充填料對浮選指標(biāo)的影響及其消除試驗研究

黃發(fā)波

摘要：針對山東某金礦浮選作業(yè)中混入井下充填料而嚴(yán)重影響浮選泡沫黏度，導(dǎo)致生產(chǎn)指標(biāo)惡化的問題，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)特點，在對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝不進行較大調(diào)整的前提下，通過系統(tǒng)梳理并分析浮選過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，從充填料混入比例、添加新型充填料及消除充填料對浮選的影響等方面進行了一系列試驗研究。結(jié)果表明：無論混入何種充填料，均會對浮選指標(biāo)及操作產(chǎn)生不利影響，且混入比例超過1.0 %后，對浮選指標(biāo)的影響顯著;添加調(diào)整劑硫酸銨、硅酸鈉和硫酸亞鐵均可一定程度消除充填料的影響，但硫酸銨的效果相對更好，當(dāng)硫酸銨用量為1 000 g/t時，金回收率為96.1 %，滿足生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：充填料;礦泥;浮選;調(diào)整劑;硅酸鈉;硫酸銨

中圖分類號：TD953文獻標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2020）10-0064-04doi：10.11792/hj20201013

山東某金礦采用細粒尾砂膠結(jié)充填采礦法開采[1]，其浮選工藝流程為三段一閉路加洗礦的常規(guī)破碎和一次粗選、一次精選、二次掃選。該金礦經(jīng)過多年生產(chǎn)，浮選作業(yè)開始頻繁出現(xiàn)泡沫發(fā)黏的現(xiàn)象，嚴(yán)重時會從掃選給礦槽外溢大泡。由于浮選泡沫發(fā)黏[2]，導(dǎo)致浮選閉路循環(huán)不暢，有時甚至?xí)霈F(xiàn)浮選作業(yè)無法正常運行的現(xiàn)象，從而使得浮選指標(biāo)嚴(yán)重惡化，浮選尾礦中金品位平均為0.28 g/t，比正常值（0.18 g/t）高0.10 g/t，金回收率降低2百分點，嚴(yán)重影響礦山的經(jīng)濟效益。該金礦對浮選現(xiàn)場工況進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，井下采取的細粒尾砂膠結(jié)充填方式[3-4]可以有效防止地表塌陷，但由于充填料中加入硅酸鹽水泥作為膠凝劑[5]，在出礦過程中礦石被充填體污染，從而影響金浮選指標(biāo)[6]。為此，該金礦就充填料對浮選的影響[7]及其消除方法等開展科技攻關(guān)，以期有效提高金回收率，從而提高礦山經(jīng)濟效益。

1 礦石性質(zhì)

礦石自然類型主要為原生礦石，礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，其次為黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦;脈石礦物主要為石英、絹云母，其次為長石、方解石和綠泥石等。金礦物主要為自然金和銀金礦，金品位約為3.00 g/t，粒徑較細，呈中—細粒嵌布。礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，金礦物嵌布粒度分析結(jié)果見表2。

2 試驗結(jié)果與討論

為準(zhǔn)確考察礦泥對浮選的影響，通過洗礦將礦泥除掉，然后再通過配礦泥的方式進行浮選研究。從井下開采的礦石經(jīng)破碎后進入洗礦環(huán)節(jié)，洗礦后得到礦泥和礦砂，通常情況下所得礦砂與礦泥的質(zhì)量比約為9∶1。其中，礦砂進入粉礦倉經(jīng)皮帶運輸機給入一段磨礦，一段磨礦后合格產(chǎn)品給入浮選環(huán)節(jié)[8-10]。本次小型試驗所采集的礦砂樣品來自粉礦倉至球磨機中間的皮帶上，礦泥采自破碎段洗礦旋流器溢流。

2.1 充填料混入比例對浮選的影響

在不加礦泥和加入10 %礦泥的條件下，改變充填料混入比例為0～2.0 %，保持其他條件不變，試驗流程見圖1（原礦磨礦細度-0.074 mm占45 %），試驗結(jié)果見圖2。

