金陶公司關(guān)于尼爾森選金礦石應(yīng)用條件的試驗(yàn)研究與工業(yè)應(yīng)用

畢顯才

（內(nèi)蒙古金陶股份有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 O24327）

尼爾森選礦機(jī)是一種高效的離心重選設(shè)備。它適用于從礦石中和其它的固體物料中回收金、銀、鉑族等貴金屬及其它較大比重的金屬礦物的選別，已成為世界黃金、貴金屬伴生的有色金屬選礦廠最受歡迎的重選設(shè)備，是一種選別高效、環(huán)保條件好的重選技術(shù)。在黃金工業(yè)中，它是替代混汞板、重選流槽、跳汰機(jī)的最好選擇，是綠色礦山選擇的趨勢。內(nèi)蒙古金陶股份有限公司（以下簡稱金陶公司）以重力選礦+浮選替代混汞和氰化浸出工藝。金陶公司一選廠2008年9月建廠，2013年10月工藝改造為尼爾森重選+浮選工藝流程。二選廠2014年5月改造為尼爾森重選+浮選工藝流程。為探求尼爾森選礦機(jī)的最佳應(yīng)用條件，金陶公司2016年11月16日-22日，同時(shí)處理2#礦石，進(jìn)行生產(chǎn)對比。驗(yàn)證兩廠不同工藝尼爾森回收效益，驗(yàn)證結(jié)果，一選廠反推金原礦品位2.83g/t，二選廠反推金原礦品位3.19g/t，反推金原礦品位相差0.36g/t，一選廠重選回收率33.85%，二選廠重選回收率38.91%，兩廠重選回收率相差5.06%，金陶公司進(jìn)行調(diào)試。①在一廠工藝中尋找金屬沉積。②兩廠調(diào)換尼爾森，調(diào)整生產(chǎn)尼爾森參數(shù)，來保證共同操作條件，均未能查明原因。為此，金陶公司一選廠進(jìn)行尼爾森選金礦石應(yīng)用條件的試驗(yàn)研究與工業(yè)應(yīng)用[1]。

1 研究內(nèi)容及目的

表1 礦漿的檢測、篩析數(shù)據(jù)

通過對兩廠工藝流程進(jìn)行考查，查明尼爾森回收率差異的原因。

通過尼爾森試驗(yàn)，尋找對尼爾森最佳參數(shù)，指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 金陶公司兩廠尼爾森重選篩析對比考查

首先，選礦工程技術(shù)人員截取兩廠尼爾森給礦礦漿，進(jìn)行檢測、篩析，結(jié)果如表1。

由上述篩析數(shù)據(jù)質(zhì)量粒級分布表明，+100目粒級二選廠占優(yōu)。-100目粒級一選廠占優(yōu)。二選廠粗粒級占優(yōu)。

圖1 兩廠的金屬產(chǎn)率圖

由圖1表明，+140目粒級與-400目粒級金屬量，一選廠占優(yōu)。-140目+400目粒級金屬量，二選廠占優(yōu)。

圖2 兩廠篩析樣粒級金屬量正累計(jì)曲線圖

篩析結(jié)果：

（1）綜上所述，初步得出篩析結(jié)論，金屬量與質(zhì)量粒級分布，一選廠粗粒級尼爾森給礦濃度二選廠（58%）低于一選廠（66%）。

（2）與細(xì)粒級占優(yōu)。一選廠尼爾森給礦粒度特性，存在沒完全解離或過磨的粒級高于二選廠的可能性。沒完全解離的粗粒級與過磨的微細(xì)粒均不利于尼爾森選別。

（3）由圖2表明，一選廠的尼爾森給礦金屬分布離散度高，二選廠尼爾森給礦金屬重選分離偏移距更大，金屬分離效率更高，可選性更優(yōu)，更有利于尼爾森重選。

1.2 兩廠流程考查

金陶公司聯(lián)合長春黃金研究院，于 2018年3月27日與3月31日，兩次三班24小時(shí)取樣，對兩廠共同處理6#礦石進(jìn)行磨浮流程考查。在考查期間，供礦時(shí)，金陶公司調(diào)度室盡量保證兩廠礦石性質(zhì)相同、穩(wěn)定。

結(jié)論：

共同處理6#礦石，結(jié)合兩廠工藝流程與流程檢測化驗(yàn)，一廠經(jīng)過3245溢流球磨機(jī)進(jìn)入尼爾森重選的礦石品位為3.327 g/t；二廠經(jīng)過兩段磨礦進(jìn)入尼爾森重選的礦石品位為4.674 g/t，相差1.347 g/t。

