貴州省金礦選礦試驗(yàn)研究

程 瑜，辛東帥，鄭彥增

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局地球化學(xué)勘查與海洋地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 210007）

金礦資源在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)十分重要的戰(zhàn)略地位[1]。目前，金的常規(guī)選礦方法包括浮選、重選、氰化、混汞及其聯(lián)合工藝[2-3]。為更好地利用貴金屬資源，本研究以貴州省某金礦為對象，進(jìn)行了回收金的工藝試驗(yàn)。該金礦中金的存在形式為次顯微金和可見的自然金，次顯微金礦物粒徑非常細(xì)小且常被黃鐵礦包裹[4-6]，還含有砷等難處理礦物。含砷金礦浮選富集時(shí)，金精礦中砷含量會(huì)有所提高[7-8]，在氰化浸出過程中，砷化物也會(huì)影響金的浸出率[9-10]。基于以上問題，為獲得較好的工藝指標(biāo)，本文對該金礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)、浮選、氰化浸出和混汞-浮選試驗(yàn)研究及工藝優(yōu)化。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)成分及礦物組成

將礦樣混勻后制備試驗(yàn)礦樣。試樣原礦多元素分析如表1所示，多元素分析結(jié)果表明，與金伴生的銀、銅、鉛、鋅等元素含量較低，無單獨(dú)回收價(jià)值。原礦含砷0.16%，對金的選礦會(huì)產(chǎn)生影響。礦石主要由石英、方解石、黃鐵礦、磁鐵礦組成，還包括少量的鋯英石、褐鐵礦及斜長石。貴金屬礦物有自然金，褐鐵礦為黃鐵礦和磁鐵礦的氧化物，礦石中各礦物的組成及含量如表2所示。

表1 原礦多元素分析

表2 礦石中各礦物的相對含量

1.2 金賦存狀態(tài)及嵌布粒度

礦石中自然金以兩種形式存在。一是次顯微金，這種金常呈星點(diǎn)狀，很稀少，不均勻地分布在黃鐵礦晶體內(nèi)。粒度為0.05～0.20 μm，鏡下可見黃鐵礦晶體內(nèi)有金黃色星點(diǎn)狀亮斑，這種亮斑就是次顯微金。二是可見的自然金，常呈單體或連生體出現(xiàn)，粒度最大為0.04 mm，一般在0.002～0.010 mm，最小可小于0.002 mm。在觀察的磨片中，從金粒數(shù)來看，單體金為28 個(gè)，連生體金為22 個(gè)，其中與石英連生體金7 個(gè)，與黃鐵礦連生體金15 個(gè)，包體金為8 個(gè)，次顯微金無法統(tǒng)計(jì)。金礦物鏡下鑒定結(jié)果如表3所示。

表3 金礦物鏡下鑒定結(jié)果

金的礦石類型主要為含金黃鐵石英細(xì)晶巖，主要產(chǎn)于太古界變質(zhì)巖系中由變質(zhì)熱液沿裂隙貫入形成的金礦脈。主要的圍巖蝕變有黃鐵礦化、碳酸鹽化硅化及少量鈉長石化，這些蝕變對金的成礦非常有利。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 浮選試驗(yàn)

浮選試驗(yàn)分為磨礦細(xì)度試驗(yàn)、石灰用量試驗(yàn)、捕收劑用量浮選試驗(yàn)和捕收劑用量開路試驗(yàn)。磨礦細(xì)度可以反映磨礦產(chǎn)品的粗細(xì)程度，在本研究中，其以小于200 目（小于0.074 mm）礦粒占總磨礦產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）表示。

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度變化曲線如圖1所示，浮選調(diào)整劑暫定為石灰，捕收劑采用丁黃藥與丁銨黑藥，起泡劑采用2#油，采用XFD 型單槽式浮選機(jī)（規(guī)格1 L），浮選濃度為37.5%，進(jìn)行不同磨礦細(xì)度的浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。從試驗(yàn)結(jié)果看，磨礦細(xì)度為65%時(shí)，精礦金品位與回收率綜合指標(biāo)較好，此磨礦細(xì)度通過一段磨礦即可達(dá)到。

表4 不同磨礦細(xì)度的浮選試驗(yàn)結(jié)果

圖1 磨礦細(xì)度變化曲線

圖2 不同磨礦細(xì)度的浮選試驗(yàn)流程

2.1.2 石灰用量試驗(yàn)

