某含金銅多金屬礦石磨礦工藝優(yōu)化試驗(yàn)研究

段勝紅 姜亞雄 李從飛

摘要：選礦廠(chǎng)設(shè)計(jì)中采用的磨礦分級(jí)數(shù)據(jù)，一般由實(shí)驗(yàn)室模擬生產(chǎn)獲取，但由于設(shè)備差異較大，在平均粒級(jí)分布率相同的情況下，礦物粒度分布與實(shí)際生產(chǎn)契合度差，因此可依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行不斷優(yōu)化。對(duì)某含金銅多金屬礦石進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室磨礦和生產(chǎn)磨礦方式對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明：采用生產(chǎn)磨礦方式，獲得的含金銅精礦銅品位為16.82 %、銅回收率為84.10 %，銅回收率提高了1.30百分點(diǎn);金品位提高到64.00 g/t、金回收率為67.25 %，金回收率提高了6.80百分點(diǎn)。含金磁鐵精礦和含金硫精礦不再磨，直接進(jìn)行氰化浸出，獲得的金浸出率分別為75.89 %和60.67 %，可取消根據(jù)實(shí)驗(yàn)室磨礦數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的含金磁鐵精礦和含金硫精礦再磨工藝。研究結(jié)果為類(lèi)似選礦廠(chǎng)優(yōu)化流程結(jié)構(gòu)及參數(shù)，提高流程穩(wěn)定性，降低能耗，實(shí)施技術(shù)改造提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：磨礦;分級(jí);磨礦方式;多金屬礦;金;粒度分布

中圖分類(lèi)號(hào)：TD952????????? 文章編號(hào)：1001-1277（2022）05-0083-04

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20220516

長(zhǎng)期以來(lái)，選礦廠(chǎng)設(shè)計(jì)中磨礦細(xì)度和粒度分布是以實(shí)驗(yàn)室間歇式磨礦提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)或相似選礦廠(chǎng)的工藝參數(shù)為依據(jù)，但工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中礦物粒度分布與實(shí)驗(yàn)室間歇式磨礦數(shù)據(jù)契合度差[1-3]。在實(shí)際生產(chǎn)中，因磨礦分級(jí)具有選擇性，所以密度高、性脆的礦物首先被磨細(xì)。有文獻(xiàn)[2，4]研究了非均質(zhì)礦在生產(chǎn)規(guī)模下磨礦分級(jí)的重要影響因素，結(jié)果表明：硫化礦類(lèi)的高密度礦物，由于分級(jí)機(jī)的作用，在閉路磨礦回路中富集而得以?xún)?yōu)先磨礦;礦石礦物性脆，因而比脈石礦物易磨;礦石粒度影響選礦廠(chǎng)生產(chǎn)，尤其是對(duì)浮選的影響很大[5-6]?；诖耍疚囊阅澈疸~多金屬礦石為研究對(duì)象，對(duì)比了實(shí)驗(yàn)室磨礦與生產(chǎn)磨礦數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高選礦廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益提供依據(jù)，也為該類(lèi)礦石選礦廠(chǎng)設(shè)計(jì)和流程優(yōu)化提供參考[6-7]。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及礦物組成

某含金銅多金屬礦石中主要有價(jià)元素為Au、Ag、Cu、Fe和S，主要金屬元素Cu以硫化物形式存在，因此該礦石屬于含金硫化銅礦石，其采用金銅浮選—金硫浮選—磁選—氰化工藝處理。礦石礦物組成比較復(fù)雜，其中金礦物主要為自然金，少量銀金礦;銀礦物主要為輝銀礦、碲銀礦，少量自然銀、脆銀礦、深紅銀礦和銀黝銅礦;銅礦物主要為黃銅礦，其次為硫砷銅礦、黝銅礦、輝銅礦、斑銅礦;鐵礦物主要為磁鐵礦和菱鐵礦，少量褐鐵礦;硫鐵礦主要為黃鐵礦，少量磁黃鐵礦;脈石礦物主要為石英，其次為正長(zhǎng)石、云母、高嶺石、方解石，少量鐵白云石、白云石等。礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅、鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

