河北承德某金礦選礦試驗研究

曹月明 郝悠酉 張凱熙 葛陽陽

(1.河北省地質(zhì)實驗測試中心，河北 保定071052；2.河北省礦產(chǎn)資源與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測重點實驗室,河北 保定071052；3.中國鐵道科學研究院集團有限公司，北京100081)

河北省金礦保有資源儲量261.34 t，居全國第17位，主要分布在承德、唐山、張家口等地，主要礦石類型有石英脈型和蝕變巖型。石英脈型金礦主要由石英組成，金屬礦物主要為硫化礦，其中黃鐵礦是最主要的硫化礦物，金主要以裸露、半裸露金為主，與黃鐵礦的共生關(guān)系極為密切。石英脈型金礦選別方法一般采用浮選法、重選法、化學浸出法。對于含粗粒金的礦石多采用重選法、混汞法回收或重選—浮選、重選—浸出聯(lián)合工藝流程[1-6]；對于細粒金的提取多采用化學浸出法，化學浸出法工藝成熟、提取率高、對礦石適應(yīng)性強[7-9]；對于硫化物含金石英脈型礦石，多采用浮選法回收，金回收率高[10-12]。

河北承德某金礦礦石金品位10 g/t左右，礦石類型為含黃鐵礦石英脈型金礦石。通過對該金礦石的工藝礦物學和選礦試驗研究，確定了適宜的選礦工藝流程，為該金礦的地質(zhì)評價提供技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 多元素分析

該礦石為含黃鐵礦石英脈型金礦石，多元素分析結(jié)果見表1。

由表1可知，礦石中有價元素主要為金，金品位為10.40 g/t，伴生少量銀、硫，其中Ag品位為2.80 g/t，S品位為2.32 g/t，脈石組分主要為SiO2，其含量為68.51%，有害元素砷、鉛、碳含量較低。

表1 礦石多元素分析結(jié)果

1.2 礦石礦物組成

礦石中金屬礦物較少，主要為黃鐵礦，微量黃銅礦、白鐵礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦，偶見自然金；非金屬礦物主要為石英，另有少量碳酸鹽礦物、白云母等。

1.3 金的賦存狀態(tài)

礦石中主要載金礦物為黃鐵礦，黃鐵礦多呈半自形-他形晶粒狀，少見呈自形晶粒狀，單顆粒大小多在0.01～1.2 mm，少見小于0.01 mm或大于1.2 mm的顆粒，其集合體最大可達10 mm，黃鐵礦多呈不規(guī)則狀集合體聚集在巖石局部，或呈脈狀集合體沿礦石裂隙分布，少見呈單顆粒浸染分布于脈石礦物間。次要載金礦物為黃銅礦和石英，黃銅礦呈他形晶粒狀，石英多呈他形粒狀，部分呈半自形-他形柱狀，粒度多在0.01～4 mm。礦石中自然金的主要賦存狀態(tài)是粒間金，含量約為69.25%，主要分布于黃鐵礦間，少量分布于石英與黃鐵礦、黃銅礦粒間，石英粒間；包裹金次之，含量約為28.71%，主要包裹于黃鐵礦和黃銅礦間；裂隙金相對最少，含量約為2.04%。礦石中金的嵌布形態(tài)主要呈他形晶粒狀、棒狀、細脈狀或不規(guī)則狀，如表2所示，粒度大小多在0.005～0.05 mm，少見粒度較大的自然金。

表2 自然金粒度分布

2 選礦試驗研究

2.1 探索試驗

根據(jù)該礦石工藝礦物學特點，結(jié)合礦石化學分析結(jié)果可知，礦石中的主要金屬礦物為黃鐵礦，且是主要的載金礦物，其它有價元素含量低，沒有利用價值，本次試驗以金礦物為主要的回收成分?？紤]該礦石中顆粒金的存在，且原礦磨礦后會有單體金解離，因此探索采用單一浮選和尼爾森重選+重選尾礦浮選聯(lián)合流程對比試驗，考查礦石中金的回收效果情況。

