某蝕變巖型金礦石階段磨選試驗(yàn)研究及生產(chǎn)實(shí)踐

劉 江

(山金設(shè)計(jì)咨詢有限公司)

某金礦石為低硫、金粗細(xì)不均勻嵌布蝕變巖型金礦石，其傳統(tǒng)處理工藝為全泥氰化炭浸工藝。目前，全泥氰化炭浸工藝已不符合國內(nèi)綠色礦山建設(shè)的要求，主要表現(xiàn)在：①全泥氰化炭浸工藝不環(huán)保，已不是選礦廠設(shè)計(jì)的首選工藝；②氰化物劇毒，尾渣處理成本較高；③尾礦庫庫底要做防滲處理，投資較大；④尾渣不能直接用作采礦充填材料，難以實(shí)現(xiàn)無尾礦山目標(biāo)。因此，亟需找到適宜處理該類礦石的綠色選別工藝。本文對(duì)該礦石進(jìn)行了階段磨選(重選)試驗(yàn)研究[1]，結(jié)果表明階段磨選(重選)尾礦金品位同全泥氰化炭浸浸渣金品位相當(dāng)，使階段磨選(重選)綠色工藝取代全泥氰化炭浸工藝成為現(xiàn)實(shí)。據(jù)此設(shè)計(jì)的兩段磨礦+三段尼爾森重選+重尾溜槽掃選+終尾磁選綠色選別工藝應(yīng)用效果較好[2-7]，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益顯著，值得推廣應(yīng)用。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及礦物組成

某金礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦，少量鈦鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、硫化銅礦物；脈石礦物主要為碳酸鹽礦物、石英、綠泥石；金礦物主要為自然金。金載體礦物為石英、褐鐵礦、黃鐵礦、碳酸鹽礦物。礦石中金品位4.99 g/t、硫品位0.16 %。礦石為低硫、金粗細(xì)不均勻嵌布蝕變巖型金礦石。礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 礦石化學(xué)成分分析結(jié)果

1.2 金礦物嵌布特征

礦石中金以粗粒、細(xì)粒嵌布為主。其中，粗粒金(+74 μm)分布率為62.88 %，中粒金(-74～+38 μm)

分布率為10.85 %，細(xì)粒金(-38～+10 μm)分布率為17.54 %，微粒金(-10 μm)分布率為8.73 %。金礦物嵌布形態(tài)主要為粒狀，其次為針線狀、葉片狀和麥粒狀。金礦物嵌布粒度分析結(jié)果見表2，金礦物嵌布形態(tài)分析結(jié)果見表3，金礦物嵌布特征見圖1。

表2 金礦物嵌布粒度分析結(jié)果

表3 金礦物嵌布形態(tài)分析結(jié)果

圖1 金礦物嵌布特征

1.3 礦石特點(diǎn)

1)礦石為低硫、金粗細(xì)不均勻嵌布蝕變巖型金礦石。金的載體礦物為石英、褐鐵礦、碳酸鹽礦物、黃鐵礦等。該礦石的傳統(tǒng)處理工藝為全泥氰化炭浸工藝。

2)金主要以粗粒級(jí)(+74 μm)和細(xì)粒級(jí)(-38～+10 μm)2個(gè)粒級(jí)嵌布，分布率分別為62.88 %和17.54 %。

2 階段磨選試驗(yàn)結(jié)果與討論

根據(jù)礦石性質(zhì)，進(jìn)行了階段磨選探索試驗(yàn)。

2.1 磨礦細(xì)度

階段磨選磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖2 階段磨選磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

由表4可知：當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占75 %時(shí)，階段磨選尾礦金品位降至0.21 g/t，金精礦、中礦累積金品位為81.43 g/t，金總回收率95.80 %；當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm 占85 %時(shí)，尾礦金品位降至0.20 g/t，金精礦、中礦累積金品位為69.37 g/t，金總回收率為96.12 %。綜合考慮，階段磨選終結(jié)節(jié)點(diǎn)磨礦細(xì)度選擇-0.074 mm占75 %。

