國外某高硫金礦石選礦試驗研究

王路平，楊培根，高軍雷，秦學(xué)強，豆 娜

(1.山東招金科技有限公司；2.山東安鑫礦山工程有限公司；3.招金礦業(yè)股份有限公司；4.山東國環(huán)固廢創(chuàng)新科技中心有限公司)

國外某金礦石金品位3.20 g/t、銀品位19.08 g/t、硫品位7.53 %，有害元素砷品位2.18 %。金礦物的主要載體礦物為黃鐵礦、毒砂，礦石中大部分的金礦物以包裹金形式存在，且包裹金的硫化礦物含量高導(dǎo)致金精礦金品位難以提高。本文針對該礦石性質(zhì)，開展了詳細的工藝礦物學(xué)和選礦試驗研究，為該金礦資源的開發(fā)利用提供技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)分析

國外某金礦石中主要有價元素為金，品位為3.20 g/t，有害元素砷品位較高，為2.18 %。原礦主要化學(xué)元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦主要化學(xué)元素分析結(jié)果

1.2 礦物組成

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、毒砂，其次為閃鋅礦、赤鐵礦、鎂鐵礦、磁黃鐵礦；脈石礦物主要為石英、伊利石，其次為長石、黑云母等。礦物組成及相對含量見表2。

表2 礦物組成及相對含量

1.3 金礦物嵌布特征

通過對礦石進行顯微鏡及掃描電鏡觀測，可知礦石中主要金屬礦物黃鐵礦和毒砂是金礦物的主要載體礦物，金次要載體礦物為赤鐵礦、閃鋅礦及脈石礦物。金礦物主要以包裹金、連生體金及單體金的形式嵌布于礦石中，70.52 %的金礦物以包裹金形式存在(硫化礦物包裹金占41.97 %)，18.98 %的金礦物以連生體金形式存在，10.50 %的金礦物以單體金形式存在。礦石中金礦物顆粒較小，最大的金礦物顆粒直徑為71.06 μm，最小顆粒直徑為0.634 7 μm。其中，金礦物粒徑主要分布于1～5 μm，分布率達44.90 %。

1.4 主要金屬礦物嵌布特征

黃鐵礦：相對含量為12.25 %，是金礦物的主要載體礦物之一。顯微鏡下觀察黃鐵礦呈淡黃色，呈晶型較好的自形晶。黃鐵礦大多與閃鋅礦、毒砂、黃銅礦等其他金屬礦物共生，極少數(shù)以單體形式嵌布于脈石礦物中。

毒砂：相對含量為4.45 %，是金礦物的主要載體礦物之一。顯微鏡下觀察毒砂呈白色微帶黃色，大多與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦共生，極少數(shù)以單體形式嵌布于脈石礦物中。

閃鋅礦：相對含量為1.17 %，是金礦物的次要載體礦物之一。顯微鏡下觀察其呈灰色，大多與黃鐵礦、毒砂、黃銅礦等金屬礦物共生，且閃鋅礦中常包裹微細粒黃銅礦。

赤鐵礦：相對含量為3.35 %，是金礦物的次要載體礦物之一。顯微鏡下觀察其呈灰白色纖維狀，大多與黃鐵礦連生。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 選礦工藝探索試驗

金礦物的嵌布特征分析結(jié)果表明，該礦石中主要載金礦物是黃鐵礦和毒砂，41.97 %的金礦物包裹于硫化礦物中，且顆粒細小。根據(jù)礦石性質(zhì)，開展了全泥浸出、浮選探索試驗，其中浮選開展了單一浮選、抑硫浮金、浮選-精礦再磨再選探索試驗。

2.1.1 全泥浸出試驗

固定浸出磨礦細度-0.074 mm占80 %、浸出劑用量3 kg/t、浸出時間24 h，進行氰化浸出和環(huán)保浸金劑浸出試驗。采用氰化鈉浸出，金浸出率為64.57 %；采用環(huán)保浸金劑浸出，金浸出率為57.71 %。提高磨礦細度至-0.074 mm占99 %時，氰化金浸出率為67 %，金浸出率提高幅度不大，但是，隨著磨礦細度的提高，礦石中黃鐵礦、毒砂等礦物不斷解離，導(dǎo)致浸出劑用量大幅上升。因此，該礦石不宜采用全泥浸出工藝。

