內(nèi)蒙古某金礦階段磨礦—階段浮選試驗(yàn)研究

任慧 ， 劉杰 ， 王勛 ， 楊新華

1.東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110819；2.山東黃金冶煉有限公司，山東 煙臺(tái) 261441

引 言

金特有的商品價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值使其在我國國民生活中發(fā)揮著不可替代的作用[1-3]。我國金礦資源豐富，主要集中在我國中部及東部[4]。然而，隨著我國對(duì)金礦資源的不斷開采利用，稟賦較好的金礦資源已被開采殆盡，“貧、細(xì)、雜”已成為我國金礦資源的基本特征[5]。因此，合理的選礦方法對(duì)金礦的綜合回收就顯得尤為重要。當(dāng)下，金礦主要通過重選、浮選、氰化浸出及聯(lián)合工藝進(jìn)行回收[6-8]。其中，浮選是應(yīng)用廣泛且有效的金礦富集方法[9]，通過捕收可浮性較好的載金礦物(黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂等)實(shí)現(xiàn)對(duì)金的富集。周冬琴等人[10]用一次粗選二次精選二次掃選的浮選閉路試驗(yàn)獲得了金精礦品位為41.25 g/t、回收率為85.61%的浮選指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了金礦的富集。賀國帥等人[11]采用一次粗選三次精選三次掃選的浮選閉路試驗(yàn)流程，得到金精礦品位為20.80 g/t、回收率為76.03%，可為后續(xù)氰化浸金提供合格原料。

內(nèi)蒙古某金礦石金品位為2.83 g/t，主要金銀礦物中銀金礦和碲銀礦嵌布粒度細(xì)，部分銀金礦被脈石礦物包裹、或存在于石英和輝石粒間及裂隙中，對(duì)金的選礦影響較大。主要載金礦物黃鐵礦和磁黃鐵，并且粒度變化大，極細(xì)粒級(jí)部分的存在對(duì)金的回收有一定影響。原礦在采用一段磨礦和兩段精選的試驗(yàn)流程獲得的金精礦品位低，尾礦中的金流失嚴(yán)重。因此，基于該礦物的工藝礦物學(xué)結(jié)果，確定了階段磨礦—異步浮選的試驗(yàn)流程，通過浮選試驗(yàn)確定了金礦選別的最佳條件，以期為該金礦資源的利用提供依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣取自內(nèi)蒙古某金礦山，原礦化學(xué)分析結(jié)果見表1，金品位2.83 g/t，銀品位2.80 g/t，有害元素含量較低，鈦品位略高。工藝礦物學(xué)分析結(jié)果表明，樣品中含有少量的銀金礦和碲銀礦等貴金屬礦物，主要載金礦物為黃鐵礦和磁黃鐵礦，金的分布及平衡計(jì)算結(jié)果如表2所示，黃鐵礦中金含量為62.20 g/t，占礦石中金總量的41.61%，磁黃鐵礦中金含量為32.30 g/t，占礦石中金總量的23.77%。脈石礦物以石英、綠簾石、綠泥石、長石和云母等礦物為主。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果/%

表2 原礦金的分布率/%

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

前期試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在堿性礦漿條件下浮選指標(biāo)較高，而較細(xì)的磨礦細(xì)度有利于降低尾礦的金品位，提高金回收率，采用階段磨礦—階段選別工藝既防止載金硫化礦物過磨，又提高了嵌布粒度細(xì)的銀金礦的解離度，為浮選提供了有利條件；黃藥+黑藥組合捕收劑仍是提高金回收率的有效捕收劑。國外某科研機(jī)構(gòu)提供的三種特效捕金藥劑(5432、5439和5460)中5460的選擇性最好且兼具起泡性，可作為輔助組合捕收劑加入。在自然pH條件下，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占94%，5432、5439和5460用量為60 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥用量為100+40 g/t時(shí)，該金礦浮選捕收劑的浮選性能結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同捕收劑對(duì)金浮選的影響

2.1 粗選條件試驗(yàn)

試驗(yàn)中將“黃藥+黑藥”作為金的主要捕收劑，5460作為金的輔助捕收劑實(shí)現(xiàn)金礦的富集。浮選試驗(yàn)流程如圖2所示。

圖2 粗選試驗(yàn)流程

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

圖3為磨礦細(xì)度對(duì)金礦浮選影響的試驗(yàn)結(jié)果。由于銀金礦嵌布粒度極細(xì)，增加磨礦細(xì)度可提高脈石礦物中銀金礦的單體解離度，但也會(huì)使部分載金礦物(磁)黃鐵礦過磨，在浮選過程中損失，因此適宜的磨礦細(xì)度是獲得較優(yōu)的浮選指標(biāo)的關(guān)鍵。在固定碳酸鈉用量2 000 g/t，水玻璃300 g/t，丁基黃藥+丁銨黑藥(21)180 g/t，輔助捕收劑5460用量60 g/t，松醇油30 g/t條件下，進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗(yàn)。隨著磨礦細(xì)度增加，使脈石礦物夾雜上浮，粗精礦金品位整體呈下降趨勢(shì)；當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.043 mm占63.45%時(shí)，粗精