共同處理6#礦石期間，因兩廠工藝差別，重選回收率相差5.24%，反推金礦原礦品位0.4g/t，金屬損失率17.09%。

重選給礦二選廠單體金含量高于一選廠8.24%。

尼爾森回收-0.15+0.045(mm)效果最佳。對-0.045（mm）回收效果較差。對+0.15(mm)回收較差的原因是沒有完全解離。

結(jié)合與兩廠篩析對比及流程考查，可以得出，兩廠尼爾森重選回收率差距產(chǎn)生的原因由兩廠工藝不同所致。階段磨礦更適合金陶公司金礦石的選別，同時(shí)更有利于尼爾森重選。

1.3 尼爾森應(yīng)用條件的試驗(yàn)研究

為研究影響尼爾森試驗(yàn)選礦回收率的礦石性質(zhì)及尼爾森最佳操作參數(shù)，金陶公司一選廠試驗(yàn)室與河南省巖石礦物測試中心，做了金陶公司3#礦石關(guān)于尼爾森試驗(yàn)應(yīng)用條件的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用單因素變量法。試驗(yàn)內(nèi)容：①磨礦細(xì)度變量試驗(yàn)；②隔粗變量試驗(yàn)（數(shù)據(jù)來源于河南省巖石礦物測試中心對金陶公司礦石的試驗(yàn)）；③濃度變量試驗(yàn)；④G值變量試驗(yàn)（富集錐轉(zhuǎn)速）；⑤反沖洗水變量試驗(yàn)；⑥富集時(shí)間變量試驗(yàn)。

試驗(yàn)準(zhǔn)備：由一選廠技術(shù)人員取3#礦1000kg，破碎至3 mm以下，縮分成每份4 kg。首先通過磨礦試驗(yàn)確定達(dá)到所需磨礦細(xì)度的時(shí)間，再為尼爾森重選提供所需磨礦細(xì)度的產(chǎn)品。

1.3.1 磨礦細(xì)度變量試驗(yàn)（試驗(yàn)單位金陶公司一選廠試驗(yàn)室）

固定條件：給礦量為4Kg 、重力G 值為60、濃度65%、反沖洗水量定為3.0、給礦速度。

變化條件：不同磨礦細(xì)度的礦漿。

結(jié)論：

3#礦尼爾森回收率和富集比隨著磨礦細(xì)度的增加而提高，在65%達(dá)到最佳值。

本次試驗(yàn)中，高細(xì)度能保證礦石充分解離，同時(shí)尼爾森給礦粒級窄，在重力選礦作業(yè)中，同等粒級，比重大的顆粒金優(yōu)先富集，所以高細(xì)度回收率較高。但給礦粒級較寬時(shí)，細(xì)度過高，細(xì)顆粒金存在流失的風(fēng)險(xiǎn)。

因?yàn)楸驹囼?yàn)?zāi)サV為開路試驗(yàn)，生產(chǎn)中為閉路，所以給礦粒級較寬，因此進(jìn)行隔粗試驗(yàn)。

生產(chǎn)中應(yīng)提高分級效率，防止跑粗或過磨。

表2 尼爾森細(xì)度變量試驗(yàn)結(jié)果

1.3.2 隔粗試驗(yàn)（試驗(yàn)單位河南省巖石礦物測試中心）

在生產(chǎn)工藝中進(jìn)行試驗(yàn)。利用濃度計(jì)算，取大致相同質(zhì)量尼爾森給礦，利用不同篩孔進(jìn)行隔粗，篩下物進(jìn)行尼爾森選礦。根據(jù)前期試驗(yàn)室研究結(jié)果，固定重力倍數(shù)為70G，給礦量設(shè)計(jì)固定為20kg，給礦速度在500g/min～1000g/min之間，反沖洗水量為3.5L/min～3.6L/min。

表3 尼爾森隔粗試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)論：

由表3可知，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，當(dāng)有過粗粒級物料進(jìn)入尼爾森時(shí)，會(huì)導(dǎo)致物料在富集錐中堆積，干擾顆粒金的回收。

隨著隔篩尺寸逐漸減小，精礦產(chǎn)品粒度組成趨于均勻，金精礦的品位逐步上升的趨勢；回收率有先增加后下降趨勢。

隨著隔篩尺寸降低，有利于金精礦的富集比的增加，但當(dāng)隔篩尺寸降低到一定程度后，再隔篩尺寸，富集比將趨于平緩，并且富集比還會(huì)有降低的風(fēng)險(xiǎn)。

