金礦選礦廠尾礦綜合利用選礦工藝的分析

王永輝

伴隨著黃金市場的迅速發(fā)展，我國的黃金產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已面臨著較為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。黃金在選礦當(dāng)中顯得尤為重要，以往傳統(tǒng)的技術(shù)存在著不足之處，使得生產(chǎn)技術(shù)方面也存在著較多的問題。中國尾礦的綜合利用技術(shù)、裝備的革新與開發(fā)適合于尾礦的技術(shù)，以及大量地推廣、降低了尾礦庫建設(shè)、降低了經(jīng)濟負(fù)擔(dān)、綜合利用安全風(fēng)險、提升中國的尾礦綜合利用水平。

1 礦區(qū)采石工藝分析

1.1 選別工藝

傳統(tǒng)的浮選流程較為簡單，特別是在精選工作方面耗費的工作時間較短，當(dāng)中有用的礦沫尚未得到有效回收使用，而粗選作業(yè)又會為收集的效率造成負(fù)面影響，在現(xiàn)階段使用的科技中增加一個精選的作業(yè)機器，這樣的話就能夠很好的保證精選的工作時刻得以延續(xù)。BJG-2000機型的礦漿混勻槽機器設(shè)備使用的持續(xù)時間大概在7min～8min之間，且加入進(jìn)去的藥物則能夠很好的稀釋到礦漿中加以混勻，這就能夠大幅提高選別的效率。

1.2 破碎工藝

針對粗碎的車間能夠采用C80顎式最新的粉碎機；能夠?qū)P200機型的圓錐破碎機運用至細(xì)碎的車間中；2YK1848機型的雙層圓振動篩則運用至篩分車間工作。而且破碎工序還能夠運用到皮帶廊、礦倉等臨時性的儲存點中。

2 礦石工藝中的特點與取礦樣本

2.1 礦石工藝的特點

目前，在金礦開發(fā)中，主要有兩類礦物：金石英脈和石英細(xì)脈。兩者在外觀上沒有太大的區(qū)別，在成分和成分上也沒有太大的差異。比如，這兩種礦石的黃金等級都在2g左右。通過對礦石成分的分析，我們發(fā)現(xiàn)：該礦的主要礦物成分為“金屬礦物”，而以鈉長石、鉀長石最為典型。

通過調(diào)查和研究，我們發(fā)現(xiàn)，在我國，黃鐵礦是最主要的金屬礦物，而毒砂、黃銅礦和閃鋅礦也占據(jù)了相當(dāng)大的比重。石英是脈石中最重要的成分，也是最豐富的一種。

2.2 礦石采取樣品

在開始工作前，必須進(jìn)行相應(yīng)的測試和測試，這與對礦物樣品的采集工作是一樣的。在進(jìn)行采礦前，必須進(jìn)行地質(zhì)條件、地質(zhì)災(zāi)害等多方面的調(diào)查與研究，以避免在采礦時出現(xiàn)不必要的事故。此外，還要做好相應(yīng)的試樣工作，對不同的試樣進(jìn)行脫水和壓濾。采用這種方程式，選取高質(zhì)量的樣品，以達(dá)到取樣的基本目標(biāo)。樣品采集工作結(jié)束后，要注意保存樣品，把樣品放在陰涼的地方，讓它自然地收縮，然后用袋子密封起來。

3 尾礦的危害

3.1 占用大量土地資源

中國雖然地域廣闊，可是能夠利用的資源實在是太少了。就拿中國來說吧，雖然中國的農(nóng)業(yè)很發(fā)達(dá)，但是每年的糧食都要從國外進(jìn)口，所以土地資源很少。加之近年來國家提出的“退耕還林”的號召，使得耕地的數(shù)量極為稀少。但是，近年來，由于金礦石的采收率逐年提高，尾礦的二次提純利用率也比較低。由于不能有效地利用和循環(huán)，大部分尾礦被堆存起來，占據(jù)了很大的空間。

