抱倫金礦尼爾森重選—浮選工藝研究與應(yīng)用

王小生 陳貴民 張建 韓琪 聶飛 蘇文亮 陳書軍

摘要：抱倫金礦針對尾礦庫庫容不足，采用氰化工藝環(huán)保壓力大等問題，根據(jù)礦石性質(zhì)，開展了重選—浮選聯(lián)合工藝研究，探索了一段磨礦重選—再磨浮選、兩段磨礦兩段重選—浮選等聯(lián)合工藝，并進(jìn)行了生產(chǎn)應(yīng)用。結(jié)果表明：采用兩段磨礦兩段重選—浮選聯(lián)合工藝，即尼爾森重選—柱機(jī)聯(lián)合浮選工藝，替代重選—氰化工藝，取得了良好的金回收指標(biāo)，生產(chǎn)中金回收率達(dá)到91.53 %，且尾礦達(dá)到一般工業(yè)固體廢物第Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，滿足國家環(huán)保要求，節(jié)省了尾礦庫一次性投資5 500萬元，尾礦庫運(yùn)行成本年減少500余萬元，尾礦外售年增效益70萬元，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

關(guān)鍵詞：尼爾森;重選;浮選;柱機(jī)聯(lián)合;氰化

中圖分類號：TD953文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）06-0069-05doi：10.11792/hj20210613

引 言

海南山金礦業(yè)有限公司抱倫金礦（下稱“抱倫金礦”）生產(chǎn)規(guī)模為450 t/d，采用重選—氰化浸出炭漿吸附工藝流程，產(chǎn)品為純度90 %的合質(zhì)金錠。其中，破碎為兩段一閉路破碎流程，磨礦為兩段閉路磨礦流程，重選為跳汰、搖床兩段重選流程。經(jīng)過多年的開采，礦山存在尾礦庫庫容不足、大量采空區(qū)未治理等一系列問題，主要表現(xiàn)在：

1）隨著尾礦排放，尾礦庫的壓力逐年增大，2次加高擴(kuò)容，庫容已滿。海南省新建尾礦庫審批建設(shè)無望，企業(yè)面臨停產(chǎn)。

2）隨著《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》的實(shí)施，以及《國家危險(xiǎn)廢物名錄》（2016版）將氰化工藝產(chǎn)生的尾渣定義為危險(xiǎn)廢物，尾礦資源若得不到綜合利用，將給企業(yè)帶來巨大環(huán)保壓力。

3）礦體開采后，遺留下約 46萬m3采空區(qū)未進(jìn)行治理，隨著暴露時(shí)間增加，采空區(qū)穩(wěn)定性降低，地壓顯現(xiàn)明顯，地表局部已發(fā)生塌陷。

4）礦體品位高、價(jià)值大，空場采礦法開采留下的較多礦柱難以回采，造成資源浪費(fèi)。

因此，變革現(xiàn)有工藝，創(chuàng)新綠色環(huán)保生產(chǎn)模式，使尾礦資源得到綜合利用，變廢為寶，徹底解決尾礦庫問題，保證企業(yè)持續(xù)發(fā)展，是抱倫金礦最為迫切的任務(wù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分

采用XRF分析法對礦石進(jìn)行全元素分析，結(jié)果見表1。采用化學(xué)方法對礦石主要成分進(jìn)行定量分析，結(jié)果見表2。

由表2可知，該礦石金品位9.8 g/t，銀品位1.3 g/t，硫品位0.65 %，全鐵品位4.51 %，二氧化硅品位68.72 %。檢測結(jié)果表明，礦石中含有大量二氧化硅，硫含量偏低，該礦石屬于低硫石英脈型金礦石，應(yīng)重點(diǎn)考察石英中金的嵌布情況。