2.1.2 浮選試驗

礦石中金主要嵌布于硫化礦物中，大部分金礦物以包裹金形式存在，且包裹金的硫化礦物含量高，導(dǎo)致浮選金精礦金品位不高。為提高金精礦金品位，需要添加調(diào)整劑抑制硫化礦物，以及進行精礦再磨再選，為此開展了單一浮選、抑硫浮金、浮選-精礦再磨再選探索試驗。

在磨礦細度-0.074 mm占65 %、捕收劑為異戊基黃藥、起泡劑為2號油的條件下，開路試驗單一浮選方案獲得的金精礦金品位為15.87 g/t、金回收率為89.10 %；抑硫浮金方案獲得的金精礦金品位為38.23 g/t、金回收率為32.19 %；浮選-精礦再磨再選方案獲得的金精礦1金品位為29.28 g/t、金回收率為60.13 %，金精礦2金品位為12.06 g/t、金回收率為29.96 %。探索試驗結(jié)果表明：單一浮選獲得的金回收率最高，但金精礦金品位較低；礦石直接抑硫浮金，石灰用量大時金受到抑制，浮選指標不理想；最終確定采用浮選-精礦再磨再選，在一段粗磨的條件下將硫化礦物全部浮出，并拋除大量尾礦，再對浮選精礦進行細磨使其進一步單體解離后，加入抑制劑抑制部分黃鐵礦，以提高金精礦金品位。

2.2 浮選條件試驗

通過浮選探索試驗，該礦石可浮性較好，不需添加調(diào)整劑，因此主要進行磨礦細度、捕收劑種類及用量等試驗。

2.2.1 磨礦細度

由于礦石中金多呈包裹體形式嵌布于硫化礦物中，磨礦可使有用礦物充分單體解離[1]，磨礦細度過粗或過細均不利于浮選。為考察磨礦細度對浮選指標的影響，在異戊基黃藥用量150 g/t、2號油用量40 g/t的條件下，進行磨礦細度試驗。試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細度試驗流程

圖2 磨礦細度試驗結(jié)果

由圖2可知：隨著磨礦細度的增加，粗精礦金回收率逐漸提高；在磨礦細度-0.074 mm達到65 %后，再繼續(xù)提高磨礦細度，金回收率變化不大，粗精礦金品位呈小幅下降趨勢。綜合考慮，確定磨礦細度-0.074 mm 占65 %。

2.2.2 捕收劑種類

硫化礦浮選常用的捕收劑為黃藥和黑藥類。為考察捕收劑對浮選效果的影響，在磨礦細度-0.074 mm 占65 %、起泡劑2號油用量40 g/t的條件下，進行單一捕收劑及組合捕收劑種類試驗。試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見圖3。

A—丁基黃藥 B—異戊基黃藥 C—Y-89 D—異戊基黃藥+丁銨黑藥 E—異戊基黃藥+25號黑藥

由圖3可知：5種捕收劑獲得的粗精礦金回收率相差不大，其中組合捕收劑獲得的粗精礦產(chǎn)率大，金品位低；單一捕收劑異戊基黃藥和丁基黃藥獲得的粗精礦金品位較高；異戊基黃藥對該礦石中金礦物的捕收能力較好，粗精礦金回收率和金總回收率最高，尾礦金品位最低。綜合考慮，選擇異戊基黃藥作為捕收劑。

2.2.3 捕收劑用量

捕收劑用量不足會損失金礦物，過量會浪費捕收劑[2]。在磨礦細度-0.074 mm占65 %、起泡劑2號油用量40 g/t的條件下，進行捕收劑異戊基黃藥用量試驗。試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 捕收劑用量試驗結(jié)果