3.2 對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響

由于大量的尾礦未進(jìn)行相應(yīng)的處置，大量的尾礦堆積在地上，造成了土壤中重金屬的濃度過高，造成了土壤中重金屬的嚴(yán)重污染，甚至造成了生態(tài)環(huán)境的破壞。同時，由于地下水中的重金屬通過地下水流入地下河，對大面積的生態(tài)環(huán)境造成了很大的破壞。

3.3 容易產(chǎn)生安全隱患

礦石提純時，大量的大塊巖石被粉碎成粉末，使其表面變得更大，而且密度也更大。堆積是一種更易于發(fā)生的流動和崩塌，會對植物造成損害，并有一定的安全隱患。到目前為止，中國已經(jīng)出現(xiàn)了許多礦山尾礦庫坍塌和死亡的事件。礦業(yè)的開發(fā)也會使山體的土質(zhì)疏松，在洪澇季節(jié)容易發(fā)生滑坡、泥石流等。

4 金礦尾礦的利用分析

隨著我國黃金資源的日益增長，國內(nèi)的黃金產(chǎn)量也在逐年增長。但目前國內(nèi)金尾礦石的綜合利用率仍處于較低水平，其利用效率與世界先進(jìn)水平相比還有很大差距。金礦尾礦中的金屬元素含量很高。合理地使用這些金屬，可以使礦山得到更好的開發(fā)。如果將金礦的尾礦化，將會對土地和水源造成嚴(yán)重的污染。下面是關(guān)于黃金尾礦的分析。

（1）含有大量金屬元素。金礦尾礦中的金屬元素含量很高。若能將其再循環(huán)使用，可大大提高其開發(fā)利用的效果。然而，目前國內(nèi)對金尾礦石的回收技術(shù)仍處于較低水平，金尾礦石回收率尚需進(jìn)一步提高。目前，國內(nèi)對金尾礦石的回收技術(shù)還不完善，選礦工藝也比較落后。

（2）金礦尾砂可以生產(chǎn)建筑材料可以使用黃金的尾砂來制作水泥。礦渣是一種主要的水泥生產(chǎn)材料。采用金礦尾砂進(jìn)行混凝土配制及處理，既能節(jié)省水泥的生產(chǎn)費用，又能達(dá)到二次循環(huán)利用的目的。在未來的發(fā)展過程中，各礦業(yè)公司要加強與建筑公司的協(xié)作，把金尾礦作為一種新的礦產(chǎn)資源進(jìn)行開發(fā)和利用。從而使礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了顯著的提升。

（3）用尾礦做填充材料我國大部分的黃金儲量都集中在地下，大部分的金礦都是在地下進(jìn)行的。在金礦床中，充填法是一種非常重要的開采技術(shù)。尾礦金礦床可以用作充填地下充填物。該工藝具有較高的破碎率和較好的充填效果。此外，可在現(xiàn)場回收金礦尾礦，減少裝填物料的運輸費用。在礦床尾礦中摻入適當(dāng)?shù)乃嗷蚰z結(jié)劑，可以改善尾礦的凝固性能，從而保障礦體的安全。

（4）金礦尾砂礦堆的復(fù)墾。近幾年，我國土地資源日益緊缺，實施土地復(fù)墾，對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)具有重要意義。通過對尾礦進(jìn)行復(fù)墾成田，對其進(jìn)行覆蓋處理，可以使其恢復(fù)原狀。另外，可以將部分植物直接種植在金礦尾礦上，使金礦區(qū)的植被得到充分地恢復(fù)，從而對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境起到很好的保護(hù)作用。

5 礦區(qū)采石工藝

礦山采石技術(shù)的研究，必須采用礦石樣品，而直接采出的礦石中含有大量的雜質(zhì)，無法直接用于采石過程中的樣品，所以要對其經(jīng)過脫水、壓濾等處理過程。加工后的毛料可置于陰涼處，干燥后裝入礦石樣品袋。礦石開采工藝可分成選礦、破碎和脫水三大工藝。