由圖2可知：①當(dāng)不加礦泥，充填料混入比例在0～2.0 %時，無明顯大泡出現(xiàn);當(dāng)加入10 %礦泥后，充填料混入比例達到0.5 %時，有大泡出現(xiàn)，浮選指標(biāo)明顯變差。②當(dāng)不加礦泥，充填料混入比例超過1.0 %時，隨著其混入比例的增加，金回收率明顯下降;當(dāng)加入10 %礦泥，充填料混入比例超過1.0 %時，隨著充填料混入比例增加，金回收率降低。

2.2 新型充填料對浮選的影響

為考察新型充填料對浮選工藝的影響，采用新型充填料樣品（主要成分為硅酸鹽類）進行實驗室小型試驗。

在不加礦泥和加入10 %礦泥的條件下，改變新型充填料混入比例，保持其他條件不變，即捕收劑用量100 g/t，11號油用量40 g/t，磨礦細度-0.074 mm占45 %，試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見圖3。

由圖3可知：

2020年第10期/第41卷選礦與冶煉選礦與冶煉黃 金

1）在不加礦泥的條件下：①當(dāng)未混入新型充填料時，試驗過程中不形成大泡、黏泡。②礦石中混入新型充填料后，導(dǎo)致粗精礦產(chǎn)率增加、品位下降，混入新型充填料后降低了部分礦物的可浮性，且隨著新型充填料混入比例的增加，粗選泡沫中大泡數(shù)量增多;在新型充填料混入比例為0.5 %時，尾礦品位最高，其后隨新型充填料混入比例增大略有下降。

2）在加入10 %礦泥的條件下：①浮選泡沫層比不加礦泥時厚，且泡沫層厚度和黏度均隨新型充填料混入比例的增加而增大;當(dāng)不加新型充填料、僅加入10 %礦泥時，試驗過程中無大泡、黏泡形成;隨著新型充填料混入比例的增加，粗選泡沫中大泡數(shù)量增多，泡沫消失速度變慢。②加入10 %礦泥與不加礦泥相比，尾礦品位變化不明顯，但粗精礦產(chǎn)率增加;礦石中加入10 %礦泥再混入新型充填料后，比礦石中只加入10 %礦泥的粗精礦產(chǎn)率明顯增加，同時尾礦品位也略增大。

由上述試驗及分析可知：①在不加礦泥的情況下，不論礦石中混入哪種充填料，均造成浮選過程中大泡、黏泡數(shù)量增多，浮選精礦產(chǎn)率升高;當(dāng)?shù)V石中混入新型充填料后，尾礦品位略有升高。②礦石中加入10 %礦泥與不加礦泥相比，尾礦品位變化不明顯，但粗精礦產(chǎn)率增加、品位降低;礦泥對回收率幾乎沒有影響，充填料對浮選指標(biāo)的影響規(guī)律不受礦泥的存在而改變。

總的來說，充填料對開路浮選指標(biāo)的影響主要是粗精礦產(chǎn)率增加、品位降低，對尾礦品位影響較小或不明顯。但是，由于充填料可浮性較好，造成浮選泡沫發(fā)黏，對生產(chǎn)浮選指標(biāo)、操作會造成不利影響，因此應(yīng)設(shè)法避免或減少充填料混入礦石中。

2.3 消除充填料影響試驗

為消除充填料的影響，進行了調(diào)整劑試驗研究。采用現(xiàn)場異戊基黃藥作為捕收劑、11號油作為起泡劑，硫酸銨、硅酸鈉（水溶液俗稱水玻璃）、硫酸亞鐵均為分析純，其中硫酸銨對浮選礦漿具有活化作用，硅酸鈉對礦漿具有分散作用，硫酸亞鐵對微細礦泥具有絮凝作用。固定試驗條件：加入10 %礦泥，充填料混入比例1.0 %，捕收劑用量100 g/t，11號油用量40 g/t，磨礦細度-0.074 mm占48 %。試驗流程見圖4。

