新疆某金礦選—冶聯(lián)合流程試驗(yàn)研究

吳凱，馬英強(qiáng)，竇源東，畢鳳琳，米文杰，解惠敏

1煙臺(tái)黃金職業(yè)學(xué)院環(huán)境與材料工程系 山東煙臺(tái) 265400

2福州大學(xué)紫金礦業(yè)學(xué)院 福建福州 350108

3煙臺(tái)金華選煤工程有限公司 山東煙臺(tái) 265400

礦石中金的回收通常采用重選、全泥氰化法浸出、浮選—金精礦氰化浸出工藝[1-2]。礦石中金的賦存狀態(tài)、嵌布粒度和礦石的氧化程度是制約選礦方法的關(guān)鍵。在砂金中，金通常呈單體自然金形態(tài)存在，重選法是選別砂金最有效、最主要的方法。全泥氰化法浸出主要用于細(xì)粒含泥氧化礦。浮選法是含金硫化礦脈金礦山應(yīng)用最為廣泛的方法[3]。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的提高，對(duì)低品位、難選冶金礦資源的開(kāi)發(fā)利用是亟需解決的重要課題。這部分金礦中金的嵌布粒度細(xì)，伴生元素復(fù)雜，金回收率低。若要獲得較好的回收效果，常常需要聯(lián)合使用浮選、重選和氰化等方法[4-5]。

針對(duì)新疆某微細(xì)嵌布難選金礦石，筆者在礦石工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了系統(tǒng)的浮選—浮尾氰化選冶聯(lián)合流程試驗(yàn)研究，取得了較好的分選效果。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦化學(xué)組成

將原礦破碎后混合縮分，進(jìn)行原礦化學(xué)多元素分析，結(jié)果如表 1 所列。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果Tab.1 Results of chemical multi-element analysis of raw ore %

由表 1 可知，該礦樣主要有價(jià)元素為金，品位為3.31 g/t；伴生有益組分為銀，品位為 0.35 g/t，含量較低，不具有綜合回收價(jià)值；有害組分為砷，含量較低，小于 0.01%，對(duì)氰化浸出提金的不利影響較小。

1.2 原礦礦物組成

通過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡分析，原礦金礦物以自然金為主，其次為金銀礦。原礦中主要礦物有石英、斜長(zhǎng)石、白云石、云母和方解石等，主要金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦和毒砂等，還有少量黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦。

1.3 金礦物粒級(jí)

分析自然金的粒度組成，結(jié)果如表 2 所列。

表2 金礦物粒級(jí)分析結(jié)果Tab.2 Results of grain size analysis of gold mineral

由表 2 可知，自然金嵌布粒徑很細(xì)，多數(shù)在 0.003～ 0.037 mm，達(dá) 69.23%。其中金礦物粒度以微細(xì)粒為細(xì)粒金占 40.16%，微粒金占 29.07%；中粒級(jí)較少，占12.31%；粗粒金很少，占 1.54%；沒(méi)有發(fā)現(xiàn)巨粒金。但一部分自然金以極微細(xì)粒存在，占 16.92%，在實(shí)際選礦生產(chǎn)中回收難度較大。

1.4 金礦物賦存狀態(tài)

通過(guò)掃描電鏡分析金在礦物中的賦存狀態(tài)，結(jié)果如表 3 所列。

表3 金礦物賦存狀態(tài)Tab.3 Occurrence mode of gold mineral %

由表 3 可知，自然金嵌布形式主要為包裹金和裂隙金，其次為粒間金。其中，包裹金占 47.7%，數(shù)量較多，分別為硫化物包裹金和脈石礦物包裹金；裂隙金占 32.3%，在硫化物裂隙和脈石礦物裂隙中，以點(diǎn)狀、串珠狀、絲狀、棒狀等形式分布；粒間金占 12.0%，主要存在脈石礦物粒間、脈石與硫化物粒間、硫化物粒間。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

