某含砷微細粒難選金礦石選礦工藝試驗

2016-11-08 08:02:32張家琪胡志剛

現代礦業 2016年9期

高楊張家琪胡志剛

(遼寧省地質礦產研究院)

某含砷微細粒難選金礦石選礦工藝試驗

高楊張家琪胡志剛

(遼寧省地質礦產研究院)

為合理高效回收某含砷微細粒金礦石，在對原礦性質研究的基礎上進行了提金工藝研究。試驗采用浮選—常溫常壓堿性氧化預處理—氰化浸出聯合工藝處理該礦石，獲得了浮選金品位為63.8 g/t、金回收率為92.08%的金精礦，處理后的精礦金氰化浸出率達到88.56%，選冶總回收率達到81.55%，實現了金的有效浸出。

金礦石微細粒浮選氧化預處理氰化浸出

難選冶金礦石的黃金儲量約占世界黃金總儲量的2/3[1]，此類含金礦石的提金工藝在國內外受到廣泛的重視和研究。某金礦石為含砷含硫原生礦石，其中部分礦石碳酸巖化強烈，礦石中的金礦物多以自然金的形式存在，金礦物顆粒細小，屬微細粒金，并且金礦物與金屬硫化礦共生十分密切，大部分被金屬硫化物所包裹。該礦石中的金屬硫化礦主要為黃鐵礦和毒砂，兩者也是主要的載金礦物。對該礦石直接采用氰化法浸出金，金浸出率很低，只有35%～40%。為此，試驗通過浮選工藝將金礦物富集于浮選精礦中，再對浮選精礦經細磨和常溫常壓堿性氧化預處理，脫除礦石中對氰化影響很大的硫和砷，并使含金包裹體受到破壞，處理后的精礦再經氰化浸出，即可實現金的有效浸出。

1 礦石性質

1.1 原礦化學多元素分析

原礦化學多元素分析結果見表1。由表1可知，礦石中的有價金屬元素只有金、銀，其他金屬元素含量較低，有害雜質為硫和砷。

表1 原礦化學多元素分析

注：Au、Ag含量單位為g/t。

1.2 礦石的物質組成及賦存特點

礦石中的金屬礦物主要有黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、閃鋅礦和黝銅礦等，脈石礦物主要為石英、長石、黑云母和少量白云石、方解石、絹云母和黏土礦物等。黃鐵礦在礦石中含量較多且分布廣泛，多以脈狀或塊狀集合體產于脈石礦物中，部分以細粒浸染狀分布。大部分毒砂自形板狀和菱面體產出，并以細粒狀嵌布在脈石礦物中。礦石中硫化物之間共生關系密切，常見毒砂交代黃鐵礦顆粒，其他硫化物如閃鋅礦中常見細粒黃鐵礦包裹體，黃銅礦多以他形粒狀包裹于黃鐵礦和脈石礦物中，部分黃銅礦沿脈石礦物裂隙產出。石英、長石等脈石礦物主要以細粒集合體產出，長石多以厚板狀產出，部分長石蝕變為黏土質礦物。

1.3 金礦物的賦存狀態

礦石中的金礦物主要有兩種，即自然金和銀金礦，其中以前者最多。金礦物粒度統計結果見表2。

表2 金礦物粒度統計結果

由表2可知，礦石中金礦物的粒度大部分集中于5.7～1.9 μm，-1.9 μm顆粒占13.47%；由此可見，金礦物在礦石中均以微細粒產出，通過機械方法使金礦物解離十分困難。

由鏡下鑒定發現，金礦物不僅粒度細小，而且與黃鐵礦、毒砂等金屬硫化物共生密切。大部分金礦物以硫化物包裹體存在，包體金約占71.65%，另有20.11%的金礦物存在于硫化物裂隙或晶隙中，其余8.24%的金礦物存在于脈石礦物裂隙中。因此，該礦石中的黃鐵礦和毒砂是重要的載金礦物。

2 選礦工藝研究

金礦石的選礦方法主要有重選、浮選、氰化等工藝方法、根據礦石性質的不同可采用一種工藝方法或多種工藝聯合處理的方法，對于難選金礦石，在氰化之前還需要進行焙燒、堿浸、微生物浸出等預處理過程，以提高金的回收率[2]。該試驗所研究的礦石樣品含金硫化礦石，金礦物嵌布粒度很細，并大部分被金屬硫化物包裹；同時，礦石中含有冶煉有害雜質毒砂，因此，該礦石采用單一的選礦方法難以獲得理想的分選效果。試驗表明，原礦石直接氰化金的浸出率很低，只有37%左右。通過浮選將金礦物和載金礦物富集于金精礦并對其進行有效處理，而后進行氰化浸出，是降低生產成本提高金浸出率的有效方法[3-4]。浮選試驗證明：雖然浮選精礦金回收率較高達到92.08%，但金精礦含砷3.47%。為充分回收礦石中的金，試驗對浮選金精礦進行了超細磨和常溫常壓強化堿浸預氧化處理，然后進行氰化浸出，獲得了較好的技術指標。