圖3 磨礦細(xì)度對(duì)金浮選的影響

礦金回收率達(dá)到最高的65.11%，此時(shí)金品位14.60 g/t，繼續(xù)增加細(xì)度，部分載金礦物過磨，導(dǎo)致金回收率有所下降。因此粗選適宜的磨礦細(xì)度為-0.043 mm占63.45%(-0.074 mm占90%)。

2.1.2 碳酸鈉用量試驗(yàn)

碳酸鈉具有活化黃鐵礦提高其疏水性及消除Ca2+和Mg2+不利影響的作用[12]。在磨礦細(xì)度-0.074 mm占90%、水玻璃300 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥(21)180 g/t、輔助捕收劑5460用量60 g/t、松醇油30 g/t的條件下，探究了碳酸鈉對(duì)金礦浮選影響試驗(yàn)結(jié)果(圖4)。碳酸鈉用量從500 g/t增加至1 000 g/t時(shí)，粗精礦金品位和回收率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而隨著用量繼續(xù)增加，兩者又大幅度下降。綜合考慮試驗(yàn)結(jié)果，確定了最佳碳酸鈉用量為1 000 g/t，此時(shí)礦漿pH為9.5，粗精礦金品位19.80 g/t，回收率達(dá)到68.98%。

圖4 碳酸鈉用量對(duì)金浮選的影響

2.1.3 水玻璃用量試驗(yàn)

適量的水玻璃可加強(qiáng)礦漿分散，提高粗精礦金品位，但用量過高會(huì)對(duì)含金礦物產(chǎn)生抑制作用。在磨礦細(xì)度-0.074 mm占90%、碳酸鈉1 000 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥(21)180 g/t、輔助捕收劑5460用量60 g/t、松醇油30 g/t條件下，考察了水玻璃用量對(duì)金礦浮選結(jié)果的影響(圖5)。隨著水玻璃用量增加，粗精礦金品位和回收率先增加后減小，當(dāng)用量為300 g/t時(shí)，粗精礦金品位及回收率達(dá)到最高，分別為19.80 g/t和68.98%，選擇此用量作為水玻璃最佳用量。

圖5 水玻璃用量對(duì)金浮選的影響

2.1.4 捕收劑用量試驗(yàn)

相關(guān)文獻(xiàn)均有報(bào)道[13]，金礦浮選流程中常采用黑藥+黃藥組合捕收劑回收金，這是由于黑藥類捕收劑對(duì)黃鐵礦型金礦具有較強(qiáng)的捕收能力，而黃藥類捕收劑的加入可以進(jìn)一步提高金的回收率。本條件試驗(yàn)在磨礦細(xì)度-0.074 mm占90%、碳酸鈉2 000 g/t、水玻璃300 g/t、松醇油30 g/t的條件下，探索了不同丁基黃藥+丁銨黑藥(21)用量對(duì)金礦浮選的影響。由圖3可知，隨著捕收劑用量增加，金回收率整體呈上升趨勢(shì)，而品位變化幅度不大，當(dāng)丁基黃藥+丁銨黑藥用量為120+60 g/t時(shí)，金回收率達(dá)到最大值55.95%，此時(shí)金品位16 g/t，繼續(xù)增加捕收劑用量，回收率略有下降，因此確定粗選捕收劑用量為180 g/t。

圖6 捕收劑用量對(duì)金浮選的影響

2.1.5 輔助捕收劑5460用量試驗(yàn)

5432、5439和5460三種特效捕金藥劑總體上選擇性優(yōu)于黃藥類捕收劑，其個(gè)體的捕收性能依次增強(qiáng)。通過丁基黃藥+丁銨黑藥藥劑用量試驗(yàn)結(jié)果可以看出，增加藥劑用量對(duì)于提高金品位和回收率的能力略顯不足。因此，以提高金回收率為前提，同時(shí)加強(qiáng)捕收劑的選擇性，在黃藥+丁銨黑藥為主體的捕收體系下，選擇5460為金輔助捕收劑，進(jìn)行其用量條件試驗(yàn)，結(jié)果如圖7所示。5460用量在30 g/t之前對(duì)粗精礦金品位和回收率作用不明顯，30 g/t之后藥劑的疊加效應(yīng)顯現(xiàn)，金回收率大幅提高后趨勢(shì)變緩，同時(shí)金品位也有所增加。當(dāng)5460用量為60 g/t時(shí)，粗精礦金品位18.70 g/t，回收率65.58%，達(dá)到了較優(yōu)的分選效果。

