某復(fù)雜金多金屬礦石選礦試驗(yàn)研究

王國(guó)強(qiáng) 趙志強(qiáng) 羅思崗 胡楊甲 趙杰

摘要：吉爾吉斯斯坦某金多金屬礦石中伴生多種有價(jià)元素，有用礦物嵌布狀態(tài)復(fù)雜且嵌布粒度細(xì)。針對(duì)礦石性質(zhì)，采用銅優(yōu)先浮選—金鈷混合浮選工藝流程，可初步實(shí)現(xiàn)該金多金屬礦石中有價(jià)金屬的有效分選。閉路試驗(yàn)可獲得Au品位228.00 g/t、Au回收率12.19 %，Ag品位974.00 g/t、Ag回收率37.71 %，Cu品位27.590 %、Cu回收率80.65 %的銅精礦，以及Au品位65.00 g/t、Au回收率57.22 %，Ag品位28.00 g/t、Ag回收率17.86 %，Co品位0.550 0 %、Co回收率53.02 %的金鈷精礦。

關(guān)鍵詞：多金屬礦;金;銅;鈷;優(yōu)先浮選;混合浮選

中圖分類(lèi)號(hào)：TD952文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2020）05-0060-05doi：10.11792/hj20200512

引 言

金不僅具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，而且具有良好的物理機(jī)械性能和穩(wěn)定的化學(xué)性能，除作為貨幣外，還被廣泛應(yīng)用于電子和航天等領(lǐng)域[1-2]。金的主要來(lái)源為砂金礦、脈金礦及含金的多金屬礦，其中脈金礦中金產(chǎn)量占總產(chǎn)量的65 %～75 %[3-5]。伴隨著金礦資源的持續(xù)開(kāi)發(fā)利用，易處理金礦資源日趨貧乏，共伴生元素多、賦存狀態(tài)復(fù)雜及有害元素含量高的金礦石將成為回收金的重要資源[6-8]。因此，開(kāi)發(fā)合理高效的選別工藝，使復(fù)雜難處理金礦石資源化，是礦業(yè)工作者目前及未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)需要攻克的重要難題。

本次研究針對(duì)吉爾吉斯斯坦某金多金屬礦石中金、銀、銅、鈷等有價(jià)元素嵌布狀態(tài)復(fù)雜、嵌布粒度細(xì)及有害元素砷含量高的技術(shù)難題，在研究適合于該礦石的磨礦細(xì)度及藥劑制度的基礎(chǔ)上，采用銅優(yōu)先浮選—金鈷混合浮選對(duì)其進(jìn)行處理，為礦石資源的開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及礦物組成

吉爾吉斯斯坦某金多金屬礦石中主要有價(jià)元素金品位為6.40 g/t，伴生有價(jià)元素銅、鈷、銀的品位分別為0.12 %、0.055 %、8.90 g/t，可綜合回收。礦石中金礦物主要為自然金，其次為銀金礦、金銀礦及黑鉍金礦;銀礦物主要為碲銀礦及含銀黝銅礦，其次為金銀礦、銀金礦;銅礦物主要為黃銅礦，其次為斑銅礦及黝銅礦等;金屬硫化物主要為毒砂，其次為黃鐵礦;金屬氧化物主要為褐鐵礦、鈣臭蔥石及金紅石;脈石礦物主要為石英、方解石等。礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，礦石主要礦物組成分析結(jié)果見(jiàn)表2。

1.2 主要元素物相分析

將原礦磨至粒度全部小于0.074 mm后進(jìn)行金、銅、鈷的物相分析，結(jié)果分別見(jiàn)表3、表4、表5。

由表3～5可知：礦石中金主要以裸露金形式存在，分布率為70.00 %，其次以多種礦物包裹金形式存在;銅主要以硫化銅礦物形式存在，其中71.54 %以原生硫化銅形式存在，9.76 %以次生硫化銅形式存在，其次以結(jié)合銅形式存在;鈷主要以硫化物形式存在，分布率為80.00 %，其次以氧化物形式存在，分布率為20.00 %。

此外，通過(guò)顯微鏡、掃描電鏡檢測(cè)，并結(jié)合物相分析結(jié)果表明：礦石中銅主要以獨(dú)立礦物形式存在，主要為黃銅礦，其次為斑銅礦、輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、黝銅礦及銅藍(lán)，銅分布率為81.30 %，這部分銅可浮性較好，易于回收。

