坦桑尼亞太古代綠巖帶某微細(xì)浸染型金礦石選礦工藝研究

周瑤

摘要：某金礦床位于坦桑尼亞太古代綠巖帶中，屬于脈狀構(gòu)造蝕變巖型礦床。工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明：礦石含金5.17 g/t，砷0.43 %，硫2.50 %，主要金屬礦物有黃鐵礦、毒砂、磁鐵礦、菱鐵礦，脈石礦物主要有石英、長石、碳酸鹽、綠泥石、黑云母、黏土礦物；金礦物主要為自然金，載金礦物主要為黃鐵礦、毒砂和石英；金礦物嵌布狀態(tài)以包裹金和粒間金為主，分別為49 %和47 %，裂隙金較少；金礦物粒度非常細(xì)小，以微、細(xì)粒金為主，占92.5 %。針對(duì)該礦石性質(zhì)，進(jìn)行了選礦工藝探索試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：采用重選、全泥氰化浸出和浮選等單一流程，金回收率較低；為進(jìn)一步提高金浮選指標(biāo)，進(jìn)行了磨礦細(xì)度、捕收劑、活化劑、起泡劑等藥劑制度和流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗(yàn)，確定采用浮選+尾礦浸出工藝流程。結(jié)果表明：在最佳條件下，浮選閉路流程金精礦金品位44.70 g/t，金回收率83.56 %；浮選尾礦氰化金作業(yè)回收率34.41 %，金總回收率89.22 %。

關(guān)鍵詞：坦桑尼亞；綠巖帶；金礦石；浮選；氰化；微細(xì)浸染；選礦工藝

中圖分類號(hào)：TD953? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1277（2023）06-0039-05

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20230609

引 言

坦桑尼亞人口眾多、資源豐富、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿薮?，是非洲第四大產(chǎn)金國。坦桑尼亞維多利亞湖地區(qū)太古代綠巖帶是世界上著名的金成礦帶，蘊(yùn)藏著眾多世界級(jí)特大型金礦床［1］，礦化類型表現(xiàn)為金礦體以塊狀或浸染狀富鐵硫化物形式賦存于條帶狀含鐵建造或變質(zhì)凝灰?guī)r、基性巖的礦化剪切破碎帶及剪切帶控制的石英脈中［2］。

近年來，大量的中資企業(yè)赴坦桑尼亞進(jìn)行礦業(yè)開發(fā)與投資，但大多聚焦于金礦資源的獲取，對(duì)礦石微觀特征、工藝礦物學(xué)及金資源回收率方面重視程度不夠。坦桑尼亞某中型金礦床礦石中載金礦物主要為黃鐵礦、毒砂和石英，金顆粒較細(xì)，近80 %為細(xì)粒金，且大部分以包裹金和粒間金的形式嵌布，屬于較難選冶的礦石類型。本文研究了該礦床金礦石的物性，并進(jìn)行了選礦試驗(yàn)，為其資源的開發(fā)提供支持，也為當(dāng)?shù)氐闹匈Y礦業(yè)企業(yè)提供參考與借鑒。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及礦物組成

該金礦床礦石中主要有價(jià)元素為金，品位為5.17 g/t，有害元素砷和硫品位分別為0.43 %和2.50 %。原礦化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

金礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦（7.80 %）、毒砂（5.95 %）、磁鐵礦（2.80 %）、菱鐵礦（2.50 %），少量赤鐵礦、鈦鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦等；脈石礦物中含量較高的為石英（29.50 %）、長石（21.50 %）、碳酸鹽（7.50 %）、綠泥石（7.00 %）、黑云母（6.00 %）、黏土礦物（5.00 %），另有少量的磷灰石、碳質(zhì)礦物等。礦物組成及相對(duì)含量見表2。

1.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石中大部分黃鐵礦呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出；毒砂及少量黃鐵礦呈自形晶—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出；金礦物在金屬硫化物或石英中呈包含結(jié)構(gòu)產(chǎn)出。其中，金屬硫化物主要表現(xiàn)為浸染狀構(gòu)造，在脈石礦物中星散分布；一些碳酸鹽在礦石縫隙中集中分布，形成脈狀構(gòu)造。