圖7 5460用量對(duì)金浮選的影響

2.1.6 再磨細(xì)度試驗(yàn)

一次粗選尾礦中存在部分未解離、嵌布粒度極細(xì)的含金礦物，擬通過再磨提高其單體解離度。從圖8可以看出，隨著再磨細(xì)度增加，粗選尾礦再磨浮選精礦金品位在6 g/t左右變化，回收率隨細(xì)度增加呈上升趨勢(shì)，但磨礦細(xì)度過細(xì)，導(dǎo)致磨礦成本過高，綜合考慮再磨細(xì)度選擇-0.038 mm占75%，此時(shí)再磨浮選粗精礦金品位6.54 g/t、金回收率83.76%。

圖8 再磨細(xì)度對(duì)金浮選的影響

2.1.7 硫酸銅用量試驗(yàn)

一次粗選尾礦中存在部分可浮性較差的(磁)黃鐵礦，采用硫酸銅活化這部分載金礦物，以進(jìn)一步提高金回收率。在再磨細(xì)度-0.038 mm占75%、碳酸鈉500 g/t、水玻璃150 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥(21)180 g/t、輔助捕收劑5460用量60 g/t、松醇油30 g/t的條件下，硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。由圖9可知，隨著硫酸銅用量增加，再磨浮選粗精礦產(chǎn)率逐漸降低，品位逐漸升高，當(dāng)達(dá)到200 g/t時(shí)，回收率達(dá)到最大值83.76%，金品位較高，是較為適宜的用量。

圖9 硫酸銅用量對(duì)金浮選的影響

2.2 閉路試驗(yàn)

以開路試驗(yàn)流程為基礎(chǔ)，進(jìn)行原礦閉路浮選試驗(yàn)。由于捕收劑在閉路中的循環(huán)累積以及再磨粒度較細(xì)，礦石泥化較為嚴(yán)重，影響選別效果，試驗(yàn)過程中適當(dāng)減少了捕收劑用量，以及增加了分散劑水玻璃用量，工藝流程及參數(shù)見圖10，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖10 浮選閉路試驗(yàn)流程

表3 閉路浮選試驗(yàn)結(jié)果

在粗選磨礦細(xì)度-0.074 mm占90%、再磨細(xì)度-0.038 mm占75%的磨礦制度下，以丁黃藥+丁銨黑藥為主要回收金捕收劑，5460為浮金輔助捕收劑，碳酸鈉和硅酸鈉為調(diào)整劑，硫酸銅為活化劑，采用兩次粗選三次精選兩次掃選、中礦順序返回的閉路工藝流程，獲得了金精礦品位38.00 g/t、銀品位18.30 g/t、金回收率80.06%、銀回收率38.95%的選別指標(biāo)，有效地實(shí)現(xiàn)了該金礦中有用元素的富集。由試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，尾礦中的金、銀品位略高，其主要原因是銀金礦和微細(xì)粒含金礦物的捕收效果較差，這與該礦含金礦物本身的賦存狀態(tài)與嵌布特性有關(guān)。

3 結(jié)論

(1)該試驗(yàn)礦樣金品位為2.83 g/t，銀品位為2.80 g/t，有害元素含量較低，鈦品位略高。樣品中存在少量的銀金礦和碲銀礦等貴金屬礦物，主要載金礦物為黃鐵礦和磁黃鐵礦，其中黃鐵礦中金含量為62.20 g/t，占礦石中金總量的41.61%，磁黃鐵礦中金含量為32.30 g/t，占礦石中金總量的23.77%，脈石礦物以石英、綠簾石、綠泥石、長石和云母等礦物為主。

(2)在一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%、再磨細(xì)度-0.038 mm占75%的磨礦制度下，通過兩次粗選、兩次掃選及三次精選，中礦順序返回的閉路工藝流程，可獲得金精礦金品位38.00 g/t、回收率80.06%的選別指標(biāo)，較原流程中金品位和回收率分別提高了13.8個(gè)百分點(diǎn)和6.75個(gè)百分點(diǎn)，有效實(shí)現(xiàn)了該金礦的富集。

(3)浮選對(duì)脈石礦物間的銀金礦和微細(xì)粒含金礦物的捕收效果較差是造成尾礦金品位略高的主要原因，這與該礦含金礦物本身的賦存狀態(tài)與嵌布特性有關(guān)，礦石特性決定了單一浮選工藝回收金有一定的局限性。