應(yīng)用尼爾森重選優(yōu)化河南某氧化型金礦選別指標(biāo)

黃宇林

（紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建上杭364200）

我國是黃金儲量大國，資源儲量居全球前列［1-2］。隨著資源不斷地開發(fā)利用，復(fù)雜難選型金礦石也開始逐步被開發(fā)利用，礦石的難選程度增加，選廠尾礦的品位難以得到有效地控制［3］。目前，金礦石常見的選礦方法有重選法、浮選法、聯(lián)合法等［4-7］。重選法因選礦成本低、效率高、清潔無污染，越來越受到重視［8-9］。尼爾森選礦機(jī)是一種強(qiáng)化重力的新型重力選礦設(shè)備，具有富集比高、處理量大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛［10-15］。

河南某金礦選廠處理能力為1 200 t/d，主要處理原生金礦石和氧化型金礦石，其磨礦工藝為兩段一閉路，二段磨礦排礦進(jìn)入旋流器，旋流器沉砂返回二段球磨機(jī)，旋流器溢流進(jìn)入浮選系統(tǒng)，選礦工藝流程為單一浮選。當(dāng)處理礦石為氧化型金礦石時(shí)，金的回收率指標(biāo)一直不太理想，一般為60%～70%，有時(shí)甚至低至50%，尾礦金品位一般為0.3～0.6 g/t，有時(shí)甚至高達(dá)到1.0 g/t。傳統(tǒng)的氰化工藝受到環(huán)保政策影響，基本被淘汰，而單一的浮選工藝很難獲得良好的選礦指標(biāo)。為了進(jìn)一步降低浮選尾礦的金品位，提高精礦中金的回收率，分別開展了浮選尾礦和旋流器給礦兩處作業(yè)點(diǎn)的尼爾森重選條件試驗(yàn)，并通過重選可回收金（GRG）試驗(yàn)確定尼爾森選礦機(jī)的最佳配置點(diǎn)，對比重浮聯(lián)合工藝與單一浮選工藝的試驗(yàn)指標(biāo)，以期指導(dǎo)該類型金礦石選別工藝的工業(yè)實(shí)踐。

1 試樣及設(shè)備

1.1 原礦性質(zhì)

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

注：帶“*”單位為g/t。

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由表1 可知，礦石中主要有價(jià)元素為金，品位為2.14 g/t，其它元素不具備綜合回收價(jià)值。由表2 可知，礦石中的金以裸露及半裸露金為主，占總金的41.20%，其次為硫化物包裹金，占總金的27.31%，硫鐵礦包裹金含量較少，為12.04%。

對原礦樣品進(jìn)行了砂光片、X-衍射及能譜等分析，確定主要的金屬礦物為黃鐵礦、閃鋅礦、褐鐵礦，含有少量的黑鎢礦、白鎢礦和自然金等，非金屬礦物主要有石英、長石、方解石、白云石、重晶石等；從礦石的晶型與形貌上看，其主要是由黃鐵礦經(jīng)風(fēng)化氧化作用而形成，鐵的氧化率為95.83%，屬于氧化型金礦石。

1.2 尾礦EDS面掃描分析

對生產(chǎn)尾礦樣品進(jìn)行淘洗制片，進(jìn)行EDS 面掃描分析，分析結(jié)果見圖1。

由圖1可知，在面掃描背景曝光較強(qiáng)的條件下可見麥粒狀、長角粒狀和板片狀顆粒金，未發(fā)現(xiàn)含銀礦物，說明尾礦中存在浮選未回收的顆粒金；圖中金和硅的面掃描結(jié)果重合性較差，說明金與硅酸鹽礦物基本解離。

1.3 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)所用試驗(yàn)儀器及設(shè)備見表3。

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2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

尼爾森重選條件試驗(yàn)樣品為浮選尾礦和旋流器給礦，截取生產(chǎn)流程礦漿，將樣品導(dǎo)入攪拌桶調(diào)漿，通過閥門控制給礦速度，均勻地給入尼爾森選礦機(jī)，工藝流程見圖2。

2.1 浮選尾礦尼爾森重選條件試驗(yàn)

2.1.1 重力倍數(shù)試驗(yàn)

固定液態(tài)化水量為3.5 L/min、給礦速度為500 g/min、給礦量為10 kg，考察重力倍數(shù)對尼爾森重選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖3。

