水泥充填體的混入對某金礦石浮選的影響及解決措施

韓 良

( 崇禮紫金礦業有限責任公司，河北 崇禮076350)

河北某金礦2 500 t/d 技改工程于2009 年8 月建成投產，選礦廠采用重選+浮選聯合工藝，尾礦全部膠結充填井下。隨著井下充填量的增加，2013 年以來，采出礦石中混有水泥充填體變得司空見慣，這部分水泥充填體經磨礦后給選礦廠的浮選帶來了嚴重影響，最終導致浮選尾礦金品位升高、回收率下降。

針對水泥充填體混入礦石所帶來的問題，在大量試驗研究基礎上，制定了相應對策，并對流程暴露的其他問題一并進行了改造。

1 礦石性質

礦石中的金屬礦物主要為自然金、磁鐵礦、赤鐵礦，其次為黃鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、斑銅礦、銅藍、方鉛礦、磁黃鐵礦、斜方碲金礦等; 脈石礦物主要為石英、鉀長石、鈉長石、斜長石，其次為方解石、綠泥石、綠簾石、黝簾石等，絹云母、磷灰石、榍石、鋯石等微量。金主要為粒間金，其次為包裹金和裂隙金。金的嵌布粒度較細，－10 μm 的微粒金占35.92%，+74 μm 的粗粒金僅占5.75%。粒間金主要嵌布在鉀長石和石英粒間，或黃鐵礦和鉀長石粒間，另有少量嵌布在黃鐵礦、褐鐵礦、云母、碲金礦等兩者或三者顆粒間;包裹金包裹于鈉長石或石英中，少量包裹于黃鐵礦、褐鐵礦中;裂隙金主要嵌布在石英裂隙中，少量嵌布在黃鐵礦裂隙中，鈉長石、褐鐵礦、方鉛礦裂隙中偶見金粒產出。礦石主要化學成分分析結果見表1。

表1 礦石主要化學成分分析結果Table 1 Main chemical component analysis results of run-of-mine ore %

從表1 可看出: 礦石中有回收價值的元素為金，銀具有綜合回收價值;有害元素As 等含量非常低。

2 原工藝流程及存在的問題

2.1 原工藝流程及生產指標

原工藝流程見圖1，生產指標見表2，浮選給礦粒度篩析結果見表3。

圖1 原生產工藝流程Fig.1 The original production process

表2 原生產指標Table 2 The original production quota

2.2 存在的問題

2013 年以后，采出礦石中水泥充填體混入率逐步升高至5%左右，水泥充填體固化過程中生成的CaO·SiO2·nH2O 和Ca( OH)2導致浮選礦漿pH 值從8 ～9升高至12 ～13，嚴重影響了自然金及黃鐵礦的可浮性，導致金浮選回收率下降; 其次，pH 值升高和大量的Ca2+造成浮選泡沫表面張力減小，泡沫變得細小、黏稠，導致生產過程中的“跑槽”現象難以控制;同時，水泥充填體碾磨所形成的細泥夾雜和對目的礦物的罩蓋使得中礦循環量顯著增大，影響浮選過程的正常進行［1］。此外，水泥充填體易磨使磨礦細度虛高及尼爾森選礦機工作參數不合理( 重選作業金回收率僅為17.37%) ，也對金的回收造成了不利影響。

表3 浮選給礦粒度篩析結果Table 3 Flotation feeding particle size sieve analysis results

3 試驗結果與討論

3.1 條件試驗

3.1.1 磨礦細度試驗

生產實踐表明，尼爾森選礦機僅回收磨礦產品中的較粗粒金，約占礦石總金的20%，而80%左右的金進入浮選作業，因此，用浮選產品指標來確定磨礦細度更加合理。磨礦細度試驗采用1 次尼爾森重選、1次粗浮選流程，丁基黃藥+戊基黃藥+丁銨黑藥用量為40 +160 +40 g/t，松醇油用量為10 g/t，試驗結果見圖2。

圖2 磨礦細度試驗結果Fig.2 Test results at different grinding fineness

從圖2 可看出，隨著磨礦細度的提高，浮選粗精礦金品位和金作業回收率均呈先快后慢的上升趨勢。綜合考慮，確定磨礦細度為－0.074 mm 占65%。

3.1.2 浮選藥劑制度優化試驗

浮選藥劑制度優化試驗的給礦為尼爾森選礦機1 次重選尾礦。在磨礦細度為－0.074 mm 占65%情況下進行了尼爾森選礦機工作參數優化試驗，確定條件下的尼爾森重選金回收率為22.00%，重選尾礦金品位為2.61 g/t。

