內蒙古某金礦階段磨礦—階段浮選試驗研究

任慧 ， 劉杰 ， 王勛 ， 楊新華

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

引 言

金特有的商品價值和經濟價值使其在我國國民生活中發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、雜”已成為我國金礦資源的基本特征[5]。因此，合理的選礦方法對金礦的綜合回收就顯得尤為重要。當下，金礦主要通過重選、浮選、氰化浸出及聯合工藝進行回收[6-8]。其中，浮選是應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)實現對金的富集。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獲得了金精礦品位為41.25 g/t、回收率為85.61%的浮選指標，實現了金礦的富集。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流程，得到金精礦品位為20.80 g/t、回收率為76.03%，可為后續氰化浸金提供合格原料。

內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，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，極細粒級部分的存在對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流程獲得的金精礦品位低，尾礦中的金流失嚴重。因此，基于該礦物的工藝礦物學結果，確定了階段磨礦—異步浮選的試驗流程，通過浮選試驗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。

1 礦石性質

試驗礦樣取自內蒙古某金礦山，原礦化學分析結果見表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。工藝礦物學分析結果表明，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，金的分布及平衡計算結果如表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 原礦化學多元素分析結果/%

表2 原礦金的分布率/%

2 試驗結果與討論

前期試驗中發現在堿性礦漿條件下浮選指標較高，而較細的磨礦細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。國外某科研機構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，該金礦浮選捕收劑的浮選性能結果如圖1所示。

圖1 不同捕收劑對金浮選的影響

2.1 粗選條件試驗

試驗中將“黃藥+黑藥”作為金的主要捕收劑，5460作為金的輔助捕收劑實現金礦的富集。浮選試驗流程如圖2所示。

圖2 粗選試驗流程

2.1.1 磨礦細度試驗

圖3為磨礦細度對金礦浮選影響的試驗結果。由于銀金礦嵌布粒度極細，增加磨礦細度可提高脈石礦物中銀金礦的單體解離度，但也會使部分載金礦物(磁)黃鐵礦過磨，在浮選過程中損失，因此適宜的磨礦細度是獲得較優的浮選指標的關鍵。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，進行了磨礦細度試驗。隨著磨礦細度增加，使脈石礦物夾雜上浮，粗精礦金品位整體呈下降趨勢；當磨礦細度達到-0.043 mm占63.45%時，粗精

圖3 磨礦細度對金浮選的影響

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

2.1.2 碳酸鈉用量試驗

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，探究了碳酸鈉對金礦浮選影響試驗結果(圖4)。碳酸鈉用量從500 g/t增加至1 000 g/t時，粗精礦金品位和回收率均呈現上升趨勢，而隨著用量繼續增加，兩者又大幅度下降。綜合考慮試驗結果，確定了最佳碳酸鈉用量為1 000 g/t，此時礦漿pH為9.5，粗精礦金品位19.80 g/t，回收率達到68.98%。

圖4 碳酸鈉用量對金浮選的影響

2.1.3 水玻璃用量試驗

適量的水玻璃可加強礦漿分散，提高粗精礦金品位，但用量過高會對含金礦物產生抑制作用。在磨礦細度-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金礦浮選結果的影響(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，當用量為300 g/t時，粗精礦金品位及回收率達到最高，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 水玻璃用量對金浮選的影響

2.1.4 捕收劑用量試驗

相關文獻均有報道[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黃鐵礦型金礦具有較強的捕收能力，而黃藥類捕收劑的加入可以進一步提高金的回收率。本條件試驗在磨礦細度-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，而品位變化幅度不大，當丁基黃藥+丁銨黑藥用量為120+60 g/t時，金回收率達到最大值55.95%，此時金品位16 g/t，繼續增加捕收劑用量，回收率略有下降，因此確定粗選捕收劑用量為180 g/t。

圖6 捕收劑用量對金浮選的影響

2.1.5 輔助捕收劑5460用量試驗

5432、5439和5460三種特效捕金藥劑總體上選擇性優于黃藥類捕收劑，其個體的捕收性能依次增強。通過丁基黃藥+丁銨黑藥藥劑用量試驗結果可以看出，增加藥劑用量對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，同時加強捕收劑的選擇性，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，進行其用量條件試驗，結果如圖7所示。5460用量在30 g/t之前對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顯現，金回收率大幅提高后趨勢變緩，同時金品位也有所增加。當5460用量為60 g/t時，粗精礦金品位18.70 g/t，回收率65.58%，達到了較優的分選效果。

圖7 5460用量對金浮選的影響

2.1.6 再磨細度試驗

一次粗選尾礦中存在部分未解離、嵌布粒度極細的含金礦物，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，回收率隨細度增加呈上升趨勢，但磨礦細度過細，導致磨礦成本過高，綜合考慮再磨細度選擇-0.038 mm占75%，此時再磨浮選粗精礦金品位6.54 g/t、金回收率83.76%。

圖8 再磨細度對金浮選的影響

2.1.7 硫酸銅用量試驗

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，以進一步提高金回收率。在再磨細度-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，硫酸銅用量試驗結果如圖9所示。由圖9可知，隨著硫酸銅用量增加，再磨浮選粗精礦產率逐漸降低，品位逐漸升高，當達到200 g/t時，回收率達到最大值83.76%，金品位較高，是較為適宜的用量。

圖9 硫酸銅用量對金浮選的影響

2.2 閉路試驗

以開路試驗流程為基礎，進行原礦閉路浮選試驗。由于捕收劑在閉路中的循環累積以及再磨粒度較細，礦石泥化較為嚴重，影響選別效果，試驗過程中適當減少了捕收劑用量，以及增加了分散劑水玻璃用量，工藝流程及參數見圖10，試驗結果見表3。

圖10 浮選閉路試驗流程

表3 閉路浮選試驗結果

在粗選磨礦細度-0.074 mm占90%、再磨細度-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，有效地實現了該金礦中有用元素的富集。由試驗結果發現，尾礦中的金、銀品位略高，其主要原因是銀金礦和微細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與嵌布特性有關。

3 結論

(1)該試驗礦樣金品位為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)在一段磨礦細度為-0.074 mm占90%、再磨細度-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，較原流程中金品位和回收率分別提高了13.8個百分點和6.75個百分點，有效實現了該金礦的富集。

(3)浮選對脈石礦物間的銀金礦和微細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與嵌布特性有關，礦石特性決定了單一浮選工藝回收金有一定的局限性。