新疆某金礦選—冶聯合流程試驗研究

吳凱，馬英強，竇源東，畢鳳琳，米文杰，解惠敏

1煙臺黃金職業學院環境與材料工程系 山東煙臺 265400

2福州大學紫金礦業學院 福建福州 350108

3煙臺金華選煤工程有限公司 山東煙臺 265400

礦石中金的回收通常采用重選、全泥氰化法浸出、浮選—金精礦氰化浸出工藝[1-2]。礦石中金的賦存狀態、嵌布粒度和礦石的氧化程度是制約選礦方法的關鍵。在砂金中，金通常呈單體自然金形態存在，重選法是選別砂金最有效、最主要的方法。全泥氰化法浸出主要用于細粒含泥氧化礦。浮選法是含金硫化礦脈金礦山應用最為廣泛的方法[3]。隨著經濟建設的發展和市場需求的提高，對低品位、難選冶金礦資源的開發利用是亟需解決的重要課題。這部分金礦中金的嵌布粒度細，伴生元素復雜，金回收率低。若要獲得較好的回收效果，常常需要聯合使用浮選、重選和氰化等方法[4-5]。

針對新疆某微細嵌布難選金礦石，筆者在礦石工藝礦物學研究的基礎上，開展了系統的浮選—浮尾氰化選冶聯合流程試驗研究，取得了較好的分選效果。

1 礦石性質

1.1 原礦化學組成

將原礦破碎后混合縮分，進行原礦化學多元素分析，結果如表 1 所列。

表1 原礦化學多元素分析結果Tab.1 Results of chemical multi-element analysis of raw ore %

由表 1 可知，該礦樣主要有價元素為金，品位為3.31 g/t；伴生有益組分為銀，品位為 0.35 g/t，含量較低，不具有綜合回收價值；有害組分為砷，含量較低，小于 0.01%，對氰化浸出提金的不利影響較小。

1.2 原礦礦物組成

通過光學顯微鏡和掃描電鏡分析，原礦金礦物以自然金為主，其次為金銀礦。原礦中主要礦物有石英、斜長石、白云石、云母和方解石等，主要金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦和毒砂等，還有少量黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦。

1.3 金礦物粒級

分析自然金的粒度組成，結果如表 2 所列。

表2 金礦物粒級分析結果Tab.2 Results of grain size analysis of gold mineral

由表 2 可知，自然金嵌布粒徑很細，多數在 0.003～ 0.037 mm，達 69.23%。其中金礦物粒度以微細粒為細粒金占 40.16%，微粒金占 29.07%；中粒級較少，占12.31%；粗粒金很少，占 1.54%；沒有發現巨粒金。但一部分自然金以極微細粒存在，占 16.92%，在實際選礦生產中回收難度較大。

1.4 金礦物賦存狀態

通過掃描電鏡分析金在礦物中的賦存狀態，結果如表 3 所列。

表3 金礦物賦存狀態Tab.3 Occurrence mode of gold mineral %

由表 3 可知，自然金嵌布形式主要為包裹金和裂隙金，其次為粒間金。其中，包裹金占 47.7%，數量較多，分別為硫化物包裹金和脈石礦物包裹金；裂隙金占 32.3%，在硫化物裂隙和脈石礦物裂隙中，以點狀、串珠狀、絲狀、棒狀等形式分布；粒間金占 12.0%，主要存在脈石礦物粒間、脈石與硫化物粒間、硫化物粒間。

2 試驗結果及討論

針對原礦中金的回收，浮選法、重選法和氰化法是常用手段。在探索試驗的基礎上，研究浮選—氰化聯合工藝的影響因素。浮選試驗考查磨礦細度、活化劑用量、捕收劑種類及用量對浮選指標的影響，并開展了相應的條件試驗；在最佳條件下，開展閉路浮選試驗；浸出試驗研究浮選尾礦磨礦細度、石灰用量、氰化鈉用量對浸出指標的影響。

2.1 浮選試驗

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦的目的是使礦石中的有用礦物單體解離，并為浮選作業提供適宜的分選粒度。為考察磨礦細度對浮選指標的影響，進行了磨礦細度試驗。試驗條件：石灰用量為 600 g/t，硫酸銅用量為 100 g/t，丁基黃藥用量為 120 g/t，2 號油用量為 30 g/t。試驗流程如圖 1 所示，試驗結果如圖 2 所示。

圖1 磨礦細度試驗流程Fig.1 Process flow of test for grinding fineness

圖2 磨礦細度試驗結果Fig.2 Results of test for grinding fineness

由圖 2 可知，精礦中，隨著磨礦細度的增加，金回收率呈先增加后緩降的趨勢，金品位呈逐漸下降的趨勢。當磨礦細度 -0.074 μm 占 85% 時，精礦品位為32.89 g/t，回收率為 83.78%。綜合考慮，確定磨礦細度為 -0.074 μm 占 85%。

2.1.2 石灰用量試驗

在浮選過程中，pH 值直接影響礦漿離子的組成、浮選藥劑的活性以及礦物的可浮性。不同種類礦石只有在適宜的 pH 環境下，才能獲得最優的浮選指標。通過探索試驗得出，與碳酸鈉相比，石灰作為pH 值調整劑浮選試驗回收率明顯提高，因而，試驗重點探索石灰的最佳藥劑用量。試驗條件：磨礦細度-0.074 μm 占 85%，石灰用量為變量，硫酸銅用量為100 g/t，丁基黃藥用量為 120 g/t，2 號油用量為 30 g/t。試驗流程圖 1 所示，試驗結果如圖 3 所示。