由圖3 可知，隨著重力倍數(shù)的增加，重選精礦金的品位和回收率逐漸上升，當(dāng)重力倍數(shù)達(dá)到90 G 時(shí)，再增加重力倍數(shù)，精礦金的品位和回收率略微下降。這是由于增加重力倍數(shù)后，強(qiáng)化了顆粒金與脈石礦物之間的比重差異，有利顆粒金的回收，但當(dāng)重力倍數(shù)超過一定數(shù)值后，粗顆粒脈石礦物會積壓至富集錐中，可能導(dǎo)致回收率降低。因此，確定最佳重力倍數(shù)為90 G。

2.1.2 液態(tài)化水量試驗(yàn)

適量的液態(tài)化水量作用下，顆粒金受到適當(dāng)?shù)淖饔昧头醋饔昧?，保證富集錐物料的疏松，進(jìn)而獲得較好的選別指標(biāo)，當(dāng)液態(tài)化水量過大時(shí)，會導(dǎo)致部分較細(xì)顆粒金受損失。固定重力倍數(shù)為90 G、給礦速度為500 g/min、給礦量為10 kg，考察液態(tài)化水量對尼爾森重選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4 可知，隨著液態(tài)化水量增加，重選精礦金的品位先上升后下降低，金的回收率在液態(tài)化水量小于3.5 L/min 時(shí)基本不變，超過3.5 L/min 后逐漸下降。綜合考慮，確定液態(tài)化水量為3.0 L/min。

2.1.3 給礦速度試驗(yàn)

固定重力倍數(shù)為90 G，液態(tài)化水量為3.0 L/min，給礦量為10 kg，考察給礦速度對尼爾森重選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖5。

由圖5 可知，隨著給礦速度的增加，精礦夾雜嚴(yán)重，金品位逐漸降低，但變化幅度不大。增加給礦速度有利于提高處理量，但給礦速度過大會導(dǎo)致部分顆粒金損失于尾礦中。綜合考慮品位和回收率，確定給礦速度為900 g/min。

2.1.4 精礦產(chǎn)率試驗(yàn)

固定重力倍數(shù)為90 G，液態(tài)化水量3.0 L/min，給礦速度為900 g/min，通過調(diào)整給礦量來改變精礦產(chǎn)率，考察精礦產(chǎn)率對尼爾森重選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖6。

由圖6 可知，降低精礦產(chǎn)率有利于提高精礦品位，但是回收率也會相應(yīng)的降低，實(shí)際生產(chǎn)中可以根據(jù)精礦銷售的實(shí)際情況確定精礦產(chǎn)率。在給礦量為20 kg 時(shí)，可獲得產(chǎn)率為0.48%、金品位為40.97 g/t 及金回收率為35.33%的重選精礦，尾礦中金品位降低至0.36 g/t，重選精礦產(chǎn)品可見顆粒金（見圖7）。

2.2 旋流器給礦尼爾森重選條件試驗(yàn)

2.2.1 精礦產(chǎn)率試驗(yàn)

固定重力倍數(shù)為90 G，液態(tài)化水量為3.5 L/min，隔篩尺寸為12目，給礦速度為900 g/min，考察精礦產(chǎn)率對尼爾森重選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖8。

由圖8 可知，隨著重選精礦產(chǎn)率降低，精礦中金的品位逐漸升高，回收率則逐漸降低。這與浮選尾礦樣品的試驗(yàn)結(jié)果基本一致，說明降低精礦產(chǎn)率可以提高精礦中金的品位，但是當(dāng)精礦產(chǎn)率低至一定程度后，金的回收率較低。應(yīng)該根據(jù)銷售需求，合理控制精礦產(chǎn)率。小型試驗(yàn)范圍內(nèi)，在給礦量為15 kg時(shí)，可獲得產(chǎn)率為1.30%、回收率為43.90%重砂精礦，后續(xù)試驗(yàn)暫取給礦量為15 kg。

2.2.2 隔篩尺寸試驗(yàn)

固定重力倍數(shù)為90 G，給礦量為15 kg，給礦速度為900 g/min，液態(tài)化水量為3.5 L/min，考察隔篩尺寸對尼爾森重選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖9。

由圖9可知，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著隔篩目數(shù)增加，重選精礦的產(chǎn)率逐漸降低，精礦中金的品位和回收率均呈先升高后下降的趨勢。綜合考慮，隔篩尺寸取12目（1.7 mm）較為合適。

2.2.3 液態(tài)化水量試驗(yàn)