1.3 金礦物嵌布特征

通過對(duì)金礦石進(jìn)行顯微鏡和掃描電鏡分析發(fā)現(xiàn)，主要載金礦物是黃鐵礦和石英，次要載金礦物為毒砂。金礦物主要以金的獨(dú)立礦物自然金、銀金礦的形式出現(xiàn)，并以包裹金、粒間金為主，裂隙金較少。金礦物中包裹金占49 %，粒間金占47 %，裂隙金占4 %。礦石中金礦物顆粒較小，以細(xì)粒金為主，微粒金次之，中粒、粗粒金含量較少，細(xì)粒金（0.01～0.037 mm）占比達(dá)78.5 %，微粒金（﹤0.01 mm）占比14 %。自然金形態(tài)以角粒狀、枝杈狀為主，麥粒狀、葉片狀次之。

1.4 主要金屬礦物嵌布特征

黃鐵礦：此種礦物的相對(duì)含量為7.80 %，大部分呈淺黃色，呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、自形晶—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，粒徑0.01～3 mm。黃鐵礦呈脈狀、浸染狀分布于脈石礦物中，少量被毒砂、黃銅礦交代。

毒砂：其相對(duì)含量為5.95 %，是金礦物載體之一。顯微鏡下觀察毒砂呈亮白色，自形晶—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.01～3 mm，呈脈狀、浸染狀分布于脈石礦物中，部分與黃鐵礦連生。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 選礦工藝探索試驗(yàn)

礦石中49 %的金以包裹金形式嵌布在黃鐵礦、毒砂、石英等礦物中，且顆粒細(xì)小，78.5 %為細(xì)粒金。相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明：原礦細(xì)磨后浸出過程中，硫、砷、碳相關(guān)元素會(huì)消耗大量的浸出劑，使得選礦成本明顯提高。通過浮選進(jìn)行回收時(shí)，金易損失，且在綠泥石等雜質(zhì)的影響下，金的浮選難度也會(huì)明顯增加［3-4］。因此，根據(jù)礦石性質(zhì)和金的賦存狀態(tài)，本次試驗(yàn)研究開展了重選、全泥氰化浸出、浮選探索試驗(yàn)，基于所得結(jié)果進(jìn)行工藝優(yōu)化。

2.1.1 重 選

原礦中粒間金和裂隙金分別占47 %和4 %，因而在研究過程中選擇搖床開展重選回收試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：磨礦細(xì)度-0.075 mm占75 %條件下，重選精礦金品位49.50 g/t，產(chǎn)率為2.20 %；尾礦中金品位高，由此可判斷出該金礦石嵌布粒度較細(xì)，礦物的密度沒有明顯差異性，重選工藝不適宜。

2.1.2 全泥氰化浸出

全泥氰化浸出試驗(yàn)中，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.075 mm占85 %、浸出時(shí)間24 h時(shí)，金浸出率為44.29 %；提高磨礦細(xì)度至-0.075 mm占95 %時(shí)，氰化金浸出率為46.62 %；即便進(jìn)一步增加磨礦細(xì)度到-0.040 mm占96 %，金浸出率僅為47 %，并沒有明顯的改善，說明原礦金嵌布粒度較細(xì)，不易解離。因此，該礦石不宜采用全泥氰化浸出工藝。

2.1.3 浮 選

在浮選過程中，有用礦物能否被浮選上來，取決于礦物表面的潤濕性，而礦物表面的潤濕性是礦物的重要物理化學(xué)性質(zhì)之一，其決定了礦物顆粒與氣泡發(fā)生碰撞時(shí)能否附著并被上?。?］。礦石中大部分金礦物以包裹金形式嵌布于硫化物和石英中，且顆粒較細(xì)。巖礦鑒定也表明，部分黃鐵礦呈半氧化狀態(tài)，可浮性差，不經(jīng)活化很難上浮，為此開展了單一浮選探索試驗(yàn)。

單一浮選流程為一粗三掃二精（見圖1），磨礦細(xì)度為-0.075 mm占70 %，粗選捕收劑丁基黃藥和丁銨黑藥用量分別為60 g/t和40 g/t，起泡劑2號(hào)油用量為40 g/t。取得的試驗(yàn)指標(biāo)為：粗精礦金品位為53.88 g/t，金回收率為62.53 %，尾礦金品位為0.81 g/t（見表3）。

2.2 浮選條件試驗(yàn)

通過浮選探索試驗(yàn)，浮選過程中加入活化劑硫酸銅，回收率得到提高。由于礦石含泥量大，金屬礦物粒度細(xì)，通過優(yōu)化浮選條件，會(huì)達(dá)到更好效果。因此，浮選試驗(yàn)考察的指標(biāo)主要包括磨礦細(xì)度、活化劑用量、捕收劑種類及用量、起泡劑用量。