以石灰作為抑制劑進(jìn)行用量試驗(yàn)，確定磨礦細(xì)度為65%，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。從試驗(yàn)結(jié)果看，隨著石灰用量增加，浮選尾礦的金品位升高，精礦中砷含量降低。這主要是由于隨著石灰用量增加，砷黃鐵礦受到抑制進(jìn)入尾礦，使精礦中砷含量相對降低，同時(shí)，砷黃鐵礦中的金隨之進(jìn)入尾礦，使尾礦金品位提高，精礦金回收率下降。為保證金的回收率，暫不加石灰，但考慮到砷對精礦的影響，在將來的生產(chǎn)中，可根據(jù)情況來調(diào)整石灰用量。

表5 石灰用量浮選試驗(yàn)結(jié)果

2.1.3 捕收劑用量浮選試驗(yàn)

為了找到較好的捕收劑用量，進(jìn)行了捕收劑用量浮選試驗(yàn)，捕收劑用量及浮選試驗(yàn)結(jié)果如表6、表7所示。

表6 捕收劑用量

表7 捕收劑用量浮選試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果看，捕收劑用量為丁黃藥160 g/t、丁銨黑藥50 g/t（粗選丁黃藥80 g/t，丁銨黑藥20 g/t；一掃丁黃藥40 g/t，丁銨黑藥10 g/t；二掃丁黃藥20 g/t，丁銨黑藥10 g/t；三掃丁黃藥20 g/t，丁銨黑藥10 g/t）時(shí)，尾礦金品位較低，綜合指標(biāo)較好，因此確定捕收劑用量為丁黃藥160 g/t、丁銨黑藥50 g/t。

2.1.4 捕收劑用量開路試驗(yàn)

磨礦細(xì)度定為65%，捕收劑用量為丁黃藥160 g/t、丁銨黑藥50 g/t，進(jìn)行開路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。從試驗(yàn)結(jié)果看，經(jīng)一次粗選、三次掃選、三次精選開路試驗(yàn)，可獲得品位為145.57 g/t 的金精礦，含砷9%～13%。當(dāng)形成閉路時(shí)，金精礦中金品位為120 g/t，回收率為85%。

表8 開路試驗(yàn)結(jié)果

圖3 開路試驗(yàn)流程

2.2 氰化浸出試驗(yàn)

由于原礦含有砷，為了考查砷對浸出效果的影響，進(jìn)行了原礦和浮選精礦的浸出試驗(yàn)。

2.2.1 不同磨礦細(xì)度原礦氰化浸出試驗(yàn)

浸出濃度為33%，浸出pH 為11.5，浸出氰化鈉用量為1 kg/t 時(shí)，進(jìn)行不同磨礦細(xì)度的原礦氰化浸出試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果如表9所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，磨礦細(xì)度為65%～95%時(shí)，金浸出率均可超過90%。隨著磨礦細(xì)度增加，金回收率有所增加。從試驗(yàn)結(jié)果看，原礦中含砷不太高，對金浸出的影響不是很大。

表9 原礦不同磨礦細(xì)度的氰化浸出試驗(yàn)結(jié)果

圖4 不同磨礦細(xì)度的原礦氰化浸出試驗(yàn)流程

2.2.2 浮選精礦氰化浸出試驗(yàn)

浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著浮選精礦金品位的提高，含砷量也提高，主要原因是砷含于黃鐵礦中，在浮選過程中，砷隨黃鐵礦富集于浮選精礦中。當(dāng)浮選精礦金品位為20 g/t 左右時(shí)，浮選精礦含砷1%～2%，當(dāng)浮選精礦金品位為150 g/t 左右時(shí)，浮選精礦含砷9%～13%。為了考查金品位較低及較高浮選精礦浸出時(shí)砷的影響，對這兩種浮選精礦分別進(jìn)行了浸出試驗(yàn)。

（1）較低品位浮選精礦的不同磨礦細(xì)度浸出試驗(yàn)。磨礦細(xì)度為65%，捕收劑用量為丁黃藥160 g/t、丁銨黑藥50 g/t，經(jīng)過一粗三掃開路試驗(yàn)，獲得較低品位金精礦，金精礦中金品位為21.92 g/t，砷含量為0.95%～1.93%。進(jìn)行不同磨礦細(xì)度的氰化浸出試驗(yàn)，浸出濃度為33%，pH=11.5，氰化鈉用量為7 kg/t，浸出時(shí)間為48 h，試驗(yàn)流程如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果如表10所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度增加，低品位浮選精礦金浸出率增加，但增加并不明顯，兩者的金浸出率均在90%左右，浸渣金品位都在2 g/t 左右，說明砷對金浸出效果有一定影響。

圖5 低品位浮選精礦的不同磨礦細(xì)度浸出試驗(yàn)流程

表10 低品位浮選精礦的不同磨礦細(xì)度浸出試驗(yàn)結(jié)果

（2）較低品位浮選精礦的不同浸出時(shí)間試驗(yàn)。對低品位浮選精礦進(jìn)行了不同浸出時(shí)間的氰化浸出試驗(yàn)，浸出濃度為33%，pH=11.5，氰化鈉用量為7 kg/t，試驗(yàn)流程如圖6所示，試驗(yàn)結(jié)果如表11所示。