1.2 金礦物嵌布特征

礦石中金礦物嵌布狀態(tài)較復(fù)雜，以微細(xì)粒嵌布為主，主要有6種嵌布形式：①呈微粒狀嵌布于黃鐵礦與黃銅礦之間;②呈微細(xì)粒包裹體包裹于黃銅礦、黃鐵礦等硫化礦物中;③與菱鐵礦的關(guān)系較密切，可見(jiàn)大量微細(xì)粒金嵌布于菱鐵礦中或嵌布于磁鐵礦與菱鐵礦之間;④偶見(jiàn)大量微細(xì)粒金浸染于磁鐵礦中并被磁鐵礦包裹;⑤偶見(jiàn)金嵌布于黃鐵礦與磁黃鐵礦之間;⑥包裹于石英中。金礦物大多呈片狀，少量呈棒狀、不規(guī)則狀。金礦物嵌布狀態(tài)分析結(jié)果見(jiàn)表4，粒度分布情況見(jiàn)表5。

綜上可知：第1種嵌布形式的自然金易于解離，第2種嵌布形式的自然金可隨銅、硫回收，后4種嵌布形式的金不利于回收，需要采取細(xì)磨及選擇性磨礦來(lái)強(qiáng)化金的浮選，提高金在銅浮選中的回收率，優(yōu)化其在各產(chǎn)品中的分布情況，提高金綜合回收率。

2 磨礦工藝分析

生產(chǎn)磨礦樣品是由1臺(tái)5 500 mm×6 600 mm半自磨機(jī)、1臺(tái)MQY4 300 mm×7 000 mm球磨機(jī)和400 mm水力旋流器組成的兩段一閉路磨礦循環(huán)獲得。實(shí)驗(yàn)室磨礦樣品是采用XMQ-240 mm×90 mm 錐型磨機(jī)磨礦獲得。在生產(chǎn)工況下，旋流器沉砂、溢流中主要元素品位分析結(jié)果見(jiàn)表6，旋流器沉砂各粒級(jí)中主要元素分布情況見(jiàn)表7。磨礦樣品采用金銅浮選—金硫浮選—磁選—氰化處理，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占82 %時(shí)，獲得的含金硫精礦、含金磁鐵精礦粒級(jí)分布情況見(jiàn)表8。

由表6可知：旋流器沉砂中金、硫、鐵品位遠(yuǎn)高于溢流，其在礦漿循環(huán)過(guò)程中得以富集，硫品位從4.29 %升高到8.85 %，金品位從1.39 g/t升高到12.80 g/t，磁鐵品位從6.66 %升高到9.36 %;這是由于含金、硫、鐵等密度較高硫化礦物的分離粒度比脈石礦物小，因此容易進(jìn)入沉砂中。旋流器沉砂各粒級(jí)中主要元素分布情況（見(jiàn)表7）進(jìn)一步表明：旋流器對(duì)硫鐵礦特定粒級(jí)-0.074～+0.037 mm具有較高選擇性富集作用，沉砂硫品位升高到19.74 %，金品位升高到28.40 g/t;因金在硫鐵礦中嵌布粒度比該粒級(jí)細(xì)得多，因此將已滿(mǎn)足浮選粒度要求的自然金-硫鐵礦及其他高密度連生體，通過(guò)旋流器選擇性地返回磨礦回路再磨，有利于進(jìn)一步提高自然金單體解離度，這是實(shí)驗(yàn)室磨礦不具備的。

由表8可知：當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占82 %時(shí)，生產(chǎn)磨礦樣品中含金硫精礦-0.074 mm粒級(jí)分布率比實(shí)驗(yàn)室磨礦樣品升高了10.75百分點(diǎn)，含金磁鐵精礦-0.074 mm粒級(jí)分布率也比實(shí)驗(yàn)室升高了12.67百分點(diǎn);產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是，分級(jí)機(jī)對(duì)高密度硫鐵礦物、磁鐵礦物的分離粒度比密度低、硬度高的脈石礦物低，因此產(chǎn)生了選擇性磨礦作用使其被優(yōu)先磨細(xì)。