表4 階段磨選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.2 階段磨選綜合條件試驗(yàn)

階段磨選綜合條件試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖3 階段磨選綜合條件試驗(yàn)流程

由表5可知：原礦金品位4.99 g/t，通過階段磨選(重選)，尾礦金品位降至0.21 g/t，金精礦金品位13 995.22 g/t、中礦金品位18.90 g/t，金總回收率96.06 %。選金尾礦磁選，在原礦鐵品位為8.48 %的情況下，獲得的鐵精礦鐵品位70.48 %，鐵回收率25.04 %，尾礦鐵品位5.42 %。

表5 階段磨選綜合條件試驗(yàn)結(jié)果

2.3 全泥氰化炭浸

全泥氰化炭浸試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖4 全泥氰化炭浸試驗(yàn)流程

由表6可知：當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %時(shí)，浸渣金品位0.19 g/t，金浸出率96.19 %。

表6 全泥氰化炭浸試驗(yàn)結(jié)果

2.4 階段磨選優(yōu)勢分析

1)對(duì)低硫、金粗細(xì)不均勻嵌布蝕變巖型金礦石，通過采用階段磨選法進(jìn)行選別，在原礦金品位為4.99 g/t時(shí)，金精礦(冶煉)金品位13 995.22 g/t、中礦(外售)金品位為18.90 g/t，尾礦金品位為0.21 g/t，金總回收率為96.06 %。對(duì)該礦石采用全泥氰化炭浸，浸渣金品位為0.19 g/t。階段磨選(重選)尾礦金品位同全泥氰化炭浸浸渣金品位相當(dāng)。本次試驗(yàn)突破傳統(tǒng)試驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)了階段磨選(重選)綠色工藝取代傳統(tǒng)全泥氰化炭浸工藝。

2)階段磨選能夠適應(yīng)金礦石的嵌布特性，及時(shí)階段回收單體解離的礦物，避免一段直磨選別造成已單體解離礦物過磨，進(jìn)而造成金屬礦物損失和單體解離金在一段直磨礦過程中的“鑲嵌”損失，實(shí)現(xiàn)早收、多收，提高金回收率。這也正是階段磨選(重選)工藝可取代傳統(tǒng)全泥氰化炭浸工藝的主要原因。

3 生產(chǎn)實(shí)踐

3.1 工藝流程及生產(chǎn)指標(biāo)

選礦廠設(shè)計(jì)規(guī)模300 t/d，階段磨選最終磨礦細(xì)度-0.074 mm占75 %。選礦廠設(shè)計(jì)工藝流程見圖5，生產(chǎn)指標(biāo)[8]見表7。

表7 選礦廠生產(chǎn)指標(biāo)

3.2 工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1)設(shè)計(jì)兩段連續(xù)閉路磨礦。當(dāng)處理量為300 t/d，磨礦細(xì)度-0.074 mm占75 %時(shí)，進(jìn)行一段閉路磨礦、兩段連續(xù)閉路磨礦方案比較。

(1)一段閉路磨礦。選用1臺(tái)MQYZ2150溢流型球磨機(jī)，功率245 kW，排料細(xì)度-0.074 mm占42 %±；分級(jí)選用1組4-φ250-B高效旋流器，旋流器分級(jí)溢流細(xì)度-0.074 mm占75 %。當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占75 %時(shí)，選擇一段閉路磨礦較為常見，因?yàn)橐欢伍]路磨礦流程簡單，裝機(jī)功率稍低。但是，一段閉路磨礦為選別作業(yè)僅提供2個(gè)磨礦細(xì)度節(jié)點(diǎn)。