圖3 石灰用量試驗結果Fig.3 Results of test for CaO dosage

由圖 3 可知，隨著石灰用量的增加，精礦品位、回收率變化明顯，呈先增加后降低的趨勢。當石灰用量為 1 000 g/t 時，精礦品位為 36.75 g/t，回收率最大為 76.97%。綜合考慮，確定石灰用量為 1 000 g/t。

2.1.3 硫酸銅用量試驗

根據生產經驗，硫酸銅對低硫含金礦中金的回收有促進作用。為考察硫酸銅對浮選指標的影響，進行了硫酸銅用量試驗。試驗條件：磨礦細度 -0.074 μm占 85%，石灰用量為 1 000 g/t，硫酸銅用量為變量，丁基黃藥用量為 120 g/t，2 號油用量為 30 g/t。試驗流程如圖 1 所示，試驗結果如圖 4 所示。

由圖 4 可知，隨著硫酸銅用量的增加，精礦品位呈先增后降趨勢，回收率呈先增加后趨緩隨后下降的趨勢。其原因可能是高濃度的硫酸銅導致泡沫產品中礦泥含量增加，從而影響金的回收率。當硫酸銅用量為 50 g/t 時，精礦品位為 36.20 g/t，回收率最大為82.02%。綜合考慮，確定硫酸銅用量為 50 g/t。

2.1.4 捕收劑種類及用量試驗

捕收劑是制約浮選指標的關鍵因素，有的捕收劑選擇性差，有的捕收能力強。根據已有的生產實踐，考查幾種常見的硫化礦捕收劑對浮選指標的影響。本次試驗選用丁基黃藥+丁銨黑藥、異戊基黃藥、戊基黃藥、乙硫氮進行試驗。試驗條件：磨礦細度 -0.074 μm 占 85%，石灰用量為 1 000 g/t，硫酸銅用量為 50 g/t，捕收劑用量為 120 g/t，捕收劑種類為變量，2 號油用量為 30 g/t。試驗流程如圖 1 所示，試驗結果如圖 5 所示。

圖5 捕收劑種類試驗結果Fig.5 Results of test for collector type

由圖 5 可知，當捕收劑用量相同時，不同類型的捕收劑對精礦品位和回收率的變化影響不明顯。綜合考慮，確定捕收劑為戊基黃藥。

在確定捕收劑為戊基黃藥后，開展捕收劑用量條件試驗，試驗結果如圖 6 所示。

圖6 戊基黃藥用量試驗結果Fig.6 Results of test for isoamyl xanthate dosage

由圖 6 可知，隨著戊基黃藥用量的增加，精礦品位呈先增加后降低的趨勢，回收率呈逐漸增加的趨勢。當戊基黃藥用量為 120 g/t 時，精礦品位最高，達 36.20 g/t，此時精礦回收率為 84.52%。綜合考慮，戊基黃藥適宜用量為 120 g/t。

2.2 閉路試驗

在開路試驗的基礎上，開展了閉路試驗，試驗條件和流程如圖 7 所示，試驗結果如表 4 所列。

圖7 閉路試驗流程Fig.7 Process flow of closed-circuit test

表4 閉路試驗結果Tab.4 Results of closed-circuit test

由圖 7 和表 4 可知，在磨礦細度 -0.074 μm 占85% 條件下，采用最佳藥劑制度，通過一粗一精二掃、中礦循序返回閉路浮選試驗流程，獲得金精礦中金的回收率為 85.54%，品位為 45.72 g/t；尾礦中金品位為 0.49 g/t，回收率為 14.46%。

工藝礦物學研究表明，尾礦中金被石英等脈石包裹，嵌布粒度極微細，通過浮選工藝較難回收。鑒于此，開展了浮選尾礦氰化浸出試驗。

2.3 氰化浸出試驗

浮選尾礦中金的品位為 0.49 g/t，偏高。尾礦中損失的金，通過氰化浸出回收。通過尾礦再磨試驗、石灰用量、氰化鈉用量等條件試驗，確定浸出條件：尾礦再磨細度 -43 μm 占 90%，石灰用量為 4 000 g/t，氰化鈉用量為 1 500 g/t，浸出礦漿質量分數為 30%，浸出時間為 24 h。試驗結果如表 5 所列。

表5 浮選尾礦氰化浸出試驗結果Tab.5 Results of test for leaching of flotation tailing via cyanidation

由表 5 可知，與浮選尾礦不磨礦直接氰化浸出相比較，再磨后浸出，各項指標較好。再磨后，金的作業回收率在 70% 以上，對原礦金回收率提高 10% 以上。浮選—氰化全流程金的總回收率達 96.51%。

3 結論

(1) 某金礦石金的品位為 3.31 g/t，金礦物以自然金為主，自然金嵌布粒徑很細，多數在 0.003～ 0.037 mm，達 69.23%。自然金嵌布形式主要以包裹金和裂隙金，包裹金占 47.7%，裂隙金占 32.3%。

(2) 在磨礦細度 -74 μm 占 85% 的條件下，采用最佳藥劑制度，通過一粗一精二掃、中礦循序返回閉路浮選試驗流程，獲得精礦中金的回收率為85.54%，金品位為 45.72 g/t。品位為 0.49 g/t 的浮選尾礦，在再磨細度為 -43 μm 占 90% 的條件下，開展氰化浸出提金，浸渣中金品位 0.14 g/t，浸出率為71.43%。從而使金的總回收率提高到 96.51%。