3 選礦試驗(yàn)結(jié)果與討論

為了探索生產(chǎn)磨礦與實(shí)驗(yàn)室磨礦方式對(duì)選礦指標(biāo)的影響，進(jìn)一步開(kāi)展了試驗(yàn)研究。在磨礦細(xì)度-0.074 mm占82 %的條件下，進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。選礦生產(chǎn)工藝流程（由實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)確定）見(jiàn)圖1。C207F681-FC2A-49CC-96B8-47A6D09B3641

3.1 磨礦方式對(duì)浮選指標(biāo)的影響

在原有生產(chǎn)工藝參數(shù)條件（見(jiàn)圖1）下，分別進(jìn)行了生產(chǎn)磨礦、實(shí)驗(yàn)室磨礦樣品的銅、硫浮選試驗(yàn)，考察不同磨礦方式對(duì)浮選指標(biāo)的影響，結(jié)果見(jiàn)表9。

由表9可知：生產(chǎn)磨礦相比實(shí)驗(yàn)室磨礦，含金銅精礦銅回收率提高了1.30百分點(diǎn)，金品位提高了6.46 g/t，金回收率提高了6.80百分點(diǎn);而含金硫精礦中銅、金品位均降低，金回收率也降低了3.12百分點(diǎn)。

分析其原因是生產(chǎn)磨礦回路中水力旋流器作為分級(jí)設(shè)備，對(duì)高密度硫鐵礦物、磁鐵礦物的分離粒度小，部分已達(dá)到合格粒度的載金硫鐵礦和載金磁鐵礦進(jìn)入沉砂中，而后再進(jìn)行磨礦，大大提高了金的單體解離度，有利于金富集到含金銅精礦中。

3.2 磨礦方式對(duì)磁選指標(biāo)的影響

分別對(duì)生產(chǎn)磨礦、實(shí)驗(yàn)室磨礦樣品進(jìn)行磁選試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表10。

由表10可知：生產(chǎn)磨礦獲得的含金磁鐵精礦鐵品位升高了1.53百分點(diǎn)，達(dá)到59.74 %，鐵回收率變化不大，金品位略低，金回收率降低3.26百分點(diǎn)。分析其原因是生產(chǎn)磨礦的選擇性磨礦作用，提高了鐵、金單體解離度，從而提高了含金銅精礦中的金回收率，減少了進(jìn)入磁選環(huán)節(jié)中的金。

3.3 氰化浸出試驗(yàn)

由磨礦樣品對(duì)比分析結(jié)果可知：由于生產(chǎn)磨礦存在選擇性磨礦作用，含金硫精礦、含金磁鐵精礦磨礦細(xì)度-0.074 mm粒級(jí)占比比實(shí)驗(yàn)室磨礦提高了10百分點(diǎn)左右，其-0.043 mm粒級(jí)占比達(dá)到75 %左右，因此氰化浸出不再進(jìn)行磨礦;在實(shí)驗(yàn)室磨礦條件下，按現(xiàn)有生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行再磨再浸，即含金硫精礦、含金磁鐵精礦氰化浸出磨礦細(xì)度達(dá)到-0.043 mm占90 %左右。含金硫精礦與含金磁鐵精礦氰化浸出試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11。

由表11可知：無(wú)論采用生產(chǎn)磨礦還是實(shí)驗(yàn)室磨礦方式，含金磁鐵精礦浸出渣金品位相對(duì)穩(wěn)定，而實(shí)驗(yàn)室磨礦金浸出率升高了5.55百分點(diǎn)，分析原因是給礦金品位高;含金硫精礦氰化浸出時(shí)出現(xiàn)給礦品位升高，浸出渣金品位也升高的現(xiàn)象，金浸出率提高較少，為1.78百分點(diǎn)，分析原因可能是其中的硫離子對(duì)金的浸出有一定的抑制作用。

綜上所述，采用生產(chǎn)磨礦方式獲得的含金銅精礦銅品位為16.82 %、銅回收率為84.10 %，銅回收率提高了1.30百分點(diǎn);金品位升高到64.00 g/t，金回收率為67.25 %，金回收率提高了6.80百分點(diǎn)。含金磁鐵精礦和含金硫精礦不再磨直接進(jìn)行氰化浸出，獲得的金浸出率分別為75.89 %和60.67 %;含金硫精礦浸出渣金品位比實(shí)驗(yàn)室磨礦方式低，綜合指標(biāo)較實(shí)驗(yàn)室磨礦方式略高。因此，以實(shí)驗(yàn)室磨礦數(shù)據(jù)為依據(jù)建成的全生產(chǎn)工藝中的含金磁鐵精礦氰化浸出工藝、含金硫精礦氰化浸出工藝可以不再磨礦，簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，為進(jìn)一步技術(shù)改造提供了理論依據(jù)。

