因此，該礦石中金的回收應(yīng)主要以黃鐵礦包裹體的形式回收；從主要有用礦物、脈石礦物組成及有用礦物的分選特性出發(fā)，進(jìn)行的浮選探索性試驗(yàn)研究表明：該礦石中黃鐵礦的浮選活性極高，難以抑制，因此本文擬采用浮硫抑銻方案，研究該金銻礦浮金的可行性。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及藥劑

試驗(yàn)礦樣為0.5 kg/次，磨礦用球磨機(jī)為XMQ-240×90錐形球磨機(jī)，浮選使用XFD系列單槽浮選機(jī)。浮選藥劑中硅酸鈉、碳酸鈉、硫酸銅為分析純；Y-89、2#油均為工業(yè)品。2#油以原液形式添加，其他藥劑均配制成水溶液添加；試驗(yàn)用水為自來水。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 浮金粗選

采用如圖1所示的試驗(yàn)流程，依次進(jìn)行了浮選回收金的粗選單因素條件試驗(yàn)研究，研究目的為確定浮金粗選的最佳磨礦細(xì)度和浮選藥劑制度[6]。

圖1 金粗選單因素條件試驗(yàn)流程

1.3.2 浮金精選

采用如圖2所示的試驗(yàn)流程，進(jìn)行了金粗精礦再磨細(xì)度研究，研究目的為確定金精選的磨礦細(xì)度。

圖2 金粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)流程

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 磨礦細(xì)度對金粗選的影響

粗選磨礦主要是為了使礦物或礦物集合體在不過磨的情況下，獲得較好的解離，為下一步的粗選準(zhǔn)備粒度適宜的原料[6]。本礦石中有用礦物嵌布極細(xì)，但是輝銻礦較軟不耐磨，磨礦細(xì)度是實(shí)現(xiàn)金銻分離的關(guān)鍵，因此為獲得粗選最佳選礦指標(biāo)所對應(yīng)的粗選磨礦細(xì)度，必須首先進(jìn)行粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn),且初步探索適宜的浮選藥劑種類[7]。

浮選作業(yè)條件。磨礦細(xì)度分別為：-0.074 mm占65%、75%、80.32%、86.45%，硅酸鈉用量100 g/t,碳酸鈉用量1 000 g/t， 硫酸銅用量70 g/t，Y89用量40 g/t，2#油用量25 g/t,考察磨礦條件對浮選指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可知：①粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)所選用的浮選藥劑種類對該原礦浮選金具有較好的適應(yīng)性；②隨著金粗選磨礦細(xì)度的變細(xì)，金粗精礦金品位及銻品位呈下降的趨勢；金粗精礦金回收及銻回收率呈增加的趨勢。綜合考慮金粗精礦浮選指標(biāo)的升降幅度與磨礦成本，浮金粗選最佳磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80.32%，此時獲得的金粗精礦金品位為27.32 g/t，銻品位為3.43%，金回收率為87.06%，銻回收率為20.08%。

2.2 抑制劑對金粗選的影響

2.2.1 硅酸鈉對金粗選的影響

硅酸鈉是石英及硅酸鹽類脈石的最常用抑制劑，兼有礦泥分散劑的作用，有利于改善浮選效果[8]。在確定金粗選最佳磨礦細(xì)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行硅酸鈉用量試驗(yàn)研究，浮選作業(yè)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm占80.32%，硅酸鈉用量變化；碳酸鈉用量1 000 g/t，硫酸銅用量70 g/t，Y89用量40 g/t,2#油用量25 g/t。試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可知：隨著硅酸鈉用量的增加，金粗精礦金品位及銻品位呈增加的趨勢；金粗精礦金回收率及銻回收率呈降低的趨勢。綜合考慮金粗精礦浮選指標(biāo)的增減幅度與藥劑成本，浮金粗選硅酸鈉最佳用量為150 g/t，此時獲得的金粗精礦金品位為28.97 g/t，銻含量為3.51%，金回收率88.98%，銻回收率為19.35%。

圖3 金粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

圖4 硅酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 碳酸鈉對金粗選的影響

由于輝銻礦與黃鐵礦(載金礦物)的可浮性相似，因此，浮金時需添加對輝銻礦選擇性抑制效果較好的抑制劑，以改善浮金效果。碳酸鈉作為輝銻礦抑制劑，具有抑制作用好，藥劑條件可控性強(qiáng)的特點(diǎn)[9]。

