提高河南某低品位金礦金回收率試驗(yàn)研究

倪青青 高 志 宋祖光

（河南省巖石礦物測試中心，河南鄭州450012）

隨著礦床埋藏淺、品位高的金礦資源不斷地開采利用，易采選的資源逐漸枯竭［1］。高品位金礦的稀缺，導(dǎo)致國內(nèi)各金礦選廠或冶煉廠以低品位金礦為原料，合理開發(fā)利用金礦資源，特別是低品位黃金礦產(chǎn)具有重要意義［2］。自然金常呈不規(guī)則片狀、鱗片狀、顆粒狀、塊狀產(chǎn)出［3］，而且一般自然金的粒度分布極不均勻，增加了金礦物的回收難度。

河南黃金產(chǎn)量連續(xù)多年在全國名列前茅，但河南地區(qū)金礦資源存在金品位低、嵌布粒度細(xì)、粒度分布不均勻等特點(diǎn)，造成其開發(fā)利用難度大。目前金的回收方法主要有浮選法、重選法、浸出法，但是實(shí)踐證明采用單一的選礦方法，無法有效回收金品位低、金礦物分布不均勻、金礦物共伴生關(guān)系復(fù)雜的金礦石。因此，需要制定合理的選礦工藝流程，最大限度地回收有用礦物，避免資源的浪費(fèi)。

金選礦工藝流程的制定取決于礦石性質(zhì)、生產(chǎn)規(guī)模、基建投資、建廠地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件等［4］，其中最主要的因素為礦石性質(zhì)。河南某金礦金品位為1.39 g/t［5］，金礦物分布極不均勻。黃金選礦生產(chǎn)中，浮選作業(yè)前設(shè)置重選作業(yè)回收顆粒金可以有效提升金的回收率，目前，尼爾森作為金的重選作業(yè)的主體設(shè)備應(yīng)用廣泛，本研究采用尼爾森重選—重選尾礦浮選的聯(lián)合工藝流程，通過條件試驗(yàn)，確定流程中的最佳工藝條件，以期為該金礦石的開發(fā)利用提供一定的技術(shù)依據(jù)。

1 原礦性質(zhì)

礦石自然類型主要為硅化、鉀化、黃鐵礦化的含金絹英巖，另有部分含金石英脈，因此為蝕變巖型金礦。對原礦進(jìn)行了光片、薄片、砂光片、X射線衍射、重砂淘洗、能譜等分析，確定組成礦石的礦物成分十余種。金屬礦物主要有黃鐵礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、鈦鐵礦、黃銅礦，有少量自然金、微量碲鉛礦等；非金屬礦物主要有石英、斜長石、綠泥石、云母、白云石、方解石，其次含少部分角閃石等。其中有用礦物主要是自然金。

原礦的化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，自然金的粒度分析及嵌布特征分別見表2、表3。

注：帶“*”單位為g/t。

由表1可知，原礦中金品位為1.39 g/t，為主要回收元素，銀品位為3.35 g/t，可以作為伴生金屬回收。

由表2可知，原礦中金的分布粒級較寬，通過單一的選礦手段無法較好地進(jìn)行金的回收。粗顆粒單體金在磨礦過程中，經(jīng)過多次沖擊和摩擦呈片狀、球狀，最終成為難以回收的細(xì)粉而流失，所以對于粗粒金，應(yīng)盡早在磨礦分級回路中回收［6］。

由表3可知，原礦中金顆粒主要是以包裹金形式存在（占58.83%），其次是裂隙金（占23.53%），粒間金占比較小（占17.65%）。其中石英包裹金占19.11%，該部分金中的細(xì)粒級和微細(xì)粒金容易損失在尾礦中。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 重選試驗(yàn)

