某環境敏感區金礦選礦工藝試驗研究

楊平偉，黃曉毅，賀國帥，郭 霆，楊超群

（陜西冶金設計研究院有限公司，陜西 西安 710032）

1 引言

金礦選礦最常用的方法為氰化浸出、重選、浮選工藝及聯合工藝流程等［1］，而隨著環保要求日趨嚴格，氰化浸出由于對環境污染極大，目前在本區域已被禁止［2］，在環境敏感地區，浮選法也被限制。因此，金礦特別是自然金的重選工藝作為一種無污染的環保工藝逐漸被重視。傳統的重選工藝主要包括搖床、溜槽、跳汰等［3］。傳統重選法，例如：跳汰、搖床、溜槽和螺旋選礦等回收率較低［4］，而尼爾森選礦機是目前世界上應用最廣泛的離心選礦設備之一，具有富集比高、精礦品位和回收率高，處理量大和高度自動化等優勢［5］。

某金礦擬建選礦廠地處水源保護地周邊，處于環境敏感區，基于此通過工藝礦物學對本金礦開展重選試驗研究。

2 礦石性質

該金礦經甲方采樣，實驗室對樣品進行單獨破碎加工。首先用SP100X100 顎式破碎機破碎后進行篩分，+5mm 物料返回SP100X100 顎式破碎機破碎，+2mm 物料用Φ240×120 輥式破碎機破碎后返回篩分，-2mm 的合格樣品經混勻縮分后得出單個樣品，樣品由實驗室化驗分析后對試驗樣品進行分類統計。所得樣品金礦品位為3.6～4.1g/t。

2.1 原礦性質

對原礦的光譜分析結果、多元素分析及金物相分級結果分別見表1、表2 和表3 所示。

表1 原礦光譜分析結果 ω（B）/10-6

表2 原礦多元素分析結果 %

表3 原礦金物相分析結果

原礦光譜分析結果表明礦石中可供回收的主要有價金屬元素為金，伴生微量銀，其它金屬元素如銅鉛鋅含量很少，不具有回收價值。

原礦多元素分析結果表明，礦石中含硫較低，浮選精礦品位應較高；礦石中有害元素As、Sb 含量較低，不影響后續金銀的提取。

金物相分析結果可以看出，金主要以裸露半裸露金的形式存在，有利于其重的選礦富集。

2.2 原礦金嵌連關系

實驗室采用團礦片鏡下檢測并結合單礦物分析法、化學分析法、選擇性溶礦法等進行全面考查，通過各項分析確定出金礦物在該產品中的嵌存關系，分析結果見表4 所示。

表4 原礦金嵌連關系

考查結果表明，該礦石磨至-0.074mm 占85%細度下，單體連生金（可浸金）占93.42%，包裹金占6.58%，其中金屬礦物包裹金占4.38%，脈石包裹金占2.2%。

2.3 金在礦石中的賦存狀態

根據工藝礦物學研究結果，礦石中可見大量自然金顆粒，說明礦石中金主要以自然金的形式存在。為了研究礦石中黃鐵礦與金的關系，本次研究分析了黃鐵礦單礦物中的金含量，分析結果見表5 所示。

表5 黃鐵礦中金分析結果

分析結果顯示黃鐵礦中金含量為91.8g/t，占礦石中金總量的16.71%。從另一方面也說明礦石中金主要以單體金的形式存在，有利于金礦重選選別。

2.4 主要礦物粒度分布特征

為了研究礦石中主要礦物的粒度分布特征，本次研究對原礦磨礦產品（-0.074mm 占63.67%）的樣品進行了MLA 分析。分析結果見表6 所示。

表6 主要礦物粒度分布特征

從分析結果可以看出，礦石中自然金主要分布在-0.15+0.074mm 和-0.04+0.02mm 兩個粒級，其分布率分別為38.99%和42.05%，有利于其選礦富集。