由圖4可知：隨著異戊基黃藥用量的增加，粗精礦金品位逐漸降低，金回收率先升高后趨于穩(wěn)定；當異戊基黃藥用量達到100 g/t時，浮選指標基本穩(wěn)定。綜合考慮，確定異戊基黃藥用量為100 g/t。

2.2.4 精礦再磨細度

為進一步提高金精礦金品位，浮選精礦需進行再磨。精礦再磨能夠避免一次多段磨礦產(chǎn)生的過粉碎現(xiàn)象，減少磨礦能耗[3]。試驗采用的樣品為一粗一精二掃閉路試驗流程獲得的金精礦，金品位為15.37 g/t，其作為給礦進行精礦再磨細度試驗，考察精礦再磨細度對金精礦金品位的影響。試驗選擇價格低廉且對硫化礦有良好抑制效果的石灰作為抑制劑[4-6]，抑制部分黃鐵礦，以提高金精礦金品位。固定抑制劑石灰用量3 000 g/t、捕收劑異戊基黃藥用量40 g/t、起泡劑2號油用量20 g/t。試驗流程見圖5，試驗結(jié)果見圖6。

圖5 精礦再磨細度試驗流程

圖6 精礦再磨細度試驗結(jié)果

由圖6可知：精礦再磨能夠使金礦物進一步解離，從而提高金精礦金品位；隨著再磨細度的增加，金精礦金品位逐漸提高后趨于穩(wěn)定，金回收率變化不大。綜合考慮，選擇精礦再磨細度-0.038 mm占75 %。

2.2.5 石灰用量

固定再磨細度-0.038 mm占75 %、異戊基黃藥用量40 g/t、2號油用量20 g/t，進行石灰用量試驗，考察石灰用量對金精礦金品位的影響。試驗流程見圖5，試驗結(jié)果見圖7。

圖7 石灰用量試驗結(jié)果

由圖7可知：隨著石灰用量的增加，金精礦金品位逐漸提高，但金回收率不斷降低，表明加入的抑制劑石灰的量越多，就會有越多的含金硫化礦物被抑制進入尾礦而流失，金硫難以有效分離，金精礦金品位與金回收率成反比。綜合考慮金精礦金品位和金回收率，確定石灰用量為2 000 g/t。

2.3 閉路試驗

根據(jù)礦石性質(zhì)和條件試驗結(jié)果可知，該礦石中金與黃鐵礦及毒砂關(guān)系密切，且金嵌布粒度微細，即使細磨，金硫也難以有效分離，因此采用浮選-精礦再磨再選工藝流程，得到一個高品位金精礦和一個低品位金精礦。閉路試驗流程見圖8，試驗結(jié)果見表3。

圖8 閉路試驗流程

表3 閉路試驗結(jié)果

由表3可知：閉路試驗獲得的金精礦1金品位25.01 g/t、金回收率72.74 %；金精礦2金品位11.06 g/t、金回收率 21.18 %。金精礦1含硫41.51 %，金精礦2含硫45.32 %。金精礦2金品位較低，后續(xù)應(yīng)開展單獨處理相關(guān)試驗研究。

3 結(jié) 論

1)國外某金礦石金品位3.20 g/t、銀品位19.08 g/t、硫品位7.53 %。金屬礦物主要為黃鐵礦、毒砂，其是金礦物的主要載體礦物；70.52 %的金礦物以包裹形式嵌布于礦石中，顆粒細小。

2)采用浮選-精礦再磨再選工藝流程，閉路試驗獲得的金精礦1金品位25.01 g/t、金回收率72.74 %；金精礦2金品位11.06 g/t、金回收率21.18 %。金精礦1含硫41.51 %，金精礦2含硫45.32 %。金精礦2 金品位較低，后續(xù)應(yīng)開展單獨處理相關(guān)試驗研究。

3)該礦石中硫化礦物含量高，且大部分金礦物以包裹金形式存在，雖然精礦再磨提高了含金礦物的解離度，但金硫難以有效分離，金回收率隨金精礦金品位的提高而逐步降低，金精礦金品位與金回收率成反比。因此，在保證該礦石金回收率的情況下，很難獲得高品位的金精礦。