1.3 主要礦物粒度分布

為充分了解礦石中主要礦物粒度分布，采用線(xiàn)段法在顯微鏡下測(cè)定礦石中黃銅礦等硫化銅礦物集合體，毒砂、黃鐵礦等硫-砷化礦物集合體的嵌布粒度，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可知：礦石中硫化銅礦物集合體嵌布粒度以細(xì)粒為主，有相當(dāng)部分呈微粒產(chǎn)出;其中，0.010 mm粒級(jí)以下產(chǎn)率為4.23 %，0.015 mm粒級(jí)以下產(chǎn)率為7.31 %，這部分銅礦物在選礦過(guò)程中難以單體解離，是浮選過(guò)程中易損失部分。硫-砷化礦物集合體嵌布粒度以中粒為主，其次呈細(xì)粒或粗粒產(chǎn)出，少部分呈微粒產(chǎn)出;其中，0.010 mm粒級(jí)以下產(chǎn)率為0.37 %，0.015 mm粒級(jí)以下產(chǎn)率為3.01 %，這部分硫-砷化礦物在選礦過(guò)程中難以單體解離，浮選過(guò)程中不易回收。

2 試驗(yàn)方案制定

礦石中礦物種類(lèi)多且金、銀、銅、鈷等有價(jià)元素嵌布狀態(tài)復(fù)雜。金為礦石中主要回收有價(jià)元素，銅、銀、鈷為主要可伴生回收有價(jià)元素。此外，礦石中主要有害元素砷含量高，在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)關(guān)注砷的走向及其對(duì)主要產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明：礦石中銅品位雖較低，但銅主要以硫化銅形式存在，原則上可采用優(yōu)先選銅的方案進(jìn)行回收，同時(shí)大部分銀及少部分金富集進(jìn)入銅精礦中;礦石中鈷主要賦存于毒砂、鈷毒砂、斜方砷鐵礦、輝砷鈷礦等富砷硫化礦物中，同時(shí)一部分金以毒砂、斜方砷鐵礦等硫-砷化礦物粒間金、裂隙金及包裹金形式產(chǎn)出，大部分鈷和部分同硫-砷化礦物關(guān)系較為密切的金可一同通過(guò)浮選法進(jìn)行回收，并獲得金鈷混合精礦。因此，確定初步試驗(yàn)方案為銅優(yōu)先浮選—金鈷混合浮選，在回收金的同時(shí)綜合回收銅和鈷。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度

磨礦產(chǎn)品粒度過(guò)粗或過(guò)細(xì)將直接影響浮選工藝指標(biāo)，因此只有確定合適的磨礦細(xì)度，才能確保有價(jià)金屬的有效回收[9-11]。磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知：在磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %時(shí)，金、銀、銅、鈷等有價(jià)元素均可獲得相對(duì)較高的回收率，因此確定磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %為宜。

3.2 銅浮選條件試驗(yàn)

3.2.1 石灰用量

石灰用量試驗(yàn)流程為一次粗選，試驗(yàn)條件為磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %，捕收劑Z-200用量24 g/t，起泡劑BK204用量12 g/t，石灰用量分別為0，500，1 000，1 500和2 000 g/t。石灰用量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知：當(dāng)石灰用量小于1 500 g/t時(shí)，銅粗精礦中銅回收率隨石灰用量的增加而提高;當(dāng)石灰用量增加到2 000 g/t時(shí)，銅粗精礦中銅回收率下降。綜合考慮，確定石灰用量為1 500 g/t。

3.2.2 Z-200用量

Z-200用量試驗(yàn)流程為一次粗選，試驗(yàn)條件為石灰用量1 500 g/t，磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %，起泡劑BK204用量12 g/t，捕收劑Z-200用量分別為8 g/t、16 g/t、24 g/t和32 g/t。Z-200用量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知：隨著Z-200用量的增加，銅粗精礦中銅、金和砷回收率逐漸提高;當(dāng)Z-200用量為24 g/t時(shí)，銅粗精礦中銅回收率為81.74 %，金回收率為15.28 %，砷回收率為0.96 %;當(dāng)Z-200用量增加到32 g/t時(shí)，銅粗精礦中銅和金回收率不再增加，有害元素砷回收率繼續(xù)提高。因此，確定Z-200用量為24 g/t。

3.3 金鈷混合浮選條件試驗(yàn)

金鈷混合浮選條件試驗(yàn)給礦為銅粗選尾礦。

3.3.1 pH調(diào)整劑

pH調(diào)整劑種類(lèi)及用量試驗(yàn)流程為一次粗選，試驗(yàn)條件為硫酸銅用量100 g/t，捕收劑丁基黃藥用量100 g/t，起泡劑BK204用量40 g/t，pH調(diào)整劑分別為碳酸鈉1 000 g/t、碳酸鈉2 000 g/t、硫酸600 g/t、硫酸1 200 g/t、硫酸1 600 g/t。pH調(diào)整劑種類(lèi)及用量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

由圖5可知：礦漿中加入pH調(diào)整劑后，金鈷粗精礦中金和鈷回收率整體好于不添加pH調(diào)整劑。硫酸的浮選效果好于碳酸鈉，當(dāng)硫酸用量為1 200 g/t時(shí)，金鈷粗精礦中金回收率為64.56 %、鈷回收率為54.71 %、砷回收率為82.57 %;繼續(xù)增加硫酸用量，金和鈷回收率開(kāi)始下降。因此，確定pH調(diào)整劑使用硫酸，用量為1 200 g/t。