2.1.1 單一浮選

試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果見表3。

圖1 單一浮選試驗流程Fig.1 Flowsheet of single flotation processe test

表3 單一浮選流程試驗結(jié)果

由表3可知，采用單一浮選試驗流程可獲得金品位為186.65 g/t、回收率為88.20%的金精礦，尾礦金品位為0.36 g/t、回收率為3.12%。

2.1.2 尼爾森重選+浮選聯(lián)合流程

將配好的礦樣，進行尼爾森重選+浮選聯(lián)合流程試驗，尼爾森重選條件為：磨礦細度-0.074 mm含量占59.44%，給礦速度為1 kg/min，礦漿濃度為50%，流態(tài)化水水量為3.2 L/min，擴大重力倍數(shù)為60倍。試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表4。

圖2 尼爾森重選+浮選流程試驗Fig.2 Flowsheet of Nelson gravity separation combined with flotation processes test

由表4可知，采用尼爾森重選+浮選聯(lián)合流程，重選總精礦金品位為273.65 g/t、回收率僅為8.12%，浮選精礦金品位為176.00 g/t、回收率為81.68%，尾礦金品位為0.38 g/t、回收率為3.45%。

表4 尼爾森重選+浮選流程試驗結(jié)果

通過對比單一浮選和尼爾森重選+浮選聯(lián)合流程獲得的工藝指標發(fā)現(xiàn)，兩者金精礦品位、回收率相近，說明增加尼爾森重選流程對礦石中金回收效果影響不大，考慮到投資及生產(chǎn)成本，可選擇原礦直接浮選。

2.2 浮選條件試驗

2.2.1 磨礦細度對浮選的影響

磨礦細度試驗主要考查在不同磨礦細度的條件下對精礦品位、尾礦品位及回收率的影響。對原礦進行磨礦細度試驗，粗選碳酸鈉用量為1 000 g/t、丁基黃藥用量80 g/t、松醇油用量26 g/t、掃選藥劑用量減半，試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果見圖4。

圖3 條件試驗流程Fig.3 Flowsheet of condition experiments

圖4 磨礦細度試驗結(jié)果Fig.4 Results of grinding fineness test

由圖4可以看出，當磨礦細度-0.074 mm含量超過67.65%時，精礦Au回收率下降明顯。這是因為當磨礦細度過細時，礦漿中產(chǎn)生大量礦泥，嚴重影響了礦化泡沫的形成，部分有用礦物損失在尾礦中從而導致回收率降低。當磨礦細度-0.074 mm含量59.44%時，粗精礦金品位為164.05 g/t、回收率為91.83%，粗精礦的金品位和回收率指標較好，因此確定磨礦細度為-0.074 mm含量為59.44%。

2.2.2 pH值調(diào)整劑種類對浮選的影響

黃鐵礦為礦石中主要載金礦物，礦漿pH值是影響黃鐵礦可浮性的重要因素，浮選時一般選擇石灰和碳酸鈉作為pH值調(diào)整劑，因此分別對石灰和碳酸鈉進行試驗。試驗條件為：磨礦細度-0.074 mm含量為59.44%，粗選丁基黃藥用量80 g/t、松醇油用量26 g/t、掃選藥劑用量減半，試驗流程如圖3所示，結(jié)果見表5。

由表5可知，在用量相同的情況下，采用碳酸鈉作pH值調(diào)整劑可獲得金品位為164.05 g/t、回收率為91.83%的粗精礦，采用石灰作pH值調(diào)整劑雖然粗精礦品位較高，但嚴重影響金的回收率。浮選硫化物時適宜的pH值為9～10[3]，試驗過程中發(fā)現(xiàn)以碳酸鈉為pH值調(diào)整劑時礦漿的pH值為9.4，且試驗過程中產(chǎn)生的礦化泡沫也較好，因此確定pH值調(diào)整劑為碳酸鈉。

表5 pH值調(diào)整劑種類對比試驗結(jié)果

2.2.3 碳酸鈉用量對浮選的影響

對碳酸鈉用量進行試驗，試驗條件為：磨礦細度-0.074 mm含量為59.44%，粗選丁基黃藥用量80 g/t、松醇油用量26 g/t、掃選藥劑用量減半，試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果見圖5。

