廣西含碳型卡林金礦組合藥劑高效浮選回收金試驗(yàn)研究

黃慶柒，廖幸錦，韋連軍

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試研究中心，廣西 南寧 530002）

2007年至2020年我國(guó)在金礦生產(chǎn)工業(yè)位列全球第一［1］，但是受國(guó)內(nèi)金礦資源狀況和礦山環(huán)境保護(hù)壓力增大的影響，近五年來(lái)我國(guó)黃金產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。據(jù)USGS（美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局）2019年發(fā)表的數(shù)據(jù)顯示［2］，我國(guó)目前的黃金儲(chǔ)量占全球總量的4%為2 000 t、位列全球第八。同時(shí)，中國(guó)的黃金市場(chǎng)的供需缺口自2000年開(kāi)始逐年增大，現(xiàn)有數(shù)據(jù)顯示，2019年為最大值622.55 t，受疫情影響，2020年后有所減少［3］。而廣西迄今為止已探明金礦床60余處，根據(jù)勘查資料初步統(tǒng)計(jì)，卡林型、石英脈型、斷裂蝕變帶型三類礦床較多，分別占廣西黃金總儲(chǔ)量的51.7%、10.33%、21.32%［4］。因此，廣西區(qū)內(nèi)卡林型礦的高效浮選回收技術(shù)研究亟需開(kāi)展。

針對(duì)卡林型金礦，近年來(lái)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究工作者有較多的報(bào)道。宋龑［5］采用丁黃藥和丁銨黑藥作為捕收劑，在堿性條件下對(duì)貴州太平洞卡林型金礦進(jìn)行了浮選研究和焙燒浸出試驗(yàn)，綜合流程獲得了金綜合回收率84.86%的指標(biāo)。孫忠梅等［6］采用了階段磨礦階段選別的工藝流程對(duì)貴州某卡林型金礦進(jìn)行了研究，活化劑為硫酸鈉和硫酸銅、捕收劑為丁黃藥和丁銨黑藥，在最佳試驗(yàn)條件下獲得Au品位51.10 g／t、回收率88.31%的金精礦。劉鳳霞等［7］采用新型捕收劑C08對(duì)廣西六梅金礦進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果及工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)表明，該藥劑在堿性條件下金回收率由采用黃藥加黑藥作為捕收劑時(shí)的84.96%提高到90.59%。

目前國(guó)內(nèi)關(guān)于卡林型金礦利用的相關(guān)研究報(bào)道主要是工藝技術(shù)類型，本試驗(yàn)以廣西某卡林型金礦作為對(duì)象，采用組合藥劑對(duì)廣西某含碳卡林型金礦進(jìn)行浮選試驗(yàn)，對(duì)比不同捕收劑組合方案在回收金時(shí)的異同點(diǎn)。

1 礦樣及試驗(yàn)方法

1.1 礦樣

試驗(yàn)用礦樣來(lái)自廣西百色市某卡林型金礦，原樣由頂、底板圍巖、夾石樣、巖芯樣構(gòu)成，樣品中的主要礦物是石英，次要礦物是絹云母，少量礦物是白云石、高嶺石，極少量黃鐵礦、方解石。各類樣品破碎至-2 mm混勻取樣進(jìn)行多元素分析后，根據(jù)礦床的Au平均品位配置具有代表性的綜合樣品用于試驗(yàn)研究。多元素化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1，金礦物相分析見(jiàn)表2，礦樣篩分分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表1 試樣主要化學(xué)成分分析 %

表2 金礦物物相分析結(jié)果 g／t

表3 試樣礦樣篩分分析

由表1可知，試樣中Pb、Zn、Cu含量較低，Au、S及As元素含量相對(duì)較高。除了上述的元素以外，該礦樣中的C含量為3.34%。

由表2可知，礦石中Au主要載體為硫化礦物；除此以外，金屬礦物包裹金占74.45%（含裸露與半裸露金），非金屬礦物包裹金占25.55%。

由粒度分析結(jié)果可知：該礦樣中主要金屬元素金礦物的嵌布粒度比較均勻，各粒級(jí)中金屬礦物品位雖然有波動(dòng)。總體上金屬礦物在（0.3～0.15 mm）和（0.074～0.045 mm）粒級(jí)中含量稍低；＋0.5 mm粒級(jí)中含量較高達(dá)到38.95%，-0.045 mm粒級(jí)達(dá)到20.48%。

1.2 試驗(yàn)方法

小型試驗(yàn)用XMQ型球磨機(jī)磨礦，磨礦給礦粒度為-2 mm，單次磨礦樣量500 g。粗、掃選在XFD型1.5 L單槽浮選機(jī)中進(jìn)行，精選采用了1 L和0.5 L兩種規(guī)格的單槽浮選機(jī)。試驗(yàn)用試劑丁基黃藥、丁銨黑藥、Z200、2＃油、屬于工業(yè)產(chǎn)品，碳酸鈉、硫酸銅、硅酸鈉、硫酸等試劑屬于分析純產(chǎn)品，采用一次一因素法進(jìn)行浮選試驗(yàn)研究。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 浮選試驗(yàn)

2.1.1 細(xì)度條件試驗(yàn)

