金礦浮選尾礦提取長(zhǎng)石的試驗(yàn)研究

摘要：某金礦浮選尾礦主要由石英、長(zhǎng)石和云母等礦物組成，根據(jù)粒徑小于0.074 mm的礦粒占總磨礦產(chǎn)品的比例，現(xiàn)場(chǎng)金礦浮選尾礦磨礦細(xì)度為85%。為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石的綜合回收，開(kāi)展長(zhǎng)石工藝礦物學(xué)研究，通過(guò)選礦試驗(yàn)提取金礦浮選尾礦中的長(zhǎng)石。首先分別開(kāi)展脫鈣浮選試驗(yàn)、脫云母浮選試驗(yàn)、長(zhǎng)石與石英浮選分離試驗(yàn)，然后開(kāi)展提取長(zhǎng)石的全流程試驗(yàn)，最后開(kāi)展長(zhǎng)石精礦磁選脫鐵試驗(yàn)。其中，長(zhǎng)石與石英浮選分離采用無(wú)氟有酸工藝。浮選閉路試驗(yàn)獲得產(chǎn)率25.20%、K2O+Na2O含量10.36%的長(zhǎng)石精礦，長(zhǎng)石精礦磁選可將Fe品位從1.25%降低至0.75%。

關(guān)鍵詞：金礦浮選尾礦；長(zhǎng)石；提??；選礦；無(wú)氟有酸工藝

中圖分類號(hào)：TD926.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）06-00-06

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.06.011

Experimental Study on Extracting Feldspar from Gold Mine"Flotation Tailings

WANG Yu1， Zhang Xiaoliang2， Wang Panzhi1， REN Aijun2

（1. Jiaojia Gold Mine， Shandong Gold Mining （Laizhou） Company Limited， Yantai 261441， China;

2. BGRIMM Technology Group， Beijing 102628， China）

Abstract： The flotation tailings of a certain gold mine are mainly composed of minerals such as quartz， feldspar， and mica， according to the proportion of ore particles with a particle size less than 0.074 mm in the total grinding product， the grinding fineness of on-site gold mine flotation tailings is 85%. In order to achieve comprehensive recovery of feldspar， research on feldspar process mineralogy is carried out， and feldspar is extracted from gold mine flotation tailings through beneficiation experiments. Firstly， the decalcification flotation test， mica removal flotation test， and feldspar and quartz flotation separation test are separately carried out， then a full process test is conducted for extracting feldspar， finally magnetic separation and iron removal test is carried out for feldspar concentrate. Among them， the flotation separation of feldspar and quartz adopts a fluorine-free and acid-containing process. The closed circuit flotation test obtains a feldspar concentrate with a yield of 25.20% and a K2O + Na2O content of 10.36%， and magnetic separation of feldspar concentrate can reduce the Fe grade from 1.25% to 0.75%.

Keywords： gold mine flotation tailings; feldspar; extract; beneficiation; fluoride-free and acid-containing process

隨著我國(guó)綠色礦山建設(shè)的深入推進(jìn)和安全風(fēng)險(xiǎn)防控意識(shí)的不斷增強(qiáng)，加上原有尾礦庫(kù)庫(kù)容的日漸萎縮，尾礦處理問(wèn)題已經(jīng)成為制約礦山企業(yè)發(fā)展的瓶頸[1]。在膠東地區(qū)的金礦浮選尾礦中，長(zhǎng)石是常見(jiàn)的有價(jià)礦物，在陶瓷、玻璃和搪瓷等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，需求量呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)[2]。對(duì)尾礦中低品位長(zhǎng)石進(jìn)行綜合利用，既可提高礦石的利用價(jià)值，又可減少尾礦堆存量。影響長(zhǎng)石精礦品位的主要礦物為石英，由于兩者相似的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，長(zhǎng)石與石英的荷電類型和荷電量基本相同，導(dǎo)致以靜電吸附為主的胺類陽(yáng)離子捕收劑在長(zhǎng)石與石英表面的吸附?jīng)]有選擇性，二者的分離提純難度較大。

