山陽縣某低品位金礦重選試驗(yàn)研究

賀國帥，黃曉毅，羅小新，陳曉博，楊平偉，范予晨

（陜西冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710032）

1 引言

金礦的選礦方法主要有重選法、浮選法、氰化浸出法和聯(lián)合選別法［1-2］。與浮選、氰化浸出等工藝相比，重選是根據(jù)礦物間的密度和粒度的差異進(jìn)行分選的方法，其特點(diǎn)是不用添加藥劑，完全依靠重力或離心力進(jìn)行選別，選別后廢水可以回用，具有綠色、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)［3-4］，將“金山銀山就是綠水青山”的環(huán)保理念落到實(shí)處。因此，在選金行業(yè)，重選優(yōu)先被選用。

重選作業(yè)常用的設(shè)備有搖床、跳汰機(jī)、溜槽等，但是都有局限性。如搖床處理能力小，跳汰機(jī)處理粒度下限高，溜槽富集比較低等。尼爾森離心選礦機(jī)作為一種新型的重選設(shè)備，利用附加離心力增大了礦物間的差異，分選效率高，占地面積小，在金礦選廠應(yīng)用較多。

本試驗(yàn)針對山陽某低品位金礦，在工藝礦物學(xué)的基礎(chǔ)上，綜合考慮了當(dāng)?shù)囟嗌缴俚?、環(huán)境保護(hù)嚴(yán)格的情況，開展了重選條件試驗(yàn)，最終獲得了較好的工藝指標(biāo)。

圖1 樣品制備流程

2 原礦性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣由甲方負(fù)責(zé)采取，礦石處理工藝如圖1。礦石在處理前，挑選有代表性的礦石用于物相分析，破碎篩分好的樣品按配樣方案里的比例進(jìn)行配制，再經(jīng)混勻縮分，獲得綜合試驗(yàn)樣，取出一部分用于化學(xué)分析。

表1 礦石的X熒光光譜半定量分析結(jié)果 %

表2 礦石的多元素化學(xué)成分分析結(jié)果 %

2.1 原礦化學(xué)性質(zhì)

為了明確礦石的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了X熒光光譜半定量分析和多元素化學(xué)成分分析。

由表1和表2可知，礦石中可供選礦回收的主要有價(jià)元素是Au，品位為1.05g/t，其余元素品位太低，難以回收。此外，S和As含量較低，有利于保證金精礦的質(zhì)量。

2.2 礦物組成及含量

采用顯微鏡對礦石進(jìn)行了表面觀察，并對礦石進(jìn)行了掃描電鏡能譜分析。結(jié)果表明，礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦，其次為方鉛礦、黃銅礦、砷黝銅礦，還有少量碲鉍礦、自然碲、輝鉍鉛礦、輝鉛鉍礦、褐鐵礦、磁鐵礦及其他氧化鐵礦物等。貴金屬礦物為自然金、銀金礦、金銀礦、自然銀、碲銀礦、輝銀礦、硫鉛鉍銀礦。脈石礦物以石英為主，其次為伊利石、綠泥石、白云石等。礦物相對含量檢測結(jié)果見表3。

表3 礦石礦物成分 %

2.3 金物相分析

為了探明金的存在形式，對礦物進(jìn)行了金物相分析。由表4可知，金主要以裸露金及半裸露金、硫化物包體金狀態(tài)存在，合計(jì)占比為76.59%；其余多存在于包裹體中，但碳酸鹽、氧化鐵及硅酸鹽中的包體金較難回收。

表4 金物相分析結(jié)果 %

2.4 金的賦存狀態(tài)分析

由表5可知，礦石中金礦物以粒間金、包裹金為主，分別占46.25%、41.06%（其中金屬礦物包裹金占33.81%）；裂隙金含量較少，僅占12.69%。

表5 金礦物賦存狀態(tài)檢測結(jié)果 %

3 選礦試驗(yàn)研究

根據(jù)原礦性質(zhì)，礦石中裸露及半裸露金較多，占42.69%。由于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求嚴(yán)格，不適合采用浮選和氰化工藝。因此，試驗(yàn)優(yōu)先選用了重選工藝流程。

在設(shè)備的選擇上，主要考察了搖床和尼爾森離心選礦機(jī)。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，尼爾森離心選礦機(jī)占地面積更小，處理效率更高，更適合山陽地區(qū)多山少地的現(xiàn)狀。因此，本次試驗(yàn)以離心選礦機(jī)為主。

為了選擇最佳的工藝參數(shù)，進(jìn)行了尼爾森離心選礦機(jī)重選條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2。

圖2 重選條件試驗(yàn)流程圖

3.1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

根據(jù)礦石中金的賦存狀態(tài)可知，易回收的金有一半左右呈包裹金狀態(tài)。因此，選擇合適的磨礦細(xì)度對金回收的效果至關(guān)重要。在給礦濃度為35%，沖洗水流量為3.5L/min，重力G值為60g的條件下開展磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