2.3.1 硫酸銨用量

硫酸銨用量試驗結(jié)果見圖5。

由圖5可知：硫酸銨用量為500～2 000 g/t時，對泡沫影響不明顯，礦漿pH變化也不明顯。添加硫酸銨可消除充填料的不良影響，能夠明顯改善浮選指標(biāo)，在其用量為1 000 g/t時，金回收率最高，同時隨著其用量的增加，粗精礦產(chǎn)率越來越低，品位相對越來越高。綜合考慮，選擇硫酸銨用量為1 000 g/t。

2.3.2 硅酸鈉用量

硅酸鈉用量試驗結(jié)果見圖6。

由圖6可知：硅酸鈉使礦漿具有很好的流動性，當(dāng)其用量為70 g/t時，泡沫黏度明顯降低，泡沫中大泡數(shù)量明顯減少，并很快消散;當(dāng)其用量為140 g/t時，泡沫中不再形成大泡，表明硅酸鈉可有效消除黏泡。硅酸鈉用量在70 g/t時，尾礦品位最低，金回收率最高，再增加其用量，尾礦品位變化較小，因此適宜的硅酸鈉用量為70 g/t。

2.3.3 硫酸亞鐵用量

硫酸亞鐵用量試驗結(jié)果見圖7。

由圖7可知：采用硫酸亞鐵作為活化劑，試驗取得了較好的指標(biāo)，硫酸亞鐵用量在50～200 g/t時，對浮選泡沫影響不明顯，礦漿pH變化也不明顯。當(dāng)硫酸亞鐵用量為50 g/t時，金回收率最高;當(dāng)硫酸亞鐵用量超過50 g/t后，隨著其用量的增加，金回收率有所下降。

綜合分析3種調(diào)整劑試驗結(jié)果，硫酸銨較其他2種藥劑的效果更好，當(dāng)硫酸銨用量為1 000 g/t時，金回收率最高，為96.1 %。

3 結(jié) 論

1）由于充填料可浮性較好，造成浮選泡沫發(fā)黏，對生產(chǎn)浮選指標(biāo)及操作造成不利影響。當(dāng)?shù)V石中充填料混入比例超過1.0 %時，對金回收率的影響較為明顯，隨著充填料混入比例的增加，金回收率降低。

2）添加硫酸銨、硅酸鈉和硫酸亞鐵均可一定程度消除充填料對浮選指標(biāo)的影響，但硫酸銨的效果相對更好。當(dāng)硫酸銨用量為1 000 g/t時，金回收率可達到96.1 %，指標(biāo)較好，滿足生產(chǎn)要求。

[參 考 文 獻]

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Effects of filling materials on flotation index and experimental study on their elimination

Huang Fabo

（Metallurgical Laboratory Branch of Shandong Gold Mining Technology Co.，Ltd.）

Abstract：The flotation foam viscosity is seriously affected and the production index is deteriorated by the mixing of underground filling materials in a gold mine in Shandong Province.Based on the characteristics of field production，and systematical sorting and analysis of various phenomena occurring in the flotation process without much adjustment to the existing production process，a series of experiments were carried out from the aspects of mixing proportion of slime and filling material，addition of new type filling material and elimination of the influence of filling material on flotation.The results show that the filling material will impose side effect on the flotation index and operation no matter what kind it is，and with its proportion over 1.0 %，the index is affected in a significant way;the addition of regulator such as ammonium sulfate，sodium silicate and ferrous sulfate can mitigate the influence of filling material to some extent while ammonium sulfate performs better：the recovery of gold is 96.1 % when ammonium sulfate is added at 1 000 g/t，meeting the production requirement.

Keywords：filling material;ore slime;flotation;regulator;sodium silicate;ammonium sulfate