1.2 金礦物種類及嵌布特征

礦石中金礦物種類比較單一，均屬金銀系列礦物，大多為自然金，占金礦物總量的90.58 %，金銀礦占9.42 %。礦石中金礦物嵌布狀態(tài)有單體金、連生金、裂隙金和包裹金，分析結(jié)果見表3。由表3可知，單體金占比較高，為62.9 %。

礦石中金礦物粒度分布廣，最大顆粒達(dá)到300 μm，最小僅為0.3 μm。各粒級金礦物分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

上述工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明：礦石中金礦物有自然金和銀金礦，以自然金為主。主要載金礦物為黃鐵礦、石英等，金礦物與黃鐵礦的關(guān)系更為密切。金礦物粒度+20 μm占46.84 %，其中73～300 μm約占64.4 %。金礦物嵌布狀態(tài)為單體金、連生金、裂隙金及包裹金，裸露金（單體金、連生金、裂隙金）占92.2 %，其中單體金占62.9 %，其他29.3 %為連生金和裂隙金。連生金以與黃鐵礦連生為主，連生情況為貧連生;裂隙金粒度集中在10～73 μm，與黃鐵礦的關(guān)系更為密切;包裹金粒度主要集中在10～30 μm，主要包裹在黃鐵礦中，少部分包裹在石英中。粗顆粒金含量較高，按早收快收的原則，應(yīng)加強(qiáng)重選作業(yè)對顆粒金的回收，降低后續(xù)作業(yè)壓力，從而保證金綜合回收指標(biāo)[1]。

2 選礦試驗(yàn)結(jié)果與討論

根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，開展重選—浮選聯(lián)合工藝試驗(yàn)研究[2-3]，確定重選工藝及重選—浮選聯(lián)合工藝回收指標(biāo)，為資源開發(fā)和利用提供技術(shù)依據(jù)。

2.1 重選—浮選聯(lián)合工藝探索試驗(yàn)

重選—浮選聯(lián)合工藝探索試驗(yàn)流程和藥劑制度見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表5、表6。

由表5、表6可知：采用重選—浮選聯(lián)合工藝，尼爾森重選金回收率接近70 %;重尾采用常規(guī)浮選工藝，經(jīng)過一次粗選、三次掃選、兩次精選，獲得的金精礦金品位74.45 g/t，尾礦金品位降至0.37 g/t，金精礦金品位和金回收率均較為理想，回收效果較好。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了其他條件驗(yàn)證試驗(yàn)[4-5]。

2.2 重選—浮選聯(lián)合工藝優(yōu)化試驗(yàn)

考慮重選—浮選聯(lián)合工藝探索試驗(yàn)中尼爾森重選精礦產(chǎn)率偏小，浮選作業(yè)捕收劑用量過大，產(chǎn)率偏高，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，試驗(yàn)流程和藥劑制度見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表7、表8。

由表7、表8可知：通過工藝優(yōu)化，尼爾森重選精礦產(chǎn)率達(dá)到生產(chǎn)要求目標(biāo)，且對重選回收指標(biāo)影響不大;經(jīng)過浮選藥劑調(diào)整，各作業(yè)產(chǎn)率適中，回收指標(biāo)較為理想，效果較好。

2.3 一段磨礦重選—再磨浮選工藝探索試驗(yàn)

一段磨礦重選—再磨浮選工藝試驗(yàn)流程和藥劑制度見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

由表9可知，重尾進(jìn)行再磨浮選，浮選尾礦跑高。因此，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了浮選尾礦尼爾森重選探索試驗(yàn)，結(jié)果見表10。

由表10可知，浮選尾礦進(jìn)行尼爾森重選，仍能回收部分顆粒金，因此有必要進(jìn)行兩段重選，保證顆粒金的有效回收。

2.4 兩段磨礦兩段重選—浮選工藝探索試驗(yàn)