尼爾森選礦機(jī)主要用于回收巨粒金及粗、中顆粒金，其回收粒級一般為+0.037 mm中粒金，而+0.074 mm粗粒金為易回收粒級，-0.037 mm細(xì)粒金僅能部分回收或較難回收。根據(jù)礦石中金粒度嵌布情況的不同，工業(yè)上尼爾森選礦機(jī)對脈金礦的選礦回收率一般在20%～60%之間。礦石工藝礦物學(xué)研究表明原礦中粒金（0.037～0.074 mm）占39.59%，粗粒金（0.074～0.295 mm）占35.26%。從礦石工藝礦物學(xué)的研究結(jié)果來看，理論上礦石中容易通過尼爾森重選回收的金的總比例可以達(dá)到74.85%。

2.1.1 液態(tài)化水量試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.075 mm占60%，重力倍數(shù)為60G，給礦速度為500 g/min，給礦量為1 kg/次，考察液態(tài)化水量對金粗選精礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

由圖1可知，隨著尼爾森液態(tài)化水量增加，金粗精礦中金的品位逐漸升高，金的回收率則逐漸減少。這是因?yàn)椋?dāng)給礦細(xì)度和重力倍數(shù)一定時(shí)，隨著液態(tài)化水量增加，物料受到的反向沖洗力逐漸增加，物料被沖散的程度也逐漸增加，導(dǎo)致部分細(xì)顆粒金受到反向沖洗力的作用流失至尾礦中，進(jìn)而導(dǎo)致金的回收率降低。而隨著尼爾森液態(tài)化水量增加，物料受到的反向沖洗力逐漸增加，物料被沖散的程度也逐漸增加，因此能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒金與其它物料的有效分離，顆粒金最大極限地富集至富集腔中，從而表現(xiàn)出金精礦金的品位隨著尼爾森液態(tài)化水量的增加而逐漸增加。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，當(dāng)液態(tài)化水量為3.5 L/min的時(shí)候，金粗精礦中金的品位和回收率指標(biāo)相對較理想，所以試驗(yàn)室內(nèi)選擇尼爾森液態(tài)化水量為3.5 L/min。

2.1.2 重力倍數(shù)試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.075 mm占60%，液態(tài)化水量為3.5 L/min，給礦速度為500 g/min，給礦量為1 kg/次，考察重力倍數(shù)對金粗選精礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可知，隨著尼爾森重力倍數(shù)增加，金粗精礦中金的品位呈下降趨勢，金的回收率則剛開始變化不大后出現(xiàn)驟降。這是因?yàn)椋?dāng)給礦細(xì)度和反沖洗水量一定時(shí)，隨著重力倍數(shù)增加，物料受到的離心力逐漸增加，但是超過極限值后再增加重力倍數(shù)，也很難增加金的回收率，另外由于富集腔的體積是固定的，過分增加重力倍數(shù)，可能會導(dǎo)致富集腔內(nèi)的中細(xì)粒級顆粒金被其它物料取代從而排至尾礦中，進(jìn)而導(dǎo)致金回收率下降。綜合考慮選取尼爾森重力倍數(shù)為60G。

2.2 浮選試驗(yàn)

2.2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

有用礦物的單體解離是實(shí)現(xiàn)礦物高效分選的先決條件［7］，為保證浮選獲得較好的工藝指標(biāo)，研究磨礦細(xì)度對浮選的影響至關(guān)重要。固定石灰用量為1 300 g/t，粗選捕收劑MA+MC用量為（30+30）g/t，2號油用量為40 g/t，考察磨礦細(xì)度對金粗選精礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，金粗精礦中金的回收率逐漸增加，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074 mm占60%后，金回收率的提升幅度不大；金粗精礦中金的品位隨著磨礦細(xì)度的提高逐漸升高。綜合考慮，選取磨礦細(xì)度為-0.074 mm占60%的磨礦細(xì)度較為適宜。

2.2.2 石灰用量條件試驗(yàn)