2.2.1 磨礦細(xì)度

由上述分析可知：礦石中金礦物多以包裹金形式嵌布于硫化物和石英中，磨礦可使有用礦物充分解離［6-7］，提高金回收率。為有效分析磨礦細(xì)度和浮選參數(shù)的相關(guān)性，控制丁基黃藥用量60 g/t、丁銨黑藥用量40 g/t、2號(hào)油用量40 g/t，在此基礎(chǔ)上開展試驗(yàn)。流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可知：在磨礦不斷變細(xì)過程中，對(duì)應(yīng)的金回收率也持續(xù)提高；在磨礦細(xì)度-0.075 mm占比達(dá)到70 %后，進(jìn)一步細(xì)化，金回收率變化不大，而金品位有所降低。因此，選擇磨礦細(xì)度-0.075 mm占70 %為宜。

2.2.2 活化劑用量

通過浮選探索試驗(yàn)，浮選過程中加入活化劑硫酸銅，回收率得到提高，但過量會(huì)浪費(fèi)活化劑，增加成本。在磨礦細(xì)度-0.075 mm占70 %、丁基黃藥用量60 g/t、丁銨黑藥用量40 g/t、2號(hào)油用量40 g/t的條件下，開展試驗(yàn)。流程見圖1，結(jié)果見圖3。

由圖3可知：在增加硫酸銅用量過程中，金回收率先升高后逐漸下降；當(dāng)硫酸銅用量達(dá)到200 g/t時(shí)，粗精礦金品位和金回收率達(dá)到平衡，浮選指標(biāo)基本穩(wěn)定。因此，確定活化劑硫酸銅用量為200 g/t。

2.2.3 捕收劑種類

金礦石浮選時(shí)常用的捕收劑為黃藥和黑藥類，并且按一定比例混合使用，可提高回收率和浮選速度，減少用藥量，降低藥劑費(fèi)用，改善過程的選擇性，尤其對(duì)含有難選硫化物的金礦石顯得特別重要［8］。在試驗(yàn)過程中，為分析捕收劑和浮選效果的相關(guān)性，在磨礦細(xì)度-0.075 mm占70 %、硫酸銅用量200 g/t、2號(hào)油用量40 g/t的條件下，進(jìn)行捕收劑種類單因素試驗(yàn)。流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可知：單一捕收劑獲得的粗精礦金品位相對(duì)較低，金回收率低，異戊基黃藥+丁銨黑藥組合捕收劑金回收率和粗精礦金品位最高，尾礦金品位最低，說明組合捕收劑對(duì)礦石中金礦物的捕收能力強(qiáng)。因此，選擇這種組合為捕收劑。

2.2.4 捕收劑用量

捕收劑用量應(yīng)該控制在合理范圍內(nèi)，不足會(huì)導(dǎo)致金礦物損失，而過量則會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)［9-10］，增加成本。為檢驗(yàn)捕收劑對(duì)浮選工藝指標(biāo)的影響，在磨礦細(xì)度-0.075 mm占70 %、硫酸銅用量200 g/t、2號(hào)油用量40 g/t的條件下，進(jìn)行捕收劑用量（異戊基黃藥與丁銨黑藥用量比3∶2）試驗(yàn)。流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可知：隨著異戊基黃藥和丁銨黑藥用量的增加，金回收率逐步升高，但粗精礦金品位逐漸降低。當(dāng)異戊基黃藥用量達(dá)到60 g/t、丁銨黑藥用量達(dá)到40 g/t時(shí)，浮選指標(biāo)基本穩(wěn)定。因此，本次試驗(yàn)選擇粗選異戊基黃藥60 g/t，丁銨黑藥40 g/t；掃選一異戊基黃藥40 g/t，丁銨黑藥20 g/t；掃選二異戊基黃藥20 g/t，丁銨黑藥10 g/t；掃選三異戊基黃藥10 g/t，丁銨黑藥5 g/t為宜。

2.2.5 起泡劑用量

適量的起泡劑能明顯提高浮選工藝金回收率和精礦金品位［11］，目前生產(chǎn)中常用的起泡劑為2號(hào)油。在磨礦細(xì)度-0.075 mm占70 %、硫酸銅用量200 g/t、異戊基黃藥用量60 g/t、丁銨黑藥用量40 g/t基礎(chǔ)上開展2號(hào)油用量試驗(yàn)。流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6可知：在提高2號(hào)油用量后，金回收率不斷增加，而粗精礦金品位有所降低。當(dāng)2號(hào)油用量達(dá)到30 g/t時(shí)，浮選指標(biāo)基本穩(wěn)定。綜合考慮，確定2號(hào)油用量為30 g/t。