圖5 碳酸鈉用量試驗結(jié)果Fig.5 Results of Na2CO3 dosage

由圖5可知，隨著碳酸鈉用量的增加，粗精礦金的品位和回收率逐漸提高，當碳酸鈉用量大于1 000 g/t時，粗精礦金品位和回收率均有不同程度的降低。綜合考慮，確定碳酸鈉用量1 000 g/t，此時可獲得粗精礦金品位為164.05 g/t、回收率為91.96%的選別指標。

2.2.4 捕收劑種類對浮選的影響

浮選黃鐵礦的常用捕收劑為黃藥和黑藥，丁基銨黑藥捕收力稍比黃藥弱，但對硫的選擇性好，選貴金屬礦金和銀時，常用它與丁基黃藥組合捕收礦漿中的細粒單體金、銀[12]。在磨礦細度-0.074 mm含量為59.44%，粗選碳酸鈉用量1 000 g/t、松醇油用量26 g/t條件下開展捕收劑種類對比試驗，試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果見表6。

表6 捕收劑種類對比試驗結(jié)果

由表6可知，采用混合捕收劑時，隨著丁基銨黑藥用量增加，獲得的粗精礦金品位逐漸增大，但金回收率逐漸降低。單獨采用丁基黃藥可獲得粗精礦金品位164.05 g/t、回收率為91.83%的選別指標，為保證金回收率指標，確定采用丁基黃藥為捕收劑。

2.2.5 丁基黃藥用量對浮選的影響

在磨礦細度-0.074 mm含量為59.44%，粗選碳酸鈉用量1 000 g/t、松醇油用量26 g/t條件下開展丁基黃藥用量試驗，試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果見表7。

表7 丁基黃藥用量試驗結(jié)果

由表7可知，隨著丁基黃藥用量的增加，粗精礦金品位逐漸增大，回收率呈上升趨勢，當丁基黃藥用量大于40 g/t后，回收率變化較小，綜合考慮確定丁基黃藥用量為40 g/t，此時可獲得粗精礦金品位157.00 g/t、回收率91.16%的選別指標。

2.3 浮選閉路流程試驗

在條件試驗基礎(chǔ)上進行了浮選閉路試驗?？紤]到該礦石磨礦時易泥化，為了保證金精礦質(zhì)量，閉路試驗添加了水玻璃作為礦漿分散劑。試驗流程及條件見圖6，試驗結(jié)果見表8。

圖6 閉路試驗流程Fig.6 Flowsheet of closed circuit experiment

表8 浮選閉路試驗結(jié)果

由表8可知，閉路流程試驗采用“一次粗選、一次精選、兩次掃選”的工藝，丁基黃藥作捕收劑、水玻璃作礦漿分散劑、松油醇作捕收劑，可獲得金品位179.21 g/t、金回收率96.47%的金精礦，尾礦金品位0.39 g/t，試驗指標較好。

3 結(jié)論

1)河北承德某金礦石為含金黃鐵石英脈型，金品位為10.4 g/t。礦石中金屬礦物較少，主要為黃鐵礦，微量黃銅礦、白鐵礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦，偶見自然金；非金屬礦物主要為石英，另有少量碳酸鹽礦物、白云母等。

2)黃鐵礦是主要的載金礦物，自然金嵌布狀態(tài)以粒間金為主，包裹金次之，裂隙金相對最少。礦石中金的嵌布形態(tài)主要呈他形晶粒狀、棒狀、細脈狀或不規(guī)則狀，粒度大小多在0.005～0.05 mm，少見粒度較大的自然金。

3)選礦試驗結(jié)果表明：該礦石適宜采用單一浮選工藝流程。原礦經(jīng)一段磨礦，磨礦細度-0.074 mm占59.44%，經(jīng)一次粗選、一次精選、兩次掃選，可獲得精礦金品位179.21 g/t、回收率96.47%，尾礦金品位0.39 g/t。