在確定了金粗選最佳磨礦細(xì)度及脈石抑制劑硅酸鈉用量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了浮金粗選碳酸鈉用量試驗(yàn)研究，浮選作業(yè)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm占80.32%，硅酸鈉用量150 g/t，碳酸鈉用量變化，硫酸銅用量70 g/t，Y89用量40 g/t，硫酸銅用量60 g/t，2#油用量25 g/t。試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可知：隨著碳酸鈉用量的增加，金粗精礦金品位呈增加的趨勢，銻品位呈降低的趨勢；金回收率及銻回收率呈降低的趨勢。綜合考慮金粗精礦浮選指標(biāo)的增減幅度與藥劑成本，浮金粗選碳酸鈉最佳用量為1 200 g/t，此時獲得的金粗精礦金品位為30.89 g/t，銻含量為2.98%,金回收率88.08%，銻回收率為15.25%。

圖5 碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

2.3 活化劑硫酸銅對金粗選的影響

由于碳酸鈉對黃鐵礦(載金礦物)也有一定的抑制作用，因此，浮金時需添加黃鐵礦活化劑以改善浮金效果。硫酸銅是浮硫(金的載體礦物)最常用活化劑[10]，在確定金粗選最佳磨礦細(xì)度、金粗選脈石抑制劑硅酸鈉用量、金粗選輝銻礦抑制劑碳酸鈉用量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行浮金粗選硫酸銅量試驗(yàn)研究，試驗(yàn)流程見圖1，浮選作業(yè)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm占80.32%，硅酸鈉用量150 g/t，碳酸鈉用量1 200 g/t，硫酸銅用量變化，Y89用量40g/t，2#油用量25 g/t。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6可知：隨著硫酸銅用量的增加，金粗精礦金品位及銻品位呈降低的趨勢；金粗精礦金回收率及銻回收率呈增加的趨勢。綜合考慮金粗精礦浮選指標(biāo)的增減幅度與藥劑成本，浮金粗選硫酸銅最佳用量為120 g/t，此時獲得的金粗精礦金品位為30.21 g/t，銻含量為2.83%,金回收率90.98%，銻回收率為15.30%。

2.4 捕收劑Y89對金粗選的影響

Y89是浮硫(載金礦物)捕收劑，具有捕收能力強(qiáng)、選擇性好的特點(diǎn)[11]。在確定了金粗選最佳磨礦細(xì)度、金粗選脈石抑制劑硅酸鈉用量、金粗選輝銻礦抑制劑碳酸鈉用量、金粗選活化劑硫酸銅用量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了浮金粗選Y89用量試驗(yàn)研究。浮選作業(yè)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm占80.32%，硅酸鈉用量150 g/t，碳酸鈉用量1 200 g/t，硫酸銅用量120 g/t，Y89用量變化，2#油用量25 g/t。試驗(yàn)結(jié)果見圖7。由圖7可知：隨著Y89用量的增加，金粗精礦金品位及銻品位呈降低的趨勢；金粗精礦金回收率及銻回收率呈增加的趨勢。綜合考慮金粗精礦浮選指標(biāo)的增減幅度與藥劑成本，浮金粗選Y89最佳用量為60 g/t，此時獲得的金粗精礦金品位為29.19 g/t，銻含量為2.69%,金回收率92.74%，銻回收率為15.34%。

圖6 硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果

圖7 Y89用量試驗(yàn)結(jié)果

2.5 金粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

原礦經(jīng)一段粗選所得金粗精礦金品位為29.19 g/t，但顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)粗精礦中仍然有大量連生體存在，因此精選階段要獲得更高品位的金精礦，必須對粗精礦再磨以強(qiáng)化單體解離。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖8。

由圖8可知：隨著再磨礦細(xì)度的變細(xì)，金精礦金品位及銻品位呈先增加后降低的趨勢；金粗精礦金回收率及銻回收率呈下降的趨勢。綜合考慮金精礦浮選指標(biāo)的增減幅度與再磨成本，金粗精礦的最佳再磨細(xì)度為-0.037 mm占95.45%，此時可獲得的金精礦金品位為80.25 g/t，銻含量為5.19%,金回收率80.02%，銻回收率為9.29%。