5.1 選別工藝

選礦技術(shù)是指在開采過程中，對各種礦石的原料進(jìn)行篩選和篩選。常規(guī)的選礦工藝采用單一的分選流程，選礦周期短，無法充分利用礦渣，造成資源的巨大浪費，而采用粗選作業(yè)方式，則會對礦石的回收率產(chǎn)生一定的影響。因此，在選礦過程中加入篩選工序，采用BJG2000精選機來提高選礦時間，是當(dāng)前比較普遍的改進(jìn)方法。BJG2000型礦漿攪拌器是一種礦漿攪拌器，經(jīng)過7min～8min的攪動，能將所添加的選礦藥劑與礦漿充分混合，提高了選礦效果。

5.2 破碎工藝

粉碎法是將大塊礦石粉碎成符合工藝要求的小塊礦石，方便以后的選礦作業(yè)。C80型顎式破碎機的研制使其粉碎技術(shù)有了長足的發(fā)展。此外，在粉碎工序中，HP200型圓錐破碎機可用于細(xì)碎廠房，2YK1848雙層圓式振動篩用于篩分廠，此外，粉碎工序也可用于皮帶走廊、礦山等臨時貯存場所。

5.3 脫水工藝

脫水技術(shù)在礦山尾礦的選礦中起到了很大的作用，對提高礦山的生產(chǎn)能力具有很大的幫助。為了提高礦石的利用率，可以采取兩班作業(yè)方式進(jìn)行脫水作業(yè)。此外，由于全球能源短缺問題逐漸蔓延，全球能源價格持續(xù)走高，導(dǎo)致金屬價格下降，因此，選礦企業(yè)應(yīng)重視脫水工藝，采用最佳的工藝路線，以節(jié)約生產(chǎn)成本。

6 中國金礦尾礦研究利用現(xiàn)狀

6.1 提取有價金屬

某金礦對老尾礦采用浮選—尾礦氰化選冶，通過組合工藝，黃金的綜合回收率可達(dá)74%。利用重選—磁選—磁性流體靜分離工藝，從砂金礦石中分離出金，經(jīng)篩選后，對14個砂金礦山尾礦進(jìn)行了分選，回收率超過85%。中國黑龍江老榨山金礦利用浮選工藝對廢尾礦中的銅進(jìn)行了回收，回收率達(dá)到89%。

6.2 尾礦充填采空區(qū)

招遠(yuǎn)靈山金礦的靈山金礦采用高水固尾砂充填法，與水泥河沙膠結(jié)充填相比，具有明顯的優(yōu)越性。實踐證明，用大量的尾砂替代砂石作為礦井的充填材料具有技術(shù)和經(jīng)濟意義。

6.3 尾礦制水泥和混凝土骨料

山東沂南磊金集團(tuán)有限公司是以黃金礦渣為原料，采用高質(zhì)量的公路水泥、高強度的硫酸鹽水泥。此外，由于不同粒度的需要，可以將尾砂顆粒直接用作混凝土的粗集料，從而提高了混凝土的強度和耐用性。

6.4 尾礦制玻璃

金礦尾礦玻璃產(chǎn)品的種類有：瓶罐玻璃、部分彩色玻璃、少數(shù)光敏玻璃、平板玻璃等。

6.5 尾礦制磚

中國在尾礦制磚領(lǐng)域已有一定的經(jīng)驗，并已成功地用于生產(chǎn)建筑用磚、路面和墻面裝飾用磚。此外，尾砂還可以用于裝飾磚塊的制造。同濟大學(xué)和馬鋼孤山鐵礦公司聯(lián)合開發(fā)了一種更適用于外墻貼面磚的裝飾性面磚，并加入多種顏色的顏料制成彩色平滑面磚，代替普通瓷磚、人造大理石等。

7 金礦選礦工藝的分析

7.1 采石破碎工藝

C80型顎式破碎機可以用于粗碎車間，破碎車間的破碎機也需要更換，其中HP200型圓錐破碎機是篩分廠使用的2YK1848型雙層圓篩機，該技術(shù)還適用于倉庫和皮帶輸送機。

7.2 選別工藝

目前采用的選礦工藝是采用一種選礦機械，保證選礦時間短，選礦效率高。一般采用BJG-2000礦漿機，攪拌時間為7min～8min，加入的藥劑可以很好地和礦石的混合，選擇其他的時候，效率會更高。