3.3.2 硫酸銅用量

硫酸銅用量試驗(yàn)流程為一次粗選，試驗(yàn)條件為硫酸用量1 200 g/t，捕收劑丁基黃藥用量100 g/t，起泡劑BK204用量60 g/t，硫酸銅用量分別為0，50，100和200 g/t。硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

由圖6可知：金鈷粗精礦中金和鈷回收率隨硫酸銅用量的增加先提高后降低;當(dāng)硫酸銅用量為100 g/t 時(shí)，金鈷粗精礦中金和鈷回收率最高，金回收率為65.39 %、鈷回收率為53.73 %;繼續(xù)增加硫酸銅用量，金、鈷回收指標(biāo)開(kāi)始下降。因此，硫酸銅用量宜選擇100 g/t。

3.3.3 捕收劑

捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)流程為一次粗選，試驗(yàn)條件為硫酸用量1 200 g/t，硫酸銅用量100 g/t，起泡劑BK204用量60 g/t，捕收劑用量100 g/t，種類(lèi)分別為丁基黃藥、異戊基黃藥、丁銨黑藥和Y-89。捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

由圖7可知：使用丁基黃藥、異戊基黃藥、Y-89等3種黃藥作為金鈷混合浮選的捕收劑，其獲得的金鈷粗精礦中金、鈷回收率相近，但從成本方面考慮，宜選用價(jià)格相對(duì)較低的丁基黃藥;使用丁銨黑藥作為捕收劑可以獲得相對(duì)較高的金、鈷回收率，但金鈷粗精礦產(chǎn)率較大。綜合考慮，選擇丁基黃藥和丁銨黑藥組合作為金鈷混合浮選的捕收劑。后續(xù)通過(guò)二者的質(zhì)量比及用量試驗(yàn)，確定丁基黃藥與丁銨黑藥的質(zhì)量比為2∶1，合計(jì)用量為120 g/t。

3.4 閉路試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度、藥劑種類(lèi)及用量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

由表7可知：通過(guò)采用銅優(yōu)先浮選—金鈷混合浮選工藝流程，可獲得金品位228.00 g/t、金回收率12.19 %， 銀品位974.00 g/t、銀回收率37.71 %，銅品位27.590 %、銅回收率80.65 %的銅精礦，以及金品位65.00 g/t、金回收率57.22 %，銀品位28.00 g/t、銀回收率17.86 %，鈷品位0.550 0 %、鈷回收率53.02 %的金鈷精礦。

4 結(jié) 論

1）吉爾吉斯斯坦某金多金屬礦石中金品位6.40 g/t，銀、銅、鈷品位分別為8.90 g/t、0.12 %、0.055 %。 金為主要回收元素，銅、銀、鈷為主要伴生有價(jià)元素，可綜合回收。其他伴生元素鉛、鋅含量很低，綜合回收價(jià)值不大。

2）礦石中金、銀、銅、鈷等有價(jià)元素嵌布狀態(tài)復(fù)雜，且主要以細(xì)粒級(jí)形式存在。礦石是以金為主，并伴生銅、鈷、銀的復(fù)雜多金屬礦石。

3）在研究適合于該礦石磨礦細(xì)度及藥劑制度的基礎(chǔ)上，采用銅優(yōu)先浮選—金鈷混合浮選工藝，獲得了金品位228.00 g/t、金回收率12.19 %，銀品位974.00 g/t、銀回收率37.71 %，銅品位27.590 %、銅回收率80.65 %的銅精礦，以及金品位65.00 g/t、金回收率57.22 %，銀品位28.00 g/t、銀回收率17.86 %，鈷品位0.550 0 %、鈷回收率53.02 %的金鈷精礦。

4）試驗(yàn)制定的初步浮選方案可富集回收大部分的金、銀、銅和鈷，后續(xù)試驗(yàn)將針對(duì)尾礦進(jìn)行再磨再選、浸出等選冶聯(lián)合工藝研究，進(jìn)一步提高金回收率，使該金多金屬礦石得到資源化利用。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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Abstract：A gold polymetallic ore from Kyrgyzstan is with variety of valuable elements and is characterized by complex occurrence status and fine disseminated particle size.According to the ore property，the effective preliminary separation of valuable metals in the gold polymetallic ore can be realized by adopting the process flow of copper flotation-gold cobalt mixed flotation.Closed circuit can obtain the copper concentrate containing 228.00 g/t Au with recovery of 12.19 %，974.00 g/t Ag with recovery of 37.71 %，27.590 % Cu with recovery of 80.65 %，and gold cobalt concentrate containing 65.00 g/t Au with recovery of 57.22 %，28.00 g/t Ag with recovery of 17.86 %，0.550 0 % Co with recovery of 53.02 %.

Keywords：polymetallic ore;gold;copper;cobalt;preferential flotation;mixed flotation