豫西小秦嶺碲金礦選礦回收試驗

2018-06-11 06:17:26焦瑞琦張志偉楊虎偉張建龍

現代礦業 2018年5期

焦瑞琦楊瑋張志偉楊虎偉吳榮張建龍

(1.河南金渠黃金股份有限公司；2.西安建筑科技大學材料與礦資學院)

金和碲在熱液礦化過程中，一價或三價金的陽離子可進入碲陰離子堆中，形成碲化金類礦物[1]，被稱作“皇帝礦”。大多數金礦床中都伴有微量的碲，因其礦物顆粒較小，而不為人們所注意。已知27種含金礦物中，有11種是碲化物。豫西小秦嶺金礦田的礦石中普遍含有碲化礦物，雖早已發現，但近年才逐漸引起礦業研究者的重視。陳翠華等將其歸為產于華北地臺南北兩側太古代變中—基性火山巖(綠巖)的石英脈性礦床一類[2]。碲金礦物因為碲化物包裹金存在不能直接被氰化，故必須預處理后方能浸出其中的金；浮選時由于金的碲化物脆性大，磨礦中極易泥化，從而給碲化物的浮選造成困難。因此，處理金-碲礦石時，務必進行階段浮選[3]。

小秦嶺地區選礦除露采礦石應用堆淋浸方法，近地表礦石使用全泥氰化炭漿法(CIP)外，多數礦山采用重選+浮選工藝，浮選精礦銷售冶煉廠的生產模式，金選礦回收率處于90%～92%較低水平，且沒有對具有較高經濟價值的稀有分散元素碲進行回收利用。因此，強化碲資源綜合利用率的同時，促進金回收率提高是選礦試驗研究的主要方向。

1 礦石性質

豫西小秦嶺多為充填為主的中溫熱液型礦床，礦石工藝類型主要為多金屬硫化物石英脈型含金礦石，其次為蝕變巖含金。近地表礦石氧化，黃鐵礦為主要載金礦物，石英為主要的脈石礦物。主要含金礦物為自然金(Au)，其次是銀金礦(AuAg)，其他有碲金礦(AuTe2)及碲金銀礦(Ag2AuTe2)。金屬硫化物礦物以黃鐵礦為主，次為黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、銅藍、方鉛礦，少量的閃鋅礦以及微量的輝鉬礦。金屬氧化物為磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦。

豫西小秦嶺金礦石特性為：①金礦物的組成以中粒金為主，其次為細粒金，巨粒金、粗粒金和微粒金少量。粒度組成表明，重選作業對于金的預先回收是必要的。②金-碲化物型礦床的碲化物通常是金和銀的重要載體，碲富集的地段常常也是金富集的地段。③元素地球化學研究表明，碲與硫的地球化學特性有一定的近似性，可形成類質同象關系。只有在硫的濃度明顯降低的條件下才能形成金碲礦物[2]。故金-碲化物型礦床絕大多數為低硫型。

豫西小秦嶺少量金礦物以超顯微金粒存在，某金礦礦樣經電子探針掃描和能譜分析結果見表1，小秦嶺某金礦原礦多元素分析及所產含碲金精礦主要元素化學分析結果分別見表2、表3。

表1 金礦物電子探針分析結果 %

表2 原礦化學多元素分析結果 %

注：Au、Ag、Te、Se、As、Bi含量單位為g/t。

表3 含碲金精礦化學組成 %

注：Au、Ag、Te含量單位為g/t。

電子探針探得金精礦的金礦物應定名為金碲銀礦，其中含量銀﹥碲﹥金；并測得樣品中其他金屬硫化物為黃鐵礦(大部分)﹥黃銅礦﹥方鉛礦(少量)。

2012年8月小秦嶺某金礦對幾個主要生產坑道礦石取樣化驗分析碲、鉍、銻等元素含量，檢測結果見表4。

由表4可知，多數坑口礦石碲含量較高，將對選礦工藝產生一定的影響；1520坑口氧化礦石含碲量少；碲品位含量不均勻，有些坑口礦石碲和鉍關系密切，鉍對選礦影響不容忽視。

2 生產實踐及試驗數據總結分析

以位于豫西小秦嶺腹地的金渠公司為例進行分析。金渠選礦廠破碎與磨礦系統均采用兩段一閉路流程，其中一段磨礦與螺旋分級機形成兩套平行的閉路系統，二段磨礦出口安裝尼爾森對粗顆粒金進行重選回收，二段磨機與旋流器形成閉路。浮選作業有兩個系列，均采用1粗2精2掃流程，兩個系列的尾礦再進行尾礦再選以降低最終尾礦品位，提高精礦回收率。尼爾森重選精礦與浮選精礦混合，脫水后銷售冶煉廠。生產規模為1 000 t/d，金回收率約90.50%。