7.3 脫水工藝

在金礦生產(chǎn)中，采用脫水技術(shù)可以有效地提高礦山生產(chǎn)能力，使其一天工作8h。為了提高工作效率，可以將工作時間延長到8個小時，采用兩班輪流工作的方式，對選礦廠的尾礦治理起到很好的促進(jìn)作用。

7.4 選礦工藝試驗

7.4.1 分級處理工藝

將樣品送入螺旋溜槽，將樣品分為粗砂、中砂細(xì)砂三種，再將粗砂進(jìn)行分離，將粗砂和黃鐵礦分離開來，這些礦樣的含金量很低，大概在0.14g/t，通過螺旋將粗砂進(jìn)行分類，可以將含有金屬的材料進(jìn)行回收，而在生產(chǎn)過程中，搖床是必不可少的。在搖床加工結(jié)束后，黃金的品位約為23g/t，螺旋溜槽的產(chǎn)量約為0.9%，而作為選礦廠的尾礦，其產(chǎn)量可達(dá)1.3%，但大部分都是從搖床中提煉出來的低級金屬。選礦廠一天可以生產(chǎn)1000t的尾礦，通過搖床工藝處理，每噸30g的精礦，然后把金和精金礦一起放入浸出體系中，這樣就可以循環(huán)利用了。

7.4.2 強磁除鐵工藝

螺旋溜槽生產(chǎn)出來的礦石中含有大量的硫和鐵，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到生產(chǎn)陶瓷的要求，還需要進(jìn)一步地去除鐵和硫，因為鐵和硫都有自己的形態(tài)，所以要想辦法將它們分離出來，首先要經(jīng)過磨礦，再經(jīng)過微弱的磁場過濾，這樣才能進(jìn)行浮選。而另一種則是通過強磁場的篩選，經(jīng)過特殊的磁選之后再進(jìn)行浮選，整個流程完成后，就可以去除硫和鐵，通常來說，強磁場的篩選要比弱磁場要干凈，所以大部分人都會選擇后者。在螺旋溜槽生產(chǎn)的礦石中，都會使用到鋼網(wǎng)介質(zhì)，雖然常用的是齒板介質(zhì)，但是效果還是不如鋼網(wǎng)介質(zhì)好，除鐵的時候，磁場的感應(yīng)強度一般在1.8T左右，這樣的除鐵操作，可以大大地提高工作的效率。

7.4.3 脫硫工藝試驗

強磁場處理后，還會有一些硫雜質(zhì)，其中大部分都是黃鐵礦，在強磁場作用下，應(yīng)該采取反浮選技術(shù)來除去黃鐵礦，這種方法一般是使用長石進(jìn)行反浮，光靠黃藥是不可能全部除去的，所以應(yīng)該通過添加丁基黃來進(jìn)行浮選處理。常用的配方是：500g/t的石灰，200g的硫酸銅，BK413，300g的捕收劑，30g的丁黃和27g的起泡劑。

7.4.4 回采再選

同時，尾礦的回收和回收也是提高礦山綜合利用率，建設(shè)生態(tài)礦山的一項重要措施。有價值的礦石要從尾礦中回收，必須針對各種元素的特點，有針對性地進(jìn)行分類。目前，我國的尾礦處理技術(shù)有:低能耗單體的分離控制、磁性物質(zhì)的有效利用、深度還原與控制、有效浮選藥劑的合成與應(yīng)用、各種伴生金屬組分的綜合處理和分質(zhì)利用、閃速焙燒和再選等。

8 尾礦綜合利用研究設(shè)計

由于礦石中有用成分含量低、粒徑細(xì)、嵌布復(fù)雜，常規(guī)的選礦技術(shù)及設(shè)備很難有效地對其有效成分進(jìn)行有效回收，因此，尾礦綜合利用任重而道遠(yuǎn)。尾礦開采技術(shù)要求高，必須進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。尾礦庫的開發(fā)與應(yīng)用，包括尾礦庫的各種礦物組成、化學(xué)成分、物理化學(xué)性能、技術(shù)性能等。在礦山綜合開發(fā)中，已經(jīng)積累了許多成功的實例，如果能將現(xiàn)有的條件和經(jīng)驗加以利用，并借助現(xiàn)代的各種分析與評價方法，將會達(dá)到事半功倍的效果。通過以上工藝應(yīng)用與分析可以看出，對選金礦尾礦中存在著的礦石樣本利用螺旋溜槽進(jìn)行處理，綜合強磁與搖床技術(shù)這兩項技術(shù)可以有效的獲取鐵物質(zhì)和硫物質(zhì)中含量比較低的長石粉。其中搖床尾礦可以通過井下填充的方式進(jìn)行，在工藝的各項操作中，細(xì)泥等則會通過管路輸送至尾礦壩，留下的長石粉則可以將其用至于陶瓷的制作與生產(chǎn)中。