從圖3可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦中金的回收率先急劇增大后基本不變，而且粗精礦中金品位持續(xù)增加。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm礦粒占比70%以上時(shí)，回收率在74%左右，變化不大。鑒于磨礦成本在選礦成本中占比約60%左右，費(fèi)用較高，最終選擇磨礦細(xì)度為-0.074mm礦粒占比70%［5］。

3.2 沖洗水流量條件試驗(yàn)

在尼爾森重選試驗(yàn)中，礦石適度分散是選別的前提條件，而礦石的分散效果與沖洗水有著密切的關(guān)系。因此，在磨礦細(xì)度為-0.074mm的礦粒占比70%，給礦濃度為35%， 重力G值為60g條件下開展了沖洗水流量條件試驗(yàn)。從圖4可以看出，隨著沖洗水流量逐漸增大，粗精礦中金回收率逐漸增大，但是當(dāng)達(dá)到3.5L/min時(shí)，金回收率基本不變。因此，沖洗水流量選擇3.5L/min最佳。

圖4 沖洗水流量條件試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果

3.3 重選G值條件試驗(yàn)

重選G值的大小，代表附加離心力的大小，是尼爾森離心選礦機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)。因此，合適的G值對于獲取好的選別指標(biāo)至關(guān)重要。在磨礦細(xì)度-0.074mm 占70%，給礦濃度為35%，沖洗水流量為3.5L/min條件下開展重選G值條件試驗(yàn)。由圖5可知，粗精礦回收率在重力值60 g以上時(shí)趨于平穩(wěn)，約為74%。故重選G值選擇常用的60g。

圖5 重選G值條件試驗(yàn)結(jié)果

3.4 重選給礦濃度條件試驗(yàn)

在確定了尼爾森離心選礦機(jī)的磨礦細(xì)度、沖水流量、重選G值之后，為了進(jìn)一步優(yōu)化選別指標(biāo)，開展了重選給礦濃度條件試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度 -0.074mm 占70%，重選G值 60g，沖洗水流量3.5L/min。

圖6 給礦濃度條件試驗(yàn)結(jié)果

由圖6可知，隨著給礦濃度的增加，粗精礦金品位和回收率均有所下降。當(dāng)給礦濃度為30%～35%時(shí)，其下降幅度很小。結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)情況綜合考慮，選擇給礦濃度為35%。

3.5 閉路試驗(yàn)

圖7 閉路流程圖

表6 重選閉路試驗(yàn)結(jié)果

在粗選條件探索的基礎(chǔ)上，結(jié)合搖床、溜槽選金的優(yōu)點(diǎn)［6-7］，開展了如圖7所示的閉路試驗(yàn)。由表6可知，原礦經(jīng)尼爾森一次粗選-尼爾森一次掃選-溜槽一次掃選及搖床兩次精選的閉路試驗(yàn)，可獲得金品位1086g/t、金回收率51.92%、銀品位6912g/t、銀回收率47.30%的高品位金精礦，以及金品位為16.42g/t、金回收率31.73%、銀品位為100g/t、銀回收率27.51%的低品位金精礦，使資源得到最大回收，實(shí)現(xiàn)了效益最大化，最終取得了金總回收率83.65%、銀總回收率74.81%的理想選礦指標(biāo)。

3.6 產(chǎn)品檢測

對高品位金精礦、低品位金精礦和尾礦進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果分別見表7、表8和表9。根據(jù)檢測結(jié)果可知，高品位金精礦和低品位金精礦的含As量均遠(yuǎn)低于0.3%，滿足金精礦一級品國家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制要求。

從表9可以看出，尾礦中有價(jià)元素含量較低，進(jìn)一步回收的意義不大。

表7 高品位金精礦精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表8 低品位金精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表9 尾礦化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果 %

4 結(jié)論

（1）山陽某低品位金礦可供選礦回收的主要有價(jià)元素是Au，品位為1.05 g/t，其余元素品位太低，難以回收。此外，S和As含量較低，對保證金精礦的質(zhì)量有利。

（2）經(jīng)試驗(yàn)，最終確定了“尼爾森粗選-尼爾森一次掃選-溜槽二次掃選-搖床兩次精選”的閉路工藝流程?？色@得金品位1086 g/t、金回收率51.92%、銀品位6912 g/t、銀回收率47.30%的高品位金精礦，以及金品位為16.42 g/t、金回收率31.73%、銀品位為100 g/t、銀回收率27.51%的低品位金精礦。最終取得了金總回收率83.65%、銀總回收率74.81%的理想選礦指標(biāo)。

（3）通過產(chǎn)品檢測分析發(fā)現(xiàn)，高品位和低品位金精礦中含砷量均低于金精礦一級品國家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制要求。同時(shí)尾礦中有價(jià)元素含量較低，進(jìn)一步回收的意義不大。