2.3 閉路試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)結(jié)果和礦石性質(zhì)，選擇“一粗三掃二精”浮選流程。閉路試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知：閉路試驗(yàn)獲得的金精礦金品位44.70 g/t，金回收率83.56 %；尾礦金品位0.93 g/t，金回收率16.44 %，這部分尾礦基本為微細(xì)粒含金黃鐵礦和毒砂，不滿足回收要求。因此，對(duì)此尾礦通過浸出方法回收金。

2.4 浮選尾礦浸出

研究發(fā)現(xiàn)金礦物大部分包裹于黃鐵礦和毒砂礦物中，通過提高磨礦細(xì)度、調(diào)整浸出時(shí)間等條件試驗(yàn)，確定浸出條件為：再磨細(xì)度-0.075 mm占95 %、氰化鈉用量1 400 g/t、石灰用量4 000 g/t、浸出時(shí)間24 h。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知：浮選尾礦提高磨礦細(xì)度后再浸出，金作業(yè)回收率34.41 %，對(duì)原礦金回收率為5.66 %，浮選+尾礦浸出工藝流程金總回收率為89.22 %，效果較好。

3 結(jié) 論

1）坦桑尼亞太古代綠巖帶某金礦床礦石金品位5.17 g/t，載金礦物主要為黃鐵礦、毒砂和石英，49 %的金礦物為包裹金形式，47 %為粒間金，4 %以裂隙金形式存在。礦石中金礦物顆粒較小，以細(xì)粒金為主，中粒、粗粒金含量較少，細(xì)粒金（0.01～0.037 mm）達(dá)78.5 %。

2）在重選探索試驗(yàn)過程中，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.075 mm占75 %時(shí)，重選精礦金品位49.50 g/t，產(chǎn)率為2.20 %；尾礦中金品位高，該礦石不適宜采用重選工藝處理。

3）在全泥氰化浸出探索試驗(yàn)中，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.075 mm 占85 %、浸出時(shí)間24 h時(shí)，金浸出率為44.29 %；即便進(jìn)一步增加磨礦細(xì)度到-0.040 mm占96 %時(shí)，浸出率僅為47 %，表明該礦石不宜采用全泥氰化浸出選礦工藝處理。

4）通過最佳條件試驗(yàn)，采用浮選+尾礦浸出工藝流程，閉路試驗(yàn)條件下得到的金精礦金品位44.70 g/t，金總回收率為89.22 %，可取得顯著的回收效果。

［參 考 文 獻(xiàn)］

［1］ 王建光，彭俊，袁楊森，等.坦桑尼亞馬拉-穆索馬綠巖帶金礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律淺析［J］.地質(zhì)與勘探，2017，53（2）：406-412.

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［11］ 王立新，王青才.某高硫低品位金礦石浮選試驗(yàn)研究［J］.黃金，2019，40（11）：52-55.

Abstract：A gold deposit in the Tanzanian Archean greenstone belt belongs to the vein-type altered rock deposit.The results of process mineralogy research show that the ore contains 5.17 g/t of gold，0.43 % of arsenic，and 2.50 % of sulfur，and the main metallic minerals are pyrite，arsenopyrite，magnetite，and siderite.The gangue minerals are mainly quartz，feldspar，carbonate，chlorite，biotite，and clay minerals.The main gold mineral is native gold，and the main gold-bearing minerals are pyrite，arsenopyrite，and quartz.The gold mineral distribution is mainly related to encased gold and intergranular gold，with contents of 49 % and 47 %，respectively，and there is less fissure gold.The particle size of gold mineral is very fine，mainly composed of micro and fine-grained gold，accounting for 92.5 %.Based on the properties of the ore，exploration and testing of the ore-dressing process were carried out.The results show that the gold recovery rate is low when using a single process such as gravity separation，all-sliming cyanide leaching，and flotation.To improve the flotation index，experiments were carried out to optimize the reagent regime including grinding fineness，collector，activator and frother，and the process structure，and it was determined to use the flotation+tailings leaching process.The results show that under the optimal conditions，the gold grade of? gold concentrates in the closed-circuit flotation process is 44.70 g/t，the gold recovery rate is 83.56 %;the cyanidation gold operational recovery rate in the flotation tailings is 34.41 %，and the total gold recovery rate is 89.22 %.

Keywords：Tanzanian;greenstone belt;gold ore;flotation;fine dissemination;cyanidation;ore-dressing process