石英和長(zhǎng)石分離主要采用浮選法，根據(jù)調(diào)整劑的不同分為氫氟酸法、無(wú)氟有酸法和無(wú)氟無(wú)酸法[3]。氫氟酸法是以氫氟酸為長(zhǎng)石的活化劑，是實(shí)現(xiàn)石英與長(zhǎng)石分離最早開(kāi)展研究的方法，分選指標(biāo)一般較好[4-5]。膠東地區(qū)某黃金浮選尾礦采用無(wú)氟有酸工藝浮選富集長(zhǎng)石，效果不明顯；采用有氟有酸工藝，可以浮選回收長(zhǎng)石，但是污染較為嚴(yán)重[6]。無(wú)氟有酸工藝是使用最為廣泛的分離方法，工業(yè)應(yīng)用較為成熟[7-8]。某銅鉬尾礦利用硫酸調(diào)整礦漿pH至3.1，通過(guò)BK440捕收劑有效地實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石和石英分離[9]。某鎢錫尾礦采用硫酸作為調(diào)整劑，利用十八胺和十二烷基磺酸鈉混合捕收劑浮選長(zhǎng)石，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石與石英的無(wú)氟分離[10]。中性條件的無(wú)氟無(wú)酸浮選以六偏磷酸鈉為石英抑制劑，陽(yáng)離子捕收劑和陰離子捕收劑混合使用，可產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)石精礦[11-12]。堿性條件的無(wú)氟無(wú)酸浮選以金屬離子活化石英，添加陰離子捕收劑使石英上浮，實(shí)現(xiàn)石英和長(zhǎng)石在堿性條件的浮選分離[13-15]。以某金礦浮選尾礦為研究對(duì)象，采用無(wú)氟有酸工藝開(kāi)展提取長(zhǎng)石的選礦試驗(yàn)，產(chǎn)出長(zhǎng)石精礦，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石的浮選回收。

1 原料性質(zhì)

金礦浮選尾礦的主要化學(xué)成分如表1所示。數(shù)據(jù)表明，尾礦樣品中，K2O含量為4.43%，Na2O含量為2.37%，總鐵（TFe）含量為1.71%，Au含量為0.13 g/t，鉀與鈉元素含量較高，雜質(zhì)元素鐵含量也較高。金礦浮選尾礦的礦物組成分析結(jié)果如表2所示。數(shù)據(jù)表明，主要礦物為石英、鈉長(zhǎng)石、白云母和鉀長(zhǎng)石，石英含量為40.28%，長(zhǎng)石含量為34.19%，白云母含量為18.62%。金屬礦物以鐵礦物為主，主要為褐鐵礦，其次是黃鐵礦，另有微量的磁鐵礦。

現(xiàn)場(chǎng)金礦浮選尾礦中，粒度小于0.074 mm的顆粒占比為50.49%，粒度較粗且粗細(xì)分布不均，長(zhǎng)石、石英和白云母的解離度分別為85.07%、86.73%與53.17%。根據(jù)粒徑小于0.074 mm的礦粒占總磨礦產(chǎn)品的比例，現(xiàn)場(chǎng)金礦浮選尾礦磨礦細(xì)度為85%時(shí)，長(zhǎng)石、石英和白云母的解離度分別為90.06%、91.86%與64.58%，長(zhǎng)石與石英解離充分，白云母解離仍較差。為了提高長(zhǎng)石產(chǎn)品的回收率，確定現(xiàn)場(chǎng)金礦浮選尾礦磨礦細(xì)度為85%，開(kāi)展提取長(zhǎng)石的選礦試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 脫鈣浮選試驗(yàn)