9 案例分析

用來測試的礦石樣本來自一個金礦，它是從電廠的浮選尾礦中分離出來的，經(jīng)過壓力過濾和脫水而獲得的。

9.1 為基本選項找出依據(jù)

對尾礦進(jìn)行了粒徑分析，結(jié)果顯示：+0.020mm～0.074mm范圍內(nèi)，礦石中的FE、Se含量較低，中、細(xì)范圍內(nèi)的FE含量較高。該選礦廠的尾礦年產(chǎn)一千多噸，年生產(chǎn)能力330，000多噸，年產(chǎn)1級石粉60000t。以此為依據(jù)，對礦渣進(jìn)行了分級，并對中間顆粒進(jìn)行了預(yù)分離。然而，粗、細(xì)尾礦因其雜質(zhì)含量高而難以進(jìn)行有效地治理。這一段是用來填土或回填的。本發(fā)明的住宅空間較小，耗電較少，加工工藝簡便，便于區(qū)分大、中、細(xì)三種機型。經(jīng)鐵相分析，發(fā)現(xiàn)其成分為菱鐵礦、赤鐵礦、石灰石，而硫則以黃鐵礦為主。為此，提出了一種高強度磁選浮選脫硫工藝。故建議采用螺旋槽進(jìn)行分級預(yù)處理，并采用螺旋槽對鐵水和脫硫廢水進(jìn)行脫除。

9.2 選礦工藝研究

（1）試驗結(jié)果顯示：螺桿溜槽中鐵、硫等雜質(zhì)的含量仍然超過了陶瓷材料的技術(shù)指標(biāo)，還需對其進(jìn)行脫鐵、硫的脫除。根據(jù)目前鐵、硫礦物的存在形式，本文建議采用磨礦、低強度磁選、高強度磁選等方法，終于選定了強磁選浮選方案。螺旋溜槽的介質(zhì)是鋼網(wǎng)或齒形的介質(zhì)。結(jié)果，利用鐵絲網(wǎng)作為介質(zhì)表面，在磁場的作用下，獲得了1.8T的磁感應(yīng)強度。

（2）長石反浮選脫硫試驗。強磁選后，產(chǎn)物中以黃鐵礦為主，采用強磁選法對黃鐵礦進(jìn)行了脫除。但是，僅采用黃藥作為硫的捕收劑，其脫硫效率不高。通過添加bk-413和丁基黃藥，可以達(dá)到較好的去除效果。試驗結(jié)果顯示，采用500g/T的石灰、200g/T的硫酸銅、bk413300g/T、丁基黃藥、BK20126g/T的最佳脫硫劑體系。

（3）長石粉中雜質(zhì)的檢測。強磁反浮選能明顯減少鐵的含量，尤其是單一褐鐵礦、赤鐵礦、赤鐵礦、赤鐵礦等。鐵單體和結(jié)合細(xì)胞的百分比分別為5%和95%。黃鐵礦的單體含量只有2%，硫化長石的同生性達(dá)到98%。在沒有經(jīng)過研磨的情況下，采用物理方法難以進(jìn)一步減少長石中的鐵、硫等雜質(zhì)。

10 結(jié)語

尾砂的綜合利用必然會對資源、環(huán)境產(chǎn)生一定的危害，同時也會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。進(jìn)一步提高技術(shù)水平，實現(xiàn)資源的最大程度地保護(hù)、有效地利用、提高尾礦的經(jīng)濟效益、創(chuàng)造性地利用尾礦，是今后要重點研究和思考的問題。