固定重力倍數(shù)為90 G，給礦量為15 kg，隔篩尺寸為12目，給礦速度為900 g/min，考察液態(tài)化水量對尼爾森重選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖10。

由圖10 可知，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著液態(tài)化水量增加，金精礦中金的品位和回收率呈先增加后下降的趨勢，這與顆粒金的粒度組成有關(guān)，當(dāng)顆粒金受到的離心力小于液態(tài)化水的反作用力時(shí)，就會出現(xiàn)跑金現(xiàn)象，因此液態(tài)化水量不宜過大；雖然液態(tài)化水量為4.0 L/min 時(shí)獲得的精礦品位高于3.5 L/min，但回收率指標(biāo)基本相當(dāng)，并且少量的液態(tài)化水量有利于后續(xù)浮選濃度的控制，因此確定液態(tài)化水量為3.5 L/min。

2.2.4 重力倍數(shù)試驗(yàn)

固定給礦量為15 kg，液態(tài)化水量為3.5 L/min，隔篩尺寸為12目，給礦速度為900 g/min，考察重力倍數(shù)對尼爾森重選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖11。

由圖11可知，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著尼爾森重力倍數(shù)增加，精礦中金的品位先上升后下降，而精礦回收率逐漸增加，但是過高的重力倍數(shù)不僅能耗較高，而且會降低設(shè)備使用壽命。過高的重選回收率會導(dǎo)致浮選精礦品位受到嚴(yán)重影響，在重力倍數(shù)為70 G 時(shí)，可以獲得品位為734.40 g/t、回收率為41.07%的重砂精礦，基本可以滿足礦方的銷售需要。

2.3 重選可回收金（GRG）試驗(yàn)

GRG 試驗(yàn)是對工業(yè)生產(chǎn)的重選結(jié)果進(jìn)行預(yù)測所需的最主要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，本試驗(yàn)取樣點(diǎn)為旋流器給礦和沉砂，固定重力倍數(shù)為90 G，液態(tài)化水量為3.5 L/min，給礦速度為900 g/min，試驗(yàn)流程見圖12，結(jié)果見表4。

由表4 可知，旋流器給礦GRG 值為72.07%，旋流器沉砂GRG 值為73.39%，兩組樣品的GRG 值基本一致，說明絕大多數(shù)GRG 顆粒都存在旋流器沉砂中，而不會隨旋流器溢流進(jìn)入浮選。因此，在浮選尾礦處進(jìn)行尼爾森重選回收是不合適的，在旋流器給礦或者旋流器沉砂處進(jìn)行尼爾森重選回收較為合適，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能早收就早收的選礦原則。

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2.4 重浮聯(lián)合工藝和單一浮選試驗(yàn)對比

為了考察尼爾森選礦工藝對金精礦指標(biāo)的影響，開展了重浮聯(lián)合工藝與單一浮選工藝對比試驗(yàn)，試驗(yàn)樣品為旋流器給礦。工藝流程與浮選藥劑制度參照實(shí)際生產(chǎn)（見圖13），試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，重浮聯(lián)合工藝可以獲得金品位分別為138.89 g/t、27.52 g/t 的重砂產(chǎn)品和浮選精礦產(chǎn)品，精礦總回收率為90.80%，相比單一浮選工藝，精礦回收率由85.74%提高至90.80%，尾礦品為由0.35 g/t降低至0.23 g/t，試驗(yàn)指標(biāo)良好。

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3 結(jié) 論

（1）該金礦尾礦中存在一定量的麥粒狀、長角粒狀和板片狀顆粒金，可以通過重選進(jìn)行回收，在重力倍數(shù)為90 G，液態(tài)化水量3.0 L/min，給礦速度為900 g/min，精礦產(chǎn)率為0.48%的條件下，可以獲得金品位為40.97 g/t、回收率為35.33%的重選精礦，尾礦品位可降低至0.36 g/t。

（2）旋流器給礦尼爾森試驗(yàn)結(jié)果表明：在重力倍數(shù)為70 G，液態(tài)化水量3.5 L/min，給礦速度為900 g/min，隔篩尺寸為12目，給礦量為15 kg的條件下，可以獲得品位為734.40 g/t、回收率為41.07%的重選精礦。

（3）重浮聯(lián)合工藝與單一浮選工藝相比，精礦回收率由85.74%提高至90.80%，尾礦品為由0.35 g/t降低至0.23 g/t。

（4）建議將尼爾森選礦機(jī)配置在旋流器給礦處，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能早收就早收的選礦原則。