3 選礦試驗研究

3.1 重選試驗研究

為了解金礦樣品的重選特性，首先對混合樣品分別進行搖床、跳汰、尼爾森重選試驗研究，試驗流程見圖1、2、3 所示，試驗結果見表7 所示。

圖1 搖床重選探索流程

圖2 跳汰重選探索流程

圖3 尼爾森重選探索流程

表7 重選探索試驗結果

試驗結果表明，通過搖床及尼爾森重選可以回收70%左右的顆粒金，跳汰重選盡管金精礦品位高，但回收率較低。綜合以上實驗結果尼爾森試驗的效果優于搖床試驗。

3.2 浮選試驗研究

對原礦及尼爾森尾礦分別進行浮選選礦試驗研究，流程圖如圖4，試驗結果見表8 所示。

圖4 原礦浮選探索流程

表8 重選探索試驗結果

從實驗結果可以看出，浮選實驗Au 品位及回收率較尼爾森重選均低，回收率效果不理想，且浮選尾礦中金品位與尼爾森重選尾礦中品位相差不大。

另外該金礦擬建選礦廠地處水源保護地周邊，處于環境敏感區，浮選工藝中須加入相應的浮選藥劑，浮選藥劑會對當地環境產生一定的影響，因此尼爾森重選工藝效果優于浮選工藝。

3.3 尼爾森重選試驗

3.3.1 離心力G 值

尼爾森選礦機是一種高效的離心選礦設備，是基于離心原理的強化重力選礦設備，在高倍的強化重力場內，比重大和比重小的礦物的重力差別被極大地放大，這使得輕重礦物之間的分離比自然重力場內更加容易［6］。離心力G 值是尼爾森選別的重要指標，對尼爾森重選進行離心力試驗，試驗流程見圖5 所示，試驗結果見表9 所示

圖5 離心力試驗流程圖

表9 離心力試驗結果表

試驗結果表明，隨著離心力G 值的增加，金精礦的品位和回收率呈下降趨勢，重力G 值為60時，尼爾森重選金精礦品位和回收率達到最大。

3.3.2 磨選段數

尼爾森選礦機不僅對中粗粒的金有很好的回收效果，而且對微細粒金的回收效果也較強［6］。因此對進行尼爾森重選階段磨礦階段重選試驗。試驗流程如圖6 所示，試驗結果見表10 所示。

為了保證最大程度的回收顆粒金，每個細度下經過兩段尼爾森重選，精礦2 和精礦4 的品位降至20g/t 左右，表明在同一細度下經過兩段尼爾森重選后能夠較好的回收顆粒金。

從表9 可以看出，隨著磨礦細度的提高至-0.074mm 占60.55%， 精 礦 合 計Au 品 位 為224.30g/t，回收率為86.31%。繼續提高磨礦細度至-0.074mm 占88.59%時，精礦合計品位為165.40g/t，回收率為89.22%，回收率提高幅度不大。尼爾森重選適宜的細度為-0.074mm 占60.55%。

圖6 尼爾森重選階段磨礦階段重選試驗流程

表10 尼爾森重選試驗結果

在磨礦細度-0.074mm 占60%左右時，原礦經過尼爾森重選可以達到較好分選指標，此時尾礦品位為0.53g/t。

3.3.3 重選聯合試驗

尼爾森選礦機+搖床是一種高效、環保條件好的先進重選選別技術［7］，在上述試驗的基礎上，為了獲得更高的金精礦品位和降低尾礦的品位，進行了尼爾森尾礦再磨再選-搖床精選的聯合工藝試驗，試驗流程如圖7 所示，試驗結果見表11 所示。

圖7 尼爾森重選試驗流程圖

表11 尼爾森重選試驗結果

試驗結果標明，通過一段尼爾森尾礦再磨再選，可將最終尾礦品位降低至0.55g/t，獲得重選+部分中礦綜合回收指標可以達到84.42%，回收效果較為理想。

4 結論

（1）工藝礦物學表明，該金礦中可供回收的主要有價金屬元素為金，品位在3.6～4.1g/t，其它金屬元素如銅鉛鋅含量很少；礦石中單體連生金（可浸金）占93.42%，包裹金占6.58%；黃鐵礦中金含量為91.8g/t，占礦石中金總量的16.71%。礦石中金主要以單體金的形式存在，有利于金礦重選選別。

（2）通過重選、浮選試驗，確定尼爾森重選優于搖床及跳汰重選，同時，該金礦重選效果優于浮選，尼爾森重選能夠使金精礦的綜合回收率提高，獲得較優指標的同時，對環境影響最小。

（3）通過尼爾森重選+搖床聯合工藝流程可使金精礦綜合回收率可達84.42%，尾礦品位可降至0.55g/t，選別效果較為理想。