表4 幾個主要坑口礦石碲、鉍等元素檢測結果

2.1 金渠1403、1060坑口礦石浮選產品粒度篩析

金渠1403和1060坑口礦石浮選原礦、精礦和尾礦粒度篩析檢驗對比結果見表5。

由表5可知：①浮選原礦中，1403坑口-38 μm粒級占40.03%，金品位明顯高于其他粒級，金分布率超過70%，出現了明顯的細粒級富集現象，是因為金碲化物性脆易過磨出現“偏析”現象。②2個坑口+74 μm粒級金回收率僅為65.04%和66.02%，該粒級需細磨才能保證含金礦物的充分解離；另一方面，礦石中細泥含量隨之增加，污化了浮選工藝，給選別帶來困難。③2個坑口-38 μm粒級金回收率雖然分別達到89.54%和91.20%，但粒級尾礦金品位為0.59、0.69 g/t，分別占浮選尾礦金流失的47.36%和45.17%，是金渠礦石金回收率不理想的主要原因。

表5 1403和1060坑口礦石產品篩析對比統計結果

2.2 金渠1060坑口礦石CIP工藝(委托加工)

原礦金品位為2.82 g/t，氰渣金品位為0.19 g/t，尾液品位為0.01 g/m3，浸吸回收率為91.03%。氰渣粒度篩析結果見表6。

表6 1060坑口不同磨礦細度下氰渣篩析結果

由表6可知：①磨礦細度從第1次的-0.074 mm 83.58%提高到第2次的-0.074 mm 91.88%，尾礦流失反而增加了0.01 g/t，說明磨礦細度不是制約金浸出率提高的主要因素；②2次篩析結果顯示，+0.063 mm粒級尾礦金品位均小于0.13 g/t，但第2次對應級別產率和金品位明顯低于第1次，說明提高磨礦細度對粗粒級金的浸出溶解較為有利。③金渠礦石氰化金流失主要集中在細粒級，存在包裹金的碲金(銀)礦會放慢金的浸出速度，從而對氰化浸金造成一定的影響[4]。

2.3 含碲金精礦直接氰化浸出分析

碲金礦在堿性氰化物溶液中溶解速率很慢的原因是在金表面形成了一層亞碲酸鹽的鈍化膜，阻止了金的進一步氰化[5]。碲金礦在經過浮選處理后得到金精礦，金精礦因浮選時有礙氰化的雜質(如碲化物)與金、銀一樣得以富集，再加上金顆粒特別微細，有的甚至呈超顯微狀態，采用常規氰化工藝金回收率不理想。通過細磨、高堿度和大量充氣等技術措施[6]，金回收率方可達到95%～97%[7-8]。

3 碲金礦選礦回收試驗研究

金的碲化物是除了自然金和金-銀礦物之外，唯一有經濟意義的金礦物。碲是一種稀有分散元素，雖在地殼中含量極低，但用途十分廣泛而重要。金的碲化物有一系列化學性質相當復雜的同類礦物，如針狀碲金礦((Au，Ag)Te2)、碲金礦((Au，Ag)Te2)、碲金銀礦((Au，Ag)2Te)及不常見的針狀碲金銀礦((Au，Ag)Te4)和板狀金碲礦(Au2Te3)[3]等，使得金碲化物氰化浸出變得相當復雜。國內外選礦科技工作者的研究主要圍繞金、銀貴金屬在氰化浸出前分解破壞碲化物，而不是以回收碲為目的。該碲金礦主要采用選冶聯合工藝流程在弱堿性條件下，從礦石中回收金的碲化物和其他易浮礦物，產出高品位金碲精礦，浮選尾礦攪拌氰化回收金、銀。

3.1 碲金礦選冶試驗

試驗礦樣取自1060坑口礦場原礦石、一段磨礦螺旋分級機溢流。

3.1.1 試驗工藝流程

碲金礦選冶聯合工藝流程見圖1，圖1中虛線為中礦浸渣可考慮返回浮選系統再回收碲。

3.1.2 試驗條件指標

通過多個條件試驗確定碲金礦浮選條件指標為：①粗選浮選濃度為30%，磨礦細度為-0.074 mm 66%；碳酸鈉用量為1 kg/t，攪拌2 min；混合黃藥(乙基∶丁基∶異戊基=1∶1∶1)用量為60 g/t，攪拌3 min；11#油用量為20 g/t，攪拌2 min；浮選時間1 min；②精選浮選濃度為20%，細度為自然細度，氰化鈉用量為0.2 kg/t，攪拌2 min；氧化鈣用量為2 kg/t，攪拌2 min；③浸出濃度為前序作業濃度，再磨細度為-0.074 mm 90%，pH=11，浸出時間30 h，[CN-1]=0.03%。