2.1 浮選試驗

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦的目的是使有價礦物單體解離，有價礦物的單體解離是對其進行有效分選的前提。磨礦細度增加，有價礦物的單體解離度提高，同時產生的次生礦泥也越多。適宜的磨礦細度可以保證有價礦物的充分解離，并防止有價礦物過磨以及過多礦泥的產生。磨礦細度試驗條件：Na2CO31 000 g/t，水玻璃1 000 g/t，丁基黃藥和丁銨黑藥各40 g/t，2#油20 g/t。磨礦細度試驗結果見表3。

表3 磨礦細度試驗結果

由表3可知，隨著磨礦細度的提高，粗精礦金品位和金回收率增加，當磨礦細度大于-0.074 mm 86.2%時，粗精礦金品位和回收率基本穩定；因此，磨礦細度確定為-0.074 mm 86.2%。

2.1.2 pH值調整劑種類和用量試驗

硫化礦浮選常用的調整劑有石灰、碳酸鈉和硫酸等，試驗對這3種pH值調整劑的應用效果進行了考查。試驗條件：磨礦細度-0.074 mm 86.2%，水玻璃1 000 g/t，丁基黃藥和丁銨黑藥各40 g/t，2#油20 g/t。試驗結果見表4。

表4 pH值調整劑種類和用量試驗結果

由表4可知，pH值調整劑的種類和用量對浮選效果的影響較大，CaO用量過多則明顯對含金硫化物浮選有抑制作用，酸性礦漿條件下，雖然可以獲得較高的精礦金品位，但金回收率略低；試驗結果以Na2CO3用量為1 000 g/t時最佳，其原因為Na2CO3不僅可以調整礦漿pH值，而且對載金礦物黃鐵礦和毒砂具有清洗礦物表面和活化的作用[5]，同時對礦泥也具有較強的分散作用。

2.1.3 捕收劑種類和用量試驗

丁基黃藥和丁銨黑藥是含金硫化礦選礦最為常用也是應用最為廣泛的兩種捕收劑，丁基黃藥捕收能力強，丁銨黑藥具有一定的起泡性[6]，有利于穩定礦化泡沫提高浮選回收率。粗選丁基黃藥和丁銨黑藥用量的試驗條件：磨礦細度-0.074 mm 86.2%，Na2CO31 000 g/t，水玻璃1 000 g/t，2#油20 g/t。試驗結果見表5。

表5 粗選捕收劑種類和用量試驗結果

由表5可知，隨著捕收劑用量的增加，粗精礦產率和回收率提高，當丁基黃藥和丁銨黑藥的用量均為40 g/t時，粗精礦金品位最高；捕收劑用量繼續增加，捕收劑選擇性降低，粗精礦中礦泥量增加，精礦金品位降低；因此，確定粗選丁基黃藥和丁銨黑藥用量各為40 g/t。

2.1.4 浮選流程試驗

浮選流程試驗采用2粗1掃2精的工藝流程，原礦磨礦細度為-0.074 mm 86.2%，以碳酸鈉作為礦漿pH值調整劑，水玻璃作為礦泥分散劑和脈石礦物抑制劑，丁基黃藥和丁胺黑藥作為硫化礦和金礦物的捕收劑，2#油為起泡劑，試驗流程見圖1，試驗結果見表6。

由表6可知，在原礦金品位為3.82g/t的條件下，通過浮選工藝流程，可獲得精礦產率為5.51%、精礦金品位為63.8 g/t、金回收率為92.08%的較好技術指標。

圖1 浮選試驗流程

產品名稱產率/%金品位/(g/t)金回收率/%精礦5.5163.892.08尾礦94.490.327.92原礦100.003.82100.00

通過對精礦進行化學分析和顯微鏡分析，金精礦的主要成分為黃鐵礦和毒砂，精礦含硫32.82%，含砷3.47%。金精礦中金絕大部分以硫化礦包裹體和連生體存在，少量自然金與脈石礦物連生。

2.2 浮選精礦常溫常壓氧化預處理及氰化浸金

浮選精礦含有大量黃鐵礦及毒砂，且精礦中金大部分為包體金，直接氰化難以獲得較高的浸出率，必須對浮選精礦進行預處理。預處理的目的是脫除對氰化過程影響很大的硫和砷，同時破壞含金包裹體，使金礦物能夠與浸出液充分接觸，從而實現金的浸出。

試驗對浮選金精礦采用超細磨和常溫常壓強化堿浸預氧化處理工藝，首先對浮選精礦進行細磨，細磨的目的是提高精礦的比表面積，降低金屬硫化物的熱穩定性，提高氧化速度。因此，磨礦細度越高，預處理效果越好。試驗利用振動磨將浮選精礦磨至-0.037 4 mm 99.8%，然后在常溫常壓及在2#引發劑的作用下，經充氣攪拌實現含硫含砷礦物的氧化過程。試驗結果證明，通過上述方法可實現硫氧化率67.9%和砷氧化率90.5%。對預處理后的金精礦進行調漿后進行氰化浸金，試驗流程及條件見圖2。