圖6 低品位浮選精礦的不同浸出時(shí)間試驗(yàn)流程

表11 低品位浮選精礦的不同浸出時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著浸出時(shí)問增加，低品位浮選精礦金浸出率增加，但浸出時(shí)間太長，在實(shí)際生產(chǎn)中將增加浸出槽數(shù)量及生產(chǎn)成本。因此，對于浸出時(shí)間，應(yīng)結(jié)合浸出率和成本綜合考慮確定。

（3）高品位浮選精礦的氰化浸出試驗(yàn)。磨礦細(xì)度為65%，捕收劑用量為丁黃藥160 g/t、丁銨黑藥50 g/t，經(jīng)過一粗三掃三精開路試驗(yàn)，獲得高品位金精礦，金精礦中金品位為145.2 g/t，砷含量為9.35%～13.44%。對試驗(yàn)礦樣進(jìn)行了氰化浸出試驗(yàn)，浸出濃度為33%，pH=11.5，氰化鈉用量為9 kg/t，試驗(yàn)流程如圖7所示，試驗(yàn)結(jié)果如表12所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，高品位浮選金精礦（砷含量9.35%～13.44%）經(jīng)過48 h 浸出，金浸出率為88.35%，浸渣金品位較高，為16.92 g/t，說明砷對金浸出效果有較明顯的影響。

圖7 高品位浮選精礦浸出試驗(yàn)流程

表12 高品位浮選精礦浸出試驗(yàn)結(jié)果

2.3 混汞試驗(yàn)

混汞法提金是利用金屬汞能與金形成任意比例的合金（汞齊）的原理回收礦石中的金，混汞法對砂金和含粗粒金的礦石有一定效果，而且生產(chǎn)成本較低。但混汞法存在回收率低、污染嚴(yán)重等問題。同時(shí)，混汞法很少單獨(dú)使用，只作為聯(lián)合流程的一部分，強(qiáng)化對粗粒金的回收。根據(jù)工藝礦物學(xué)的研究，試驗(yàn)樣品中自然金以兩種形式存在，一種是次顯微金，另一種是可見的自然金。為回收單體自然金，進(jìn)行了混汞試驗(yàn)和混汞-浮選試驗(yàn)。

2.3.1 混汞試驗(yàn)

汞板采用鍍銀銅板（規(guī)格600 mm×600 mm），汞板角度為8′～10′，磨礦細(xì)度為65%，磨礦500 g，過四次汞板后檢測混汞尾礦的金品位。試驗(yàn)結(jié)果如表13所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，通過混汞作業(yè)，可以回收42.33%的單體金。

表13 混汞試驗(yàn)結(jié)果

2.3.2 混汞-浮選試驗(yàn)

為提高金的回收率，進(jìn)行了混汞-浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖8所示，試驗(yàn)結(jié)果如表14所示?；旃?浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，磨礦細(xì)度為65%，尾礦混汞后，經(jīng)一次粗選和三次掃選，可以得到金品位7.09 g/t、回收率91.93%的浮選粗精礦，如要獲得高品位的精礦，可對粗精礦進(jìn)行進(jìn)一步精選。

圖8 混汞尾礦浮選試驗(yàn)流程

表14 混汞尾礦浮選試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

本礦石原礦含金3 g/t，含砷0.16%。從試驗(yàn)結(jié)果看，磨礦細(xì)度為65%，經(jīng)一次粗選、三次掃選、三次精選的開路試驗(yàn)，可以獲得品位145.57 g/t 的金精礦，金精礦含砷9%～13%。如將全部中礦返回形成閉路，則可獲得品位120 g/t、產(chǎn)率2%、回收率85%的金精礦。如果控制金精礦品位在20 g/t 左右，金精礦含砷0.9%～1.9%。原礦直接氰化試驗(yàn)結(jié)果表明，磨礦細(xì)度為65%～95%，浸出時(shí)間為24 h 時(shí)，金浸出率可超過93%；對于低品位浮選精礦（金品位20 g/t），磨礦細(xì)度為90.4%～96.67%，浸出時(shí)間為48 h 時(shí)，金浸出率保持在90%左右；對于高品位浮選精礦（金品位150 g/t），磨礦細(xì)度為96%時(shí)，經(jīng)過48 h 浸出，金浸出率保持在88%左右，但浸渣中金品位較高，為16.92 g/t，說明砷對金浸出效果有明顯的影響?；旃囼?yàn)表明，原礦經(jīng)汞板后，汞金的回收率為42%左右。