膠東某金礦選礦工藝流程改造的實(shí)驗(yàn)研究

楊曉峰，石寶寶，李景波，劉瑤瑤，畢真勝

(1.黑龍江科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院， 哈爾濱 150022； 2.山東黃金金創(chuàng)集團(tuán)有限公司， 山東 蓬萊， 265600)

0 引 言

山東是金礦資源大省，儲(chǔ)量超百噸的特大型礦山主要位于膠東地區(qū)[1]。膠東已經(jīng)成為世界第三大金礦區(qū)，保有資源儲(chǔ)量滿足靜態(tài)開采52 a，其中特大型金礦床主要有萊州三山島北部海域金礦(儲(chǔ)量470.0 t)、西嶺金礦(儲(chǔ)量382.6 t)、紗嶺金礦(儲(chǔ)量309.9 t)、騰家金礦(儲(chǔ)量206.0 t)、招遠(yuǎn)市水旺莊金礦(儲(chǔ)量170.5 t)、萊州市新立村金礦(儲(chǔ)量141.8 t )[2-5]。

膠東某金礦選廠現(xiàn)采用全浮選工藝處理含Au 2.80 g/t礦石。在對(duì)金精礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，金主要以明金、硫化礦、石英包裹體形式存在，其中明金顆粒較小，硫化礦單體粒度較大。為降低企業(yè)生產(chǎn)成本，獲得高品位精礦，需對(duì)原有流程進(jìn)行改造。

1 礦石的化學(xué)成分

1.1 原礦多元素分析

膠東地區(qū)某地金礦屬石英脈型金礦，礦石組成相對(duì)簡(jiǎn)單，金主要以自然金及黃鐵礦包裹體形式存在，金屬硫化物主要是黃鐵礦，脈石礦物以石英為主。原礦多元素分析結(jié)果見表1。從表1可以看出，礦石可回收利用的元素為Au，其它元素?zé)o回收價(jià)值。

表1 原礦多元素分析結(jié)果

1.2 原礦金、鐵物相分析

原礦金物相分析結(jié)果見表2，鐵物相分析結(jié)果見表3。從表2可以看出，礦石中的金主要以硫化物、氧化物包裹金、自然金存在。表3列出了鐵的物相分析結(jié)果，礦石中的鐵以多種形式存在，主要為硫化鐵、赤鐵礦、褐鐵礦、碳酸鐵等。

表2 原礦金物相分析結(jié)果

表3 原礦鐵物相分析結(jié)果

2 選礦廠現(xiàn)有工藝流程

選礦廠現(xiàn)有工藝流程見圖1。將原礦磨至-0.074 mm占75%左右，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、三次掃選后(掃選Ⅰ、掃選Ⅱ藥劑量依次減半，掃選Ⅲ不加藥)，得到浮選精礦含Au 48.40 g/t,回收率90.03%。

圖1 選礦廠現(xiàn)有工藝流程Fig. 1 Current flow of concentrator

3 流程改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

企業(yè)在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)金精礦中含有細(xì)粒明金，為得到高品質(zhì)金精礦，降低后續(xù)冶煉成本，需要對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行改造。

3.1 主要金屬礦物粒度分析

對(duì)原礦中主要金屬礦物進(jìn)行粒度分析，目的是探索重選工藝的可行性，分析結(jié)果如表4所示。從表4可以看出，礦石中黃鐵礦、方鉛礦等硫化礦粒度較粗，對(duì)重選回收有利。表5為光片中明金粒度分析結(jié)果，從表5可以看出，金賦存在硫化礦、石英間隙以及黃鐵礦的包裹體中，且呈細(xì)粒分布。

從粒度分析結(jié)果可以初步判定，重選可以作為該礦石的選別工藝，主要回收呈黃鐵礦包裹體形態(tài)的細(xì)粒金礦，但顆粒間的細(xì)粒金礦仍需采用浮選工藝回收。因此，流程改造應(yīng)以“重選+浮選”聯(lián)合工藝為主要研究方向。

表4 主要金屬礦物粒度分析結(jié)果

表5 光片中明金粒度分析結(jié)果

3.2 重選工藝流程實(shí)驗(yàn)