石灰是黃鐵礦的有效抑制劑，具有成本低、來源廣等優(yōu)點(diǎn)，其通過生成親水性的氫氧化物膜覆蓋于黃鐵礦表面，從而抑制了黃鐵礦的上?。?］，進(jìn)而有效地提高精礦品位。固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占60%，粗選捕收劑MA+MC用量為（30+30）g/t，2號油用量為40 g/t，考察石灰用量對金粗選精礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可知，隨著石灰用量的增加，金粗精礦中金的品位逐漸升高，尤其當(dāng)石灰用量從600 g/t提高至1300 g/t（對應(yīng)pH值從8.1提升至9.1）的時(shí)候，金粗精礦中金的品位從21.37 g/t提高到了30.13 g/t；隨著石灰用量的增加，金粗精礦中金的回收率逐漸降低，礦漿pH值在9.1～9.7之間的時(shí)候，粗精礦品位和回收率的指標(biāo)相對較理想，綜合考慮選取石灰用量為1 300 g/t，此時(shí)礦漿pH值約為9.1。

2.2.3 捕收劑種類試驗(yàn)

浮選金礦的捕收劑市場上有較多種類，如黃藥類、黑藥類等。根據(jù)不同的礦石性質(zhì)，使用不同的藥劑或藥劑組合會對選礦指標(biāo)產(chǎn)生一定的影響。本試驗(yàn)主要對乙戊基鈉黃藥（60 g/t）、丁基鈉黃藥+丁銨黑藥（50+10 g/t）、MA+MC（30+30 g/t）和 Y-89（60 g/t）幾種藥劑組合進(jìn)行考察。固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300g/t，2號油用量為40 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可知，丁基鈉黃藥+丁銨黑藥為捕收劑所獲得的粗精礦中金的回收率最高，可以達(dá)到80.91%，MA+MC為捕收劑劑時(shí)所得金的回收率比丁基鈉黃藥+丁銨黑藥稍微低一點(diǎn)，Y-89所得到的金回收率最低，從所獲得的金粗精礦中金品位來看，Y-89做捕收劑時(shí)所得金的品位最高，可以達(dá)到32.13 g/t，MA+MC做捕收劑時(shí)所得金的品位比Y-89低一點(diǎn)，可以達(dá)到30.13 g/t，綜合品位和回收率兩方面考慮，選取金的捕收劑為MA+MC。

2.2.4 捕收劑MA+MC配比試驗(yàn)

選取為MA+MC的組合藥劑，考察捕收劑MA+MC配比對金粗選精礦指標(biāo)的影響。固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300 g/t，2號油用量為40 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6可知，在MA+MC總用量為60 g/t的情況下，隨著MC用量的增加，金精礦中金的品位逐漸降低，金的回收率逐漸升高，綜合考慮，選擇MA與MC配比為1∶1。

2.2.5 捕收劑用量條件試驗(yàn)

選取MA和MC比例為1∶1，考察捕收劑用量對金粗選精礦指標(biāo)的影響。固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300 g/t，2號油用量為40 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

由圖7可知，隨著捕收劑MA+MC用量的增加，金精礦中金的品位逐漸降低，金的回收率先升高后逐漸趨于平緩。當(dāng)MA+MC用量分別為10 g/t時(shí)，就可以取得較好的選礦指標(biāo)，進(jìn)一步增加捕收劑用量并沒有帶來回收率的大幅提升，反而降低了金精礦的品位，因此，選擇捕收劑MA+MC用量為（10+10）g/t。

2.2.6 起泡劑用量條件試驗(yàn)

2號油有較強(qiáng)的起泡性，可生成大小均勻、結(jié)構(gòu)致密、粘度適中的穩(wěn)定泡沫，是國內(nèi)使用最廣泛的起泡劑。但用量過大時(shí)，氣泡變小變脆，惡化浮選指標(biāo)，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)橄輨Ｔ囼?yàn)?zāi)サV細(xì)度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300 g/t，捕收劑MA+MC用量為（10+10）g/t，考察起泡劑用量對金粗選精礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖8。

由圖8可知，隨著起泡劑2號油用量的增加，金粗精礦中金的品位先基本不變后逐漸降低，金的回收率則先升高后降低，綜合考慮，確定2號油用量為20 g/t。

2.2.7 粗選礦漿濃度條件試驗(yàn)

浮選過程中，礦漿濃度過低時(shí)，會增加藥劑消耗量，影響精礦回收率；當(dāng)?shù)V漿濃度過高，精礦夾雜嚴(yán)重，影響精礦質(zhì)量。固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300 g/t，捕收劑MA+MC用量為（10+10）g/t，2號油用量為20 g/t，考察粗選礦漿濃度對金粗選精礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