為了探索適合該礦樣單體解離的磨礦細(xì)度，進(jìn)行了磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)。由于該礦中含有較多粘土礦物，為了保證礦樣在磨礦過(guò)程中的良好流動(dòng)性［8-11］，磨礦濃度為55%。粗、掃選捕收劑采用丁基黃藥，用量分別為120 g／t和60 g／t。活化劑硫酸銅用量200 g／t，分散劑硅酸鈉用量1 000 g／t，2＃油粗選用量為60 g／t、掃選30 g／t，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響

細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的提高，在細(xì)度-0.074 mm含量為85%時(shí)達(dá)到最高。而細(xì)度超過(guò)85%之后，含碳脈石比表面積急劇增大消耗了部分藥劑，這可能是造成回收率下降的原因。當(dāng)-0.074 mm含量超過(guò)70%粗精礦品位有下降的趨勢(shì)，這可能是礦石中云母泥化后在浮選過(guò)程中夾雜嚴(yán)重，從而影響粗精礦品位。因此，確定-0.074 mm占85%為最佳磨礦細(xì)度。

2.1.2 捕收劑及組合選擇試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行捕收劑的篩選及組合方式的試驗(yàn)。根據(jù)DFT模擬計(jì)算的結(jié)果，確定丁基黃藥和丁銨黑藥可作為卡林型金礦的基礎(chǔ)捕收劑。由于該礦中C含量為3.34%，在浮選過(guò)程中會(huì)對(duì)選別指標(biāo)造成較大影響［12-13］。因此，考慮加入具有硫氨酯類捕收劑來(lái)弱化含碳脈石對(duì)浮選指標(biāo)的影響。該試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度為-0.074 mm占85%，捕收劑用量粗選為100 g／t、掃選50 g／t，其他藥劑與細(xì)度條件一致。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4結(jié)果可知，丁基黃藥、丁胺黑藥以及Z200單獨(dú)使用都可以對(duì)該樣品中的載金礦物進(jìn)行較好的回收。其中丁基黃藥可以獲得的精礦中金品位最高，而丁胺黑藥可以獲得較好的回收率。對(duì)各類藥劑進(jìn)行組合后，在相同的藥劑用量下，選別效果得到了明顯的改善。當(dāng)采用丁基黃藥與Z200（質(zhì)量比1∶1）組合作為捕收劑，獲得的精礦中Au品位和回收率均為最優(yōu)。這可能由于丁基黃藥與Z200的極性基團(tuán)之間具有一定的協(xié)同作用［14-16］，從而增強(qiáng)了捕收劑在礦物表面的鍵合能力，最終起到了提高回收率作用。

表4 捕收劑及組合試驗(yàn)結(jié)果

2.1.3 捕收劑用量條件試驗(yàn)

根據(jù)確定的捕收劑種類，考查了捕收劑用量對(duì)該礦樣選別指標(biāo)的影響。該試驗(yàn)在活化劑硫酸銅用量200 g／t，分散劑硅酸鈉用量1 000 g／t，2＃油粗選用量為60 g／t、掃選30 g／t，捕收劑用量為變量的條件下進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 粗選捕收劑用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響

由圖2可知，精礦中Au品位會(huì)隨藥劑用量的增加而降低，而回收率與藥劑用量成正比例關(guān)系。綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，確定粗選捕收劑最佳用量為120 g／t。

2.1.4 pH值條件試驗(yàn)

為了查明所確定的捕收劑方案在不同pH條件下的選別能力，采用硫酸和碳酸鈉作為調(diào)整劑，進(jìn)行了pH條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 pH值對(duì)浮選指標(biāo)的影響

從pH條件試驗(yàn)結(jié)果可以看出，pH值變化對(duì)組合捕收劑的浮選指標(biāo)有一定的影響。隨著pH值的提升Au回收率一直下降，Au品位先降低而后提升。從品位變化趨勢(shì)判斷，硫酸和碳酸鈉對(duì)脈石礦物都有一定的抑制效果。綜合來(lái)看pH值的變化對(duì)捕收劑的捕收性能影響不大，因此決定采用原生電位作為該礦的浮選pH條件。

2.2 實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)

在閉路試驗(yàn)之前還進(jìn)行了活化劑用量條件試驗(yàn)、分散劑硅酸鈉條件試驗(yàn)以及開(kāi)路試驗(yàn)，通過(guò)這些試驗(yàn)確定了硫酸銅、硅酸鈉的最佳用量以及精選次數(shù)。浮選藥劑添加后攪拌時(shí)間為2 min，此后再進(jìn)行另外一種藥劑的添加或刮泡。閉路試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果

圖4 閉路試驗(yàn)流程

采用該浮選流程和相應(yīng)的藥劑制度，獲得的選別指標(biāo)較理想。在原礦品位為3.67 g／t的情況下，經(jīng)三次精選和兩次掃選后獲得金精礦Au品位58.64 g／t、回收率89.97%。

3 結(jié) 論

1.對(duì)不同的藥劑及組合藥劑浮選回收卡林型金礦的試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同用量下組合藥劑的捕收能力明顯優(yōu)于單一藥劑。

2.采用丁基黃藥與Z200組合作為捕收劑，可在較寬pH值范圍對(duì)含碳卡林型金礦進(jìn)行回收。

3.最終閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，所確定的捕收劑方案可在原礦品位為3.67 g／t的情況下，經(jīng)三次精選和兩次掃選后獲得金精礦Au品位58.64 g／t、回收率89.97%。