針對(duì)原礦中金的回收，浮選法、重選法和氰化法是常用手段。在探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究浮選—氰化聯(lián)合工藝的影響因素。浮選試驗(yàn)考查磨礦細(xì)度、活化劑用量、捕收劑種類及用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響，并開(kāi)展了相應(yīng)的條件試驗(yàn)；在最佳條件下，開(kāi)展閉路浮選試驗(yàn)；浸出試驗(yàn)研究浮選尾礦磨礦細(xì)度、石灰用量、氰化鈉用量對(duì)浸出指標(biāo)的影響。

2.1 浮選試驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦的目的是使礦石中的有用礦物單體解離，并為浮選作業(yè)提供適宜的分選粒度。為考察磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響，進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：石灰用量為 600 g/t，硫酸銅用量為 100 g/t，丁基黃藥用量為 120 g/t，2 號(hào)油用量為 30 g/t。試驗(yàn)流程如圖 1 所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖 2 所示。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程Fig.1 Process flow of test for grinding fineness

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Results of test for grinding fineness

由圖 2 可知，精礦中，隨著磨礦細(xì)度的增加，金回收率呈先增加后緩降的趨勢(shì)，金品位呈逐漸下降的趨勢(shì)。當(dāng)磨礦細(xì)度 -0.074 μm 占 85% 時(shí)，精礦品位為32.89 g/t，回收率為 83.78%。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為 -0.074 μm 占 85%。

2.1.2 石灰用量試驗(yàn)

在浮選過(guò)程中，pH 值直接影響礦漿離子的組成、浮選藥劑的活性以及礦物的可浮性。不同種類礦石只有在適宜的 pH 環(huán)境下，才能獲得最優(yōu)的浮選指標(biāo)。通過(guò)探索試驗(yàn)得出，與碳酸鈉相比，石灰作為pH 值調(diào)整劑浮選試驗(yàn)回收率明顯提高，因而，試驗(yàn)重點(diǎn)探索石灰的最佳藥劑用量。試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-0.074 μm 占 85%，石灰用量為變量，硫酸銅用量為100 g/t，丁基黃藥用量為 120 g/t，2 號(hào)油用量為 30 g/t。試驗(yàn)流程圖 1 所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖 3 所示。

圖3 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Results of test for CaO dosage

由圖 3 可知，隨著石灰用量的增加，精礦品位、回收率變化明顯，呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)石灰用量為 1 000 g/t 時(shí)，精礦品位為 36.75 g/t，回收率最大為 76.97%。綜合考慮，確定石灰用量為 1 000 g/t。

2.1.3 硫酸銅用量試驗(yàn)

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，硫酸銅對(duì)低硫含金礦中金的回收有促進(jìn)作用。為考察硫酸銅對(duì)浮選指標(biāo)的影響，進(jìn)行了硫酸銅用量試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度 -0.074 μm占 85%，石灰用量為 1 000 g/t，硫酸銅用量為變量，丁基黃藥用量為 120 g/t，2 號(hào)油用量為 30 g/t。試驗(yàn)流程如圖 1 所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖 4 所示。

由圖 4 可知，隨著硫酸銅用量的增加，精礦品位呈先增后降趨勢(shì)，回收率呈先增加后趨緩隨后下降的趨勢(shì)。其原因可能是高濃度的硫酸銅導(dǎo)致泡沫產(chǎn)品中礦泥含量增加，從而影響金的回收率。當(dāng)硫酸銅用量為 50 g/t 時(shí)，精礦品位為 36.20 g/t，回收率最大為82.02%。綜合考慮，確定硫酸銅用量為 50 g/t。

2.1.4 捕收劑種類及用量試驗(yàn)

捕收劑是制約浮選指標(biāo)的關(guān)鍵因素，有的捕收劑選擇性差，有的捕收能力強(qiáng)。根據(jù)已有的生產(chǎn)實(shí)踐，考查幾種常見(jiàn)的硫化礦捕收劑對(duì)浮選指標(biāo)的影響。本次試驗(yàn)選用丁基黃藥+丁銨黑藥、異戊基黃藥、戊基黃藥、乙硫氮進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度 -0.074 μm 占 85%，石灰用量為 1 000 g/t，硫酸銅用量為 50 g/t，捕收劑用量為 120 g/t，捕收劑種類為變量，2 號(hào)油用量為 30 g/t。試驗(yàn)流程如圖 1 所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖 5 所示。