在圖3基礎(chǔ)上，再磨后增加二段尼爾森重選作業(yè)[6]，試驗(yàn)結(jié)果見表11。

由表11可知：采用兩段磨礦重選，重選綜合回收率可達(dá)75.39 %;重尾浮選回收指標(biāo)也較好，金精礦質(zhì)量較高，尾礦金品位較低。為進(jìn)一步考察浮選尾礦重選回收情況，對浮選尾礦進(jìn)行了尼爾森重選探索試驗(yàn)，結(jié)果見表12。

由表12可知，浮選尾礦再進(jìn)行尼爾森重選，意義不大，說明兩段重選回收較為徹底，回收效果較好[7]。

3 工業(yè)試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐

3.1 兩段磨礦兩段重選—浮選工藝工業(yè)試驗(yàn)

在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了兩段磨礦兩段重選—浮選工藝工業(yè)試驗(yàn)[8]，試驗(yàn)規(guī)模為450 t/d，時(shí)間為3個(gè)月。經(jīng)過優(yōu)化，捕收劑采用丁基黃藥+丁銨黑藥，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表13。

由表13可知：采用兩段磨礦兩段重選—浮選工藝，一段磨礦細(xì)度-0.074 mm 占50 %，尼爾森重選獲得的重選精礦1金品位5 862.50 g/t，金回收率56.13 %;二段磨礦細(xì)度-0.074 mm占 75 %，尼爾森重選獲得的重選精礦2金品位3 218.60 g/t，金回收率19.46 %，兩段重選綜合回收率達(dá)到75.59 %;重尾經(jīng)過一次粗選、兩次掃選、兩次精選，獲得的金精礦金品位74.35 g/t，尾礦金品位降至0.64 g/t，重選+浮選綜合回收率為90.82 %，精礦質(zhì)量和回收指標(biāo)相對較好[9]。

3.2 生產(chǎn)實(shí)踐

依據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)際，抱倫金礦選礦工藝改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模450 t/d，選礦回收率90 %，產(chǎn)品為重選金精礦、浮選金精礦和純度95 %的合質(zhì)金，基建期1 a，服務(wù)年限15 a。改造項(xiàng)目于2019年3月9日開始施工，包括浮選廠房、主廠房土建及設(shè)備基礎(chǔ)澆筑、鋼結(jié)構(gòu)廠房建設(shè)，球磨機(jī)、分級機(jī)破拆及原設(shè)備基礎(chǔ)拆除，新建水池澆筑和工藝管路架設(shè)等，9月30日全面竣工。改造后工藝流程見圖5。

改造后工藝流程：

1）破碎工段采用原兩段一閉路破碎工藝：破碎產(chǎn)品粒度為0～14 mm。

2）磨礦工段采用兩段兩閉路磨礦工藝，兩段尼爾森重選設(shè)置在磨礦回路中。2 700 mm×4 000 mm磨機(jī)排礦經(jīng)一段尼爾森重選，重選粗精礦進(jìn)行搖床精選，尾礦排入螺旋分級機(jī)，一段磨礦細(xì)度-0.074 mm占55 %。二段2 100 mm×3 600 mm磨機(jī)排礦經(jīng)二段尼爾森重選，重選粗精礦與一段重選粗精礦合并后進(jìn)行搖床精選，二段尼爾森重選尾礦進(jìn)入旋流器分級，二段磨礦細(xì)度-0.074 mm占75 %。搖床產(chǎn)生的重選精礦為粗金，搖床尾礦沉淀后裝袋作為產(chǎn)品外售。

3）浮選采用一次粗選、兩次掃選、兩次精選工藝流程：粗選采用1臺3 200 mm×8 000 mm浮選柱;精選一采用1臺2 000 mm×7 000 mm浮選柱，精選二采用1臺1 600 mm×7 000 mm浮選柱;掃選一采用3臺BF-16浮選機(jī)，掃選二采用2臺BF-16浮選機(jī)。