試驗(yàn)樣品含有部分方解石等碳酸鹽礦物，在礦漿中會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)，若不預(yù)先脫除，則不利于礦漿pH的穩(wěn)定。金礦浮選尾礦磨礦后，預(yù)先進(jìn)行脫鈣浮選，以碳酸鈉為礦漿pH調(diào)整劑，捕收劑為油酸。碳酸鈉用量為2 000 g/t礦時(shí)，礦漿pH為9.0，開(kāi)展條件試驗(yàn)，分析油酸用量對(duì)脫鈣效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。隨著油酸用量的增加，脫鈣尾礦的CaO回收率逐漸增加，油酸用量大于200 g/t礦時(shí)，CaO回收率增加幅度較小。因此，脫鈣浮選試驗(yàn)的油酸用量取200 g/t礦。

2.2 脫云母浮選試驗(yàn)

金礦浮選尾礦中，云母含量較高，礦漿中殘余的云母對(duì)長(zhǎng)石和石英的分離有較大的影響。金礦浮選尾礦經(jīng)過(guò)脫鈣浮選后，進(jìn)行脫云母浮選試驗(yàn)。以硫酸為礦漿pH調(diào)整劑，改性胺為捕收劑，硫酸用量為2 500 g/t礦，礦漿pH為5.0，開(kāi)展條件試驗(yàn)，分析改性胺用量對(duì)脫云母效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。隨著改性胺用量的增加，脫云母尾礦的產(chǎn)率提高，同時(shí)長(zhǎng)石在脫云母尾礦中的損失增加。因此，脫云母浮選試驗(yàn)的改性胺用量宜控制在150～200 g/t礦。

2.3 長(zhǎng)石與石英浮選分離試驗(yàn)

金礦浮選尾礦經(jīng)過(guò)脫鈣浮選、脫云母浮選后，開(kāi)展長(zhǎng)石與石英的浮選分離試驗(yàn)。采用硫酸作為礦漿pH調(diào)整劑，同時(shí)活化長(zhǎng)石并抑制石英的上浮。采用石油磺酸鈉作為長(zhǎng)石浮選的陰離子捕收劑，使用改性胺作為長(zhǎng)石浮選的陽(yáng)離子捕收劑。長(zhǎng)石與石英浮選分離試驗(yàn)主要考察硫酸用量、改性胺用量和石油磺酸鈉用量的影響。

2.3.1 pH條件試驗(yàn)

改性胺用量為600 g/t礦，石油磺酸鈉用量為1 200 g/t礦時(shí)，利用硫酸調(diào)節(jié)礦漿pH，開(kāi)展條件試驗(yàn)，分析礦漿pH對(duì)長(zhǎng)石與石英浮選分離效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。隨著礦漿pH的降低，長(zhǎng)石精礦的K2O和Na2O品位逐漸升高，礦漿pH降至1左右，長(zhǎng)石與石英的分離效果較好，硫酸用量需要控制在10 000 g/t礦以上。

2.3.2 陰陽(yáng)離子捕收劑配比條件試驗(yàn)

無(wú)氟有酸工藝中，除了調(diào)節(jié)礦漿pH外，陰陽(yáng)離子捕收劑的配比也是長(zhǎng)石與石英浮選分離的關(guān)鍵。陰離子捕收劑可通過(guò)靜電吸附或特性吸附的方式吸附在長(zhǎng)石表面，陽(yáng)離子捕收劑再與陰離子捕收劑作用，使得長(zhǎng)石疏水上浮，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石與石英的分離。硫酸用量為10 000 g/t礦，改性胺用量為600 g/t礦，改變石油磺酸鈉用量，開(kāi)展條件試驗(yàn)，分析陰陽(yáng)離子捕收劑配比對(duì)長(zhǎng)石與石英浮選分離效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。隨著石油磺酸鈉用量的增加，長(zhǎng)石精礦的產(chǎn)率降低，K2O和Na2O品位逐漸升高，長(zhǎng)石與石英分離的選擇性提高。石油磺酸鈉用量為1 200 g/t礦以上，即陰離子捕收劑用量為陽(yáng)離子捕收劑的2倍以上時(shí)，長(zhǎng)石精礦指標(biāo)變化較小。因此，石油磺酸鈉用量與改性胺用量的配比取2∶1。