由原礦多元素分析結(jié)果可知，該礦石中主要脈石礦物為石英等硅酸鹽礦物，與自然金、金屬硫化礦密度差異較大，且硫化礦單體粒度較粗，可考慮用重選工藝回收。實(shí)驗(yàn)考查了礦砂搖床、螺旋溜槽、懸震錐面選礦機(jī)、尼爾森離心機(jī)4種類型重選設(shè)備對(duì)磨礦細(xì)度為-0.074 mm占50%金礦石的預(yù)富集效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 重選設(shè)備實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，4種重選設(shè)備中尼爾森離心機(jī)選別指標(biāo)最好。這是因?yàn)殡x心選礦機(jī)是一種基于離心力場(chǎng)、借助高速旋轉(zhuǎn)離心作用產(chǎn)生高倍“強(qiáng)化重力”的特性, 在高倍的強(qiáng)化離心力場(chǎng)內(nèi), 不同密度礦物所受的重力差被放大, 從而實(shí)現(xiàn)礦物顆粒按密度分選[6]。此外，根據(jù)光片鑒定結(jié)果得出，礦石中明金粒度細(xì)，離心機(jī)對(duì)細(xì)粒金回收效果要優(yōu)于其它重選設(shè)備，這是回收率高的主要原因。

根據(jù)企業(yè)需求進(jìn)一步提高重選精礦品位，對(duì)離心機(jī)粗選精礦進(jìn)行精選，由于離心機(jī)精選富集效果不佳，因此精選設(shè)備采用礦泥搖床，實(shí)驗(yàn)流程見圖2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表7。由表7可知，原礦經(jīng)過離心機(jī)粗選和兩段搖床精選后，重選精礦含Au 294.87 g/t，回收率44.82%，取得了預(yù)期效果。

表7 重選實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖2 重選實(shí)驗(yàn)流程Fig. 2 Flowchart of gravity separation

為考查重選中礦處理方法，將中礦Ⅰ、中礦Ⅱ合并進(jìn)行粒度分析，分析結(jié)果見表8。從表8中可以看出，合并后的重選中礦中，金主要分布在小于0.28 mm粒級(jí)中，且中礦產(chǎn)率僅占總量的1.77%，因此建議重選中礦與搖床尾礦合并進(jìn)入后續(xù)浮選工藝。

此外，在實(shí)際生產(chǎn)流程改進(jìn)中，重選精礦再次進(jìn)行人工淘洗，可獲得含金15%～20%的“毛金”，淘洗尾礦含金較高，進(jìn)行單獨(dú)處理，上述工藝在此不進(jìn)行贅述。

表8 重選中礦粒度分析結(jié)果

4 改進(jìn)流程

由于浮選給礦品位降低，為降低企業(yè)流程改進(jìn)成本，僅將原有浮選工藝“一粗二精三掃”改為“一粗三精二掃”。 最終建議流程見圖3，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表9。

圖3 改進(jìn)流程Fig. 3 Improement of process flow

表9 改進(jìn)流程實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表9中可以看出，最終建議流程獲得重選精礦、浮選精礦中含Au分別為294.87、32.88 g/t，總回收率為90.12 %。

5 結(jié) 論

(1)原礦含Au 2.50 g/t，工藝礦物學(xué)鑒定結(jié)果顯示，礦石中主要的載金礦物粒度較粗，可通過重選工藝進(jìn)行回收，但部分明金及載金礦物粒度較細(xì)，因此，建議流程改造選用“重選+浮選”聯(lián)合工藝。

(2)通過重選對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，尼爾森離心機(jī)作為重選的粗選作業(yè)效果最好，主要是因?yàn)殡x心機(jī)選礦對(duì)細(xì)粒金礦回收效果優(yōu)于其它設(shè)備。

(3)對(duì)離心機(jī)粗選產(chǎn)品進(jìn)行2次搖床精選，可獲得含Au 294.87 g/t的重選精礦。流程改造后，再對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行人工淘洗可獲得含Au15%～20%的“毛金”。

(4)對(duì)離心機(jī)尾礦進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn)，由于浮選給礦品位降低，采用“一粗三精二掃”后可獲得含Au 32.88 g/t，回收率45.30%的浮選精礦。

(5)經(jīng)過流程改造后的“重選+浮選”聯(lián)合工藝總回收率達(dá)到90.12 %，與原工藝指標(biāo)相近，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐后指標(biāo)穩(wěn)定，取得了預(yù)期效果。