(2)兩段連續(xù)閉路磨礦。其中，一段磨礦選用1臺(tái)MQGZ2122 格子型球磨機(jī)，功率155 kW；分級(jí)選用1臺(tái)FG1.5螺旋分級(jí)機(jī)；一段球磨機(jī)排料細(xì)度-0.074 mm 占25 %。二段磨礦選用1臺(tái)MQYZ1836溢流型球磨機(jī)，功率125 kW；分級(jí)選用1組4-φ250-B高效旋流器；二段磨礦球磨機(jī)排料細(xì)度-0.074 mm占55 %，二段磨礦旋流器分級(jí)溢流細(xì)度-0.074 mm占75 %。盡管兩段連續(xù)閉路磨礦較復(fù)雜，裝機(jī)功率較高。但是，兩段連續(xù)閉路磨礦為選別作業(yè)提供3個(gè)磨礦細(xì)度節(jié)點(diǎn)。

通過對(duì)比上述2種方案，選擇兩段連續(xù)閉路磨礦方案。該方案可為選別作業(yè)提供3個(gè)磨礦細(xì)度節(jié)點(diǎn)，分別為一段磨礦球磨機(jī)排料(磨礦細(xì)度節(jié)點(diǎn)-0.074 mm占25 %)、二段磨礦球磨機(jī)排料(磨礦細(xì)度節(jié)點(diǎn)-0.074 mm 占55 %)、二段磨礦旋流器分級(jí)溢流(磨礦細(xì)度節(jié)點(diǎn)-0.074 mm占75 %)，為實(shí)現(xiàn)階段選別創(chuàng)造了條件。

2)選擇短型球磨機(jī)。兩段連續(xù)閉路磨礦中一段球磨機(jī)選擇格子型球磨機(jī)，其長徑比一般取1.00～1.05；二段球磨機(jī)選擇溢流型球磨機(jī)，其長徑比一般取1.5～2.0。

3)采用四段重選選別工藝。設(shè)計(jì)一段球磨機(jī)排料、二段球磨機(jī)排料、二段分級(jí)溢流進(jìn)行尼爾森三段重選，三段尼爾森尾礦進(jìn)行四段溜槽重選掃選。一段球磨機(jī)排料尼爾森重選主要回收粗粒金，二段球磨機(jī)排料尼爾森重選主要回收細(xì)粒金，二段分級(jí)溢流尼爾森重選回收微粒金。三段尼爾森尾礦四段溜槽重選掃選主要回收金貧連生體。

4)設(shè)計(jì)采用“兩段磨礦+三段尼爾森重選+重尾溜槽掃選+終尾磁選”綠色選別工藝取代傳統(tǒng)的全泥氰化炭浸工藝。選礦廠生產(chǎn)指標(biāo)：原礦金品位4.36 g/t，金精礦金品位11 118.47 g/t,中礦金品位26.97 g/t，尾礦金品位0.22 g/t，金總回收率95.21 %，指標(biāo)較好。

4 結(jié) 論

1)某低硫、金粗細(xì)不均勻嵌布蝕變巖型金礦石中金以粗粒、細(xì)粒嵌布為主，對(duì)其采用階段磨選法處理，可克服常規(guī)磨礦方法因直磨而造成的過磨和泥化現(xiàn)象，能及時(shí)階段回收已單體解離的金礦物，避免一段直磨造成已單體解離金礦物過磨而損失，以及單體解離金在一段直磨過程中的“鑲嵌”損失，從而實(shí)現(xiàn)早收、多收，進(jìn)而提高金回收率。

2)對(duì)該礦石采用“兩段磨礦+三段尼爾森重選+重尾溜槽掃選+終尾磁選”選別工藝處理，實(shí)現(xiàn)了階段磨選(重選)綠色工藝取代傳統(tǒng)全泥氰化炭浸工藝。生產(chǎn)指標(biāo)：原礦金品位4.36 g/t，金精礦(冶煉)金品位11 118.47 g/t,中礦(外售)金品位26.97 g/t，尾礦金品位0.22 g/t，金總回收率95.21 %。

3)階段磨選(重磁浮)在黃金、有色金屬及黑色金屬等礦山礦石選礦試驗(yàn)研究、選礦廠設(shè)計(jì)及改造時(shí)值得推廣應(yīng)用，對(duì)易于泥化的鉭、鈮、錫等礦石更是如此。