由圖9可知，隨著浮選礦漿濃度的增加，金粗選精礦中金的品位逐漸降低，金的回收率先升高后降低，綜合考慮確定礦漿濃度為25%。

2.3 重—浮聯(lián)合工藝

由試驗(yàn)室尼爾森重選試驗(yàn)結(jié)果可知，對該礦石采用尼爾森回收取得的金回收率比較理想，但是精礦富集倍數(shù)較低，主要是由于上述試驗(yàn)都是在1 kg的給礦條件下取得的，為了模擬工業(yè)生產(chǎn)中尼爾森的使用效果（高富集比），就必須有大量的給礦，工業(yè)上尼爾森富集倍數(shù)在1 000倍左右，對于一些砂金礦富集倍數(shù)可能會達(dá)到幾千倍。為了達(dá)到1 000倍的富集倍數(shù)，完全采用試驗(yàn)室尼爾森進(jìn)行試驗(yàn)，則需要至少100 kg的礦樣，顯然該方法是無法在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的，為了模擬出實(shí)際生產(chǎn)的效果，我們采用的試驗(yàn)方法為：①首先準(zhǔn)備20 kg礦樣，分別用磨機(jī)把它們磨至-0.074 mm占30%的細(xì)度，全量進(jìn)入尼爾森進(jìn)行選別；②對第1次尼爾森選別的尾礦，進(jìn)行再次磨礦，使得磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074 mm占45%，對再磨后的礦石再次采用尼爾森進(jìn)行選別；③對第2次尼爾森選別的尾礦進(jìn)行再磨，使得磨礦細(xì)度達(dá)到約-0.074 mm占60%；④對第3次尼爾森選別的精礦進(jìn)行人工淘洗，使得搖床重砂質(zhì)量達(dá)到約10 g，則此時(shí)的精礦產(chǎn)率達(dá)到0.05%；⑤將搖床尾礦混入第三次尼爾森選別后的尾礦中，攪勻后作為浮選作業(yè)的給礦；⑥對重選尾礦按照2.2中浮選的最佳工藝條件進(jìn)行浮選閉路試驗(yàn)，獲得浮選精礦，則重選+浮選的聯(lián)合工藝流程完成。試驗(yàn)流程見圖10，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

注：金含量的單位為g/t。

由表4可知，在最佳的試驗(yàn)條件下，采用重—浮聯(lián)合工藝，經(jīng)3次尼爾森重選、1次搖床精選，重選尾礦經(jīng)“1粗2精2掃”浮選，最終可獲得重砂和浮選精礦2種金精礦產(chǎn)品。重選的精礦產(chǎn)品金品位達(dá)到986.60 g/t，回收率達(dá)到50.42%；浮選精礦金品位達(dá)到35.75 g/t，回收率達(dá)到了41.57%。金的總回收率為91.99%，取得了較好的效果。

3 結(jié) 論

（1）礦石自然類型主要為硅化、鉀化、黃鐵礦化的含金絹英巖，另有部分含金石英脈，為蝕變巖型金礦。原礦主要有用礦物為自然金，其品位為1.39 g/t，銀品位為3.35 g/t，可以作為伴生金屬綜合利用，次要金屬礦物主要為黃鐵礦，另含有少量的黃銅礦、磁鐵礦、輝鉍礦和方鉛礦等，脈石礦物主要為石英、斜長石、綠泥石、云母、白云石、方解石，其次含少部分角閃石。

（2）對自然金嵌布特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，可以看出金顆粒主要是以包裹金（58.83%）形式存在，其次是裂隙金（占23.53%），粒間金占比較?。?7.65%）。其中石英包裹金占19.11%，該部分金中的微細(xì)粒金容易損失在尾礦中。

（3）通過重—浮聯(lián)合工藝可以獲得重砂含金986.60 g/t，金回收率為50.42%，浮選精礦含金35.75 g/t，金回收率為41.57%，金的總回收率為91.99%。