2.6 浮金全工藝閉路流程試驗(yàn)

為了進(jìn)一步確定浮金全工藝流程，開展了浮金全工藝流程試驗(yàn)研究。最終確定的浮金全工藝流程流程見圖9，獲得的試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖8 金粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

圖9 浮金全工藝流程

產(chǎn)品產(chǎn)率%品位回收率/%Au/(g/t)Sb/%AuSb金精礦4.0174.464.1985.318.62尾礦95.990.541.8614.6991.38原礦100.003.501.95100.00100.00

表3表明：原礦經(jīng)在磨礦細(xì)度為-0.074 mm目占80.32%時，經(jīng)一次金粗選，兩次掃選，金粗精礦再磨至-0.037 mm占95.45%時，經(jīng)三次精選的浮選閉路試驗(yàn)流程，可獲得產(chǎn)率為4.01%，金品位為74.46 g/t,銻品位為4.19%，金回收率為85.31% ，銻回收率為8.62%的金精礦；產(chǎn)率為95.99%，銻品位為1.86%，金品位為0.54 g/t，銻回收率為91.38%，金回收率為14.69%的浮金尾礦。浮選指標(biāo)良好，較好地實(shí)現(xiàn)了金銻分離。

3 結(jié) 論

1) 青海某金銻礦含Au 3.50 g/t，含S 2.38%，含Sb 1.95%,礦石中有用金屬礦物主要為輝銻礦和黃鐵礦，且黃鐵礦是金的主要載體礦物，主要脈石礦物為石英、方解石及鈣、鋁、鎂、鈉等的硅酸鹽礦物。

2) 進(jìn)行了金浮選實(shí)驗(yàn)研究，確定了金粗選最佳磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80.32%，金粗選硅酸鈉最佳用量為150 g/t，金粗選碳酸鈉最佳用量為1 200 g/t，金粗選硫酸銅最佳用量為120 g/t,金粗選Y89最佳用量為60 g/t，金精選前的再磨細(xì)度為-0.037 mm占95.45%。

3) 最終推薦采用一次粗選，兩次掃選，粗精礦再磨后經(jīng)三次精選，中礦順序返回的浮選閉路流程作為金浮選的工藝流程，獲得了產(chǎn)率為4.01%，金品位為74.46 g/t,銻品位為4.19%，金回收率為85.31%，銻回收率為8.62%的金精礦。

4) 浮金全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果表明：Au在金精礦中得到較好的回收和富集，可作為金精礦產(chǎn)品計(jì)價出售；浮金尾礦是進(jìn)一步回收Sb的良好原料。

[1] 朱從杰，雷霆，張漢平．銻的選礦和冶煉新技術(shù)[M].昆明:云南科技出版社，2006:184-189．

[2] 周洪源，黃云平，趙祖喬，等.某卡林型金礦銻金分離試驗(yàn)研究[J].礦冶工程，2007,27(2):40-46.

[3] 聶光華，劉春龍.微細(xì)粒金礦石選礦試驗(yàn)研究[J].中國礦業(yè)，2006，15(11)：76-82.

[4] 胡熙庚．有色金屬硫化礦選[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1987:99-102．

[5] 王伊杰，文書明，劉丹,等.黃鐵礦包裹金的浮選試驗(yàn)研究[J].稀有金屬，2015，39(6)：546-553.

[6] 許時.礦石可選性研究[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1989.

[7] 肖軍輝,文書明.海南鎢鉬多金屬礦選礦試驗(yàn)研究[J].稀有金屬，2010，34(4)：578-583.

[8] 朱建光.浮選藥劑的化學(xué)原理[M].長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社,1987:167-170.

[9] 呂光宗，陳新民.龍山金銻礦資源的高效利用[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2008(6)：38-44.

[10] 于雪.含砷金銻礦的浮選分離研究[D].沈陽：東北大學(xué)，2008.

[11] 劉水紅,李成必,曾克文,等.內(nèi)蒙古某含銀銻復(fù)雜銅鉛鋅多金屬硫化礦選礦試驗(yàn)研究[J].礦冶，2015，24(1)：6-11.