4）精礦脫水采用單層濃密+壓濾脫水工藝：1臺15 m中心傳動濃密機(jī)和1臺XMZG-120/1250廂式隔膜壓濾機(jī)，精礦含水率12 %左右。

5）尾礦脫水工段采用壓濾脫水工藝：濾餅含水率≤25 %，目前全部外售制磚。

生產(chǎn)運(yùn)行至今，系統(tǒng)運(yùn)行正常。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年9月至2020年9月，抱倫金礦選礦廠處理礦石量合計(jì)為 16.93萬t，原礦金品位為6.60 g/t，浮選入選金品位為2.67 g/t，金精礦金品位為92.68 g/t，尾礦金品位為0.57 g/t，浮選作業(yè)回收率為79.11 %，重選回收率為59.47 %，選礦綜合回收率為91.53 %。該項(xiàng)目的成功實(shí)施，徹底解決了抱倫金礦的生存問題，節(jié)省了尾礦庫一次性投資5 500萬元，尾礦庫運(yùn)行成本年減少500余萬元，尾礦外售年增效益70萬元。

4 結(jié) 論

1）抱倫金礦以礦石工藝礦物學(xué)研究為先導(dǎo)，根據(jù)金礦物種類、主要礦物嵌布狀態(tài)等，分析研究選礦方法和工藝對該礦石性質(zhì)適應(yīng)的合理性，采用重選、浮選聯(lián)合工藝成功替代了重選—氰化工藝，為實(shí)現(xiàn)無尾礦山奠定了基礎(chǔ)。

2）針對該礦石性質(zhì)特點(diǎn)，應(yīng)用尼爾森重選—柱機(jī)聯(lián)合浮選工藝，經(jīng)過1年生產(chǎn)實(shí)踐，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，選礦綜合回收率為91.53 %，指標(biāo)優(yōu)良。

3）聯(lián)合工藝產(chǎn)生的尾礦為第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物，可進(jìn)行井下充填，解決井下原民采老空區(qū)和后期采空區(qū)的治理問題，同時(shí)可降低采礦損失率和礦石貧化率。

4）浮選尾礦可作為建材原料外售，解決海南當(dāng)?shù)刂拼u原材料緊缺問題，可真正實(shí)現(xiàn)無尾礦山和綠色礦山，社會意義重大。該技術(shù)對礦石性質(zhì)類似的礦山具有一定的推廣價(jià)值。

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Research and application of Nelsen gravity separation-flotation process in Baolun Gold Mine

Wang Xiaosheng1，Chen Guimin2，Zhang Jian1，Han Qi1，Nie Fei1，Su Wenliang1，Chen Shujun1

（1.Baoting County Bureau of Natural Resources and Planning; 2.Hainan Shandong Gold Mining Co.，Ltd.）

Abstract：Since the storage capacity of the tailing pond in Baolun Gold Mine is insufficient，the cyanidation process adopted is under pressure because of environmental protection challenges.According to the ore property，a joint gravity separation-flotation process is studied.During the study，joint processes are explored such as one-stage grinding gravity separation-regrinding flotation and two-stage grinding two-stage gravity-flotation，and are applied in production.The results show that the two-stage grinding two-stage gravity-flotation joint process，that is Nelson gravity separation-joint column machine flotation，replaces gravity separation-cyanidation process and achieves good gold recovery index.During the production，gold recovery rate reaches 91.53 %，the tailings meet the GradeⅠgeneral industrial solid waste standards and the national environmental protection requirement，saving 55 million yuan investment in the tailings pond at a single time，reducing annual operation cost of tailings pond by 5 million yuan，increasing tailings sale profits by 0.7 million yuan annually.The social and economic benefits are prominent.

Keywords：Nelson;gravity separation;flotation;column machine combination;cyanidation

收稿日期：2020-12-17; 修回日期：2021-04-08

作者簡介：王小生（1987—），男，海南臨高人，工程師，從事礦產(chǎn)管理工作;海南省保亭縣保城鎮(zhèn)，保亭縣自然資源和規(guī)劃局，572300;E-mail：349456576@qq.com