2.3.3 陰陽(yáng)離子捕收劑用量條件試驗(yàn)

硫酸用量為10 000 g/t礦，石油磺酸鈉用量與改性胺用量的配比為2∶1，開(kāi)展條件試驗(yàn)，分析陰陽(yáng)離子捕收劑用量對(duì)長(zhǎng)石與石英浮選分離效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。隨著陰陽(yáng)離子捕收劑用量的增加，長(zhǎng)石精礦的產(chǎn)率升高，K2O和Na2O品位逐漸降低，K2O和Na2O回收率升高。綜合考慮長(zhǎng)石精礦的品位和回收率，長(zhǎng)石與石英浮選分離試驗(yàn)的陰陽(yáng)離子捕收劑用量取1 800 g/t礦，其中石油磺酸鈉用量為1 200 g/t礦，改性胺用量為600 g/t礦。

2.4 提取長(zhǎng)石的全流程試驗(yàn)

根據(jù)脫鈣浮選試驗(yàn)、脫云母浮選試驗(yàn)以及長(zhǎng)石與石英浮選分離試驗(yàn)確定的最佳條件，開(kāi)展提取長(zhǎng)石的全流程試驗(yàn)，浮選閉路試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。結(jié)果顯示，金礦浮選尾礦經(jīng)過(guò)脫鈣浮選和脫云母浮選后，長(zhǎng)石浮選閉路流程可獲得長(zhǎng)石精礦產(chǎn)品，產(chǎn)率為25.20%，其中K2O和Na2O品位分別為6.22%和4.14%，K2O+Na2O品位為10.36%，達(dá)到鉀長(zhǎng)石合格品的含量要求。長(zhǎng)石浮選精礦的Fe品位為1.25%，要進(jìn)一步開(kāi)展磁選脫鐵試驗(yàn)。

2.5 長(zhǎng)石精礦磁選脫鐵試驗(yàn)

金礦浮選尾礦中的鐵礦物主要為褐鐵礦，褐鐵礦主要以連生體形式存在，呈不規(guī)則狀嵌布在石英、白云母和鉀長(zhǎng)石等礦物中。采用脈沖式高梯度磁選機(jī)作為長(zhǎng)石浮選精礦脫鐵的分選設(shè)備，磁選脫鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度取1.5 T，磁選脫鐵試驗(yàn)結(jié)果如表9所示。結(jié)果顯示，磁選脫鐵后，長(zhǎng)石精礦的Fe品位可從1.25%降低至0.75%。

3 結(jié)論

金礦浮選尾礦的K2O+Na2O含量為6.80%，長(zhǎng)石含量為34.19%，包括鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石等，具有一定的回收價(jià)值。金礦浮選尾礦預(yù)先進(jìn)行脫鈣浮選和脫云母浮選，之后采用無(wú)氟有酸工藝進(jìn)行長(zhǎng)石與石英的浮選分離，可獲得產(chǎn)率為25.20%、K2O和Na2O品位分別為6.22%和4.14%的長(zhǎng)石精礦產(chǎn)品，K2O+Na2O品位大于10.00%，達(dá)到鉀長(zhǎng)石合格品的含量要求。長(zhǎng)石精礦進(jìn)一步磁選脫鐵，F(xiàn)e品位可從1.25%降低至0.75%。研究結(jié)果為尾礦綜合處理提供技術(shù)可行的方案，有助于尾礦減量化處理。

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基金項(xiàng)目：中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2022M721432）。

作者簡(jiǎn)介：王瑜（1990—），女，山東煙臺(tái)人，碩士，工程師。研究方向：金礦資源綜合利用。

通信作者：張曉亮（1989—），男，河北石家莊人，博士。研究方向：難處理氧化礦石浮選理論與工藝、黃金非氰提取技術(shù)。