4 結(jié) 論

1）某含金銅多金屬礦石中金的嵌布粒度、嵌布狀態(tài)和載體礦物的種類(lèi)及性質(zhì)等，對(duì)金的回收指標(biāo)和金在產(chǎn)品中的分布影響較大，可以采取細(xì)磨及選擇性磨礦來(lái)強(qiáng)化金的浮選，提高金在銅浮選中的回收率，優(yōu)化其在各產(chǎn)品中的分布，提高金綜合回收率。

2）在生產(chǎn)磨礦分級(jí)過(guò)程中，含金、硫、鐵等密度較高的硫化礦物，水力旋流器分離粒度比脈石礦物小，容易進(jìn)入沉砂中，使沉砂或二段磨礦循環(huán)中金屬得到富集，其含量高于溢流?？傊?，密度高、性脆的礦物得到選擇性磨礦，目的礦物單體解離度得到提高，為選礦分離創(chuàng)造了良好條件。

3）通過(guò)對(duì)生產(chǎn)磨礦與實(shí)驗(yàn)室磨礦全流程選礦試驗(yàn)研究可知，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝中的含金硫精礦與含金磁鐵精礦再磨再浸流程中磨礦環(huán)節(jié)可以取消，這樣可大大降低磨礦生產(chǎn)成本，提高選礦廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益，簡(jiǎn)化工藝流程，提高流程連續(xù)性、穩(wěn)定性。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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[2] 龐學(xué)詩(shī).水力旋流器分離粒度的計(jì)算[J].礦冶工程，1986（1）：24-29.

[3] 楊琳琳，文書(shū)明，程坤.磨礦過(guò)程中礦物的解離行為分析及提高單體解離度的方法[J].礦冶，2006，15（2）：13-16.

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Experimental study on grinding process of a polymetallic ore containing gold and copper

Duan Shenghong，Jiang Yaxiong，Li Congfei

（Yunnan Gold Mining Group Co.，Ltd.）

Abstract：The grinding grading data used in the design of ore-dressing plants are generally obtained from lab simu-lation.However，due to equipment difference，the mineral grain size distribution goes poorly with actual production when average grain size distribution rates are the same.Therefore it can be constantly optimized according to actual production.Lab grinding and actual grinding are compared and tested for a polymetallic ore containing gold and copper.The results show that better indexes can be obtained with actual grinding：copper grade is 16.82 %，copper reco-very rate is 84.10 % for copper concentrates containing gold，copper recovery rate is increased by 1.30 percentage points，gold grade in copper concentrates is increased to 64.00 g/t，gold recovery rate is 67.25 % gold recovery rate is increased by 6.80 percentage points;gold-bearing magnetite concentrate and gold-bearing sulfur concentrate will not be further ground and directly go to cyanidation leaching，and the gold leaching rates are 75.89 % and 60.67 % respectively，which means it is possible to cancel the regrinding process designed according to lab grinding data for magnetite and sulfur concentrates.The research results can be used as reference by similar ore-dressing plants in optimizing flowsheet structure and parameters，improving flowsheet stability，lowering power consumption and implementing technical renovation.

Keywords：grinding;grading;grinding means;polymetallic ore;gold;grain size distribution

收稿日期：2021-10-08; 修回日期：2022-03-23

基金項(xiàng)目：云南省對(duì)外科技合作計(jì)劃-省院省?？萍己献黜?xiàng)目（2018IB028）

作者簡(jiǎn)介：段勝紅（1975—），男，白族，云南鶴慶人，高級(jí)工程師，從事有色金屬及貴金屬資源綜合利用技術(shù)研究和管理工作;昆明市官渡區(qū)福德路1899號(hào)，云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，650200;E-mail：duansh2020@163.comC207F681-FC2A-49CC-96B8-47A6D09B3641