圖5 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Results of test for collector type

由圖 5 可知，當(dāng)捕收劑用量相同時(shí)，不同類型的捕收劑對(duì)精礦品位和回收率的變化影響不明顯。綜合考慮，確定捕收劑為戊基黃藥。

在確定捕收劑為戊基黃藥后，開(kāi)展捕收劑用量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖 6 所示。

圖6 戊基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Results of test for isoamyl xanthate dosage

由圖 6 可知，隨著戊基黃藥用量的增加，精礦品位呈先增加后降低的趨勢(shì)，回收率呈逐漸增加的趨勢(shì)。當(dāng)戊基黃藥用量為 120 g/t 時(shí)，精礦品位最高，達(dá) 36.20 g/t，此時(shí)精礦回收率為 84.52%。綜合考慮，戊基黃藥適宜用量為 120 g/t。

2.2 閉路試驗(yàn)

在開(kāi)路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)條件和流程如圖 7 所示，試驗(yàn)結(jié)果如表 4 所列。

圖7 閉路試驗(yàn)流程Fig.7 Process flow of closed-circuit test

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Results of closed-circuit test

由圖 7 和表 4 可知，在磨礦細(xì)度 -0.074 μm 占85% 條件下，采用最佳藥劑制度，通過(guò)一粗一精二掃、中礦循序返回閉路浮選試驗(yàn)流程，獲得金精礦中金的回收率為 85.54%，品位為 45.72 g/t；尾礦中金品位為 0.49 g/t，回收率為 14.46%。

工藝礦物學(xué)研究表明，尾礦中金被石英等脈石包裹，嵌布粒度極微細(xì)，通過(guò)浮選工藝較難回收。鑒于此，開(kāi)展了浮選尾礦氰化浸出試驗(yàn)。

2.3 氰化浸出試驗(yàn)

浮選尾礦中金的品位為 0.49 g/t，偏高。尾礦中損失的金，通過(guò)氰化浸出回收。通過(guò)尾礦再磨試驗(yàn)、石灰用量、氰化鈉用量等條件試驗(yàn)，確定浸出條件：尾礦再磨細(xì)度 -43 μm 占 90%，石灰用量為 4 000 g/t，氰化鈉用量為 1 500 g/t，浸出礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%，浸出時(shí)間為 24 h。試驗(yàn)結(jié)果如表 5 所列。

表5 浮選尾礦氰化浸出試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Results of test for leaching of flotation tailing via cyanidation

由表 5 可知，與浮選尾礦不磨礦直接氰化浸出相比較，再磨后浸出，各項(xiàng)指標(biāo)較好。再磨后，金的作業(yè)回收率在 70% 以上，對(duì)原礦金回收率提高 10% 以上。浮選—氰化全流程金的總回收率達(dá) 96.51%。

3 結(jié)論

(1) 某金礦石金的品位為 3.31 g/t，金礦物以自然金為主，自然金嵌布粒徑很細(xì)，多數(shù)在 0.003～ 0.037 mm，達(dá) 69.23%。自然金嵌布形式主要以包裹金和裂隙金，包裹金占 47.7%，裂隙金占 32.3%。

(2) 在磨礦細(xì)度 -74 μm 占 85% 的條件下，采用最佳藥劑制度，通過(guò)一粗一精二掃、中礦循序返回閉路浮選試驗(yàn)流程，獲得精礦中金的回收率為85.54%，金品位為 45.72 g/t。品位為 0.49 g/t 的浮選尾礦，在再磨細(xì)度為 -43 μm 占 90% 的條件下，開(kāi)展氰化浸出提金，浸渣中金品位 0.14 g/t，浸出率為71.43%。從而使金的總回收率提高到 96.51%。