消除水泥充填體對浮選影響的試驗將從以下2方面入手。①強化硫酸銅對目的礦物的活化，以消除高pH 值帶來的目的礦物可浮性變差問題［2］;②選用消泡劑EDA 為礦漿調整劑，以消除浮選泡沫發黏及目的礦物的罩蓋問題。

3.1.2.1 CuSO4用量試驗

CuSO4用量試驗的磨礦細度為－0.074 mm 占65%，丁基黃藥+戊基黃藥+丁銨黑藥用量為40 +160 +40 g/t，松醇油用量為10 g/t，試驗結果見圖3。

圖3 CuSO4 用量試驗結果Fig.3 Test results on dosage of CuSO4

從圖3 可看出，隨著硫酸銅用量的增大，浮選粗精礦金品位上升，金回收率先升后降是由于過量的硫酸銅會大量消耗捕收劑所致［4］。綜合考慮，確定硫酸銅用量為150 g/t。

3.1.2.2 EDA 用量試驗

EDA 的作用是降低泡沫黏性，過量使用會導致泡沫過“脆”，難以形成穩定的泡沫層，因此，確定EDA 的合適用量非常重要。EDA 用量試驗的磨礦細度為－0.074 mm 占65%，硫酸銅用量為150 g/t，丁基黃藥+戊基黃藥+丁銨黑藥用量為40 +160 +40 g/t，松醇油用量為10 g/t，試驗結果見圖4。

圖4 EDA 用量試驗結果Fig.4 Test results on dosage of EDA

從圖4 可看出，EDA 用量增加，浮選粗精礦金品位上升，金回收率先升后降。綜合考慮，確定EDA 用量為100 g/t。

3.2 閉路浮選試驗

在浮選條件試驗和開路試驗基礎上進行了閉路浮選試驗，試驗流程見圖5，試驗結果見表4。

圖5 閉路浮選試驗流程Fig.5 Closed-circuit flotation test process

表4 閉路浮選試驗結果Table 4 Closed-circuit flotation test results

從表4 可看出，采用圖5 所示的流程處理尼爾森重選尾礦，最終獲得了金品位為94.92 g/t、作業回收率為92.61%的浮選金精礦。

4 主要措施與生產實踐

4.1 主要措施

(2) 尼爾森選礦機工作參數優化。將尼爾森選礦機的排礦時間由改造前的55 min 縮短至45 min、并將流態化水量從40 ～43 m3/h 減少至35 ～38 m3/h。

(3) 優化藥劑制度和添加地點。適量添加消泡劑EDA 以降低泡沫黏性; 硫酸銅添加位置從攪拌槽前移至球磨機，以延長活化時間，充分活化目的礦物。

(4) 流程結構優化、完善。在藥劑制度調整、優化基礎上，減少了1 次精選作業; 由于粗選作業第1浮選槽( 共4 槽) 精礦的金品位較高，滿足銷售要求，本著“能收早收”的原則，現場直接將該槽精礦作為浮選最終精礦的一部分。該措施可顯著減少精選作業礦量、改善精選效果。

4.2 生產指標

改造后的2014 年，現場生產平穩，再未出現浮選“跑槽”現象，2014 年的生產指標見表5。

表5 改造后的生產指標Table 5 The production quota after transformation

從表5 并結合表2 可看出，改造后的尼爾森選礦效果明顯改善，尼爾森精礦金回收率提高了4.42 個百分點;金總回收率顯著提高了6.47 個百分點。

5 結 語

(1) 河北某地下金礦采出礦石中水泥充填體的混入，使礦石中的自然金及載金礦物黃鐵礦等的可浮性下降，浮選泡沫變小變黏，磨礦產品細度虛高，加之尼爾森選礦機工作參數不合理等原因，最終導致選礦廠的尼爾森精礦金回收率僅為17.37%，浮選精礦金回收率僅為67.98%，嚴重影響了金的回收。

(2) 以試驗研究成果為基礎，通過對磨礦系統、尼爾森重選系統、浮選藥劑制度與加藥地點及流程結構的優化，現場生產指標顯著改善，最終選礦廠的尼爾森精礦金品位和金回收率達1 656.37g/t、21.79%，浮選精礦金品位和金回收率達107.61 g/t和70.03%，尼爾森精礦金回收率和金總回收率分別提高了4.42 和6.47 個百分點。

［1］ 中國科學院過程工程研究院. 崇禮金礦選礦試驗研究報告［R］. 北京:中國科學院過程工程研究院，2013.

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