試驗(yàn)為開路，而生產(chǎn)中為閉路循環(huán)，給礦粒級較寬，細(xì)度過高會(huì)導(dǎo)致部分粗顆粒金過磨，微細(xì)粒級不利于尼爾森回收，反而降低回收率。細(xì)度過低，粗粒級脈石會(huì)干擾細(xì)粒級顆粒金富集。

窄粒級適宜于尼爾森選礦，對于現(xiàn)場尼爾森給礦物料，隔篩尺寸控制在1.5mm～2mm之間是合適的[2]。

1.3.3 尼爾森給礦濃度變量試驗(yàn)（試驗(yàn)單位金陶公司一選廠試驗(yàn)室）

固定條件：給礦量為4Kg 、重力G 值為60、細(xì)度65%（-200目）。

反沖洗水量定為3.0、給礦速度4Kg/3min。

變化條件：不同濃度的礦漿。

表4 尼爾森給礦濃度變量試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)論：

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，濃度由35%至65%，產(chǎn)率持平。回收率，遞減，富集比遞減。

說明，低濃度有利于尼爾森選別。

1.3.4 尼爾森G值（重力倍數(shù)）變量試驗(yàn)（試驗(yàn)單位金陶公司一選廠試驗(yàn)室）

固定條件：給礦量為4Kg 、細(xì)度65%（-200目）、礦漿濃度50%、反沖洗水量定為3.0、給礦速度4Kg/3min。

變化條件：不同重力G 值。

表5 G值（重力倍數(shù)）變量 試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)論：

（1）由于當(dāng)給礦細(xì)度和反沖洗水量一定時(shí)，隨著G40升至G60，物料受到的離心力逐漸增加，回收率和富集比均增加。

（2）隨著G60升至G120，不僅顆粒金受到的離心力逐漸增加，其它物料收到的離心力也逐漸增加，由于反沖洗量一定，因此很難實(shí)現(xiàn)顆粒金與其它粗顆粒物料的有效分離，導(dǎo)致顆粒金和其它物料均最大極限的富集至富集腔中，還可能會(huì)導(dǎo)致富集腔內(nèi)的中細(xì)粒級顆粒金被其它物料取代從而排至尾礦中，進(jìn)而導(dǎo)致金的品位和回收率均下降趨勢。

1.3.5 反沖洗水變量試驗(yàn)（試驗(yàn)單位金陶公司一選廠）

固定條件：給礦量為4Kg 、細(xì)度65%（-200目）、礦漿濃度50%、給礦速度4Kg/3min、重力G 值60。

變化條件：不同反沖洗水量。

表6 反沖洗水變量試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)論：

（1）在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著尼爾森反沖洗水量由2.2L/min升至4.7L/min，金精礦的品位逐步增加。

（2）反沖洗水量由4.7L/min升至6.9L/min，尼爾森精礦品位降低，精礦中金的回收率降低。

（3）當(dāng)給礦細(xì)度和重力倍數(shù)一定時(shí)，隨著反沖洗水量增加，物料受到的反向沖洗力逐漸增加，物料被沖散的程度也逐漸增加，因此能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒金與其它物料的有效分離，顆粒金最大極限的富集至富集錐，提高重選回收率；

（4）但當(dāng)反沖洗水量增加到一定程度后，導(dǎo)致部分細(xì)顆粒金在收到反向沖洗力的作用下排至尾礦中，進(jìn)而導(dǎo)致金回收率下降，富集錐中有效顆粒金數(shù)目將很難繼續(xù)增加，因此富集比也會(huì)趨于飽和后，甚至降低回收率。因此，在現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)中，反沖洗水量需適中，生產(chǎn)中可以適當(dāng)增加或者降低反沖洗水量進(jìn)行指標(biāo)對比，選擇合適的反沖洗水量以提高尼爾森重選回收率。

1.3.6 富集時(shí)間變量試驗(yàn)（試驗(yàn)單位金陶公司一選廠）

固定條件：細(xì)度65%（-200目）、礦漿濃度50%、給礦速度4Kg/3min、重力G 值60、反沖洗水量3.0。

變化條件：不同給礦量。

結(jié)論：

（1）隨著給礦量的增加，富集比與給礦量基本呈線性關(guān)系，說明再增加給礦量，可以繼續(xù)增大富集比。

（2）給礦量增加，回收率降低。

（3）尼爾森富集腔的體積一定，即富集腔所容納的精礦體積量基本確定，比重較小的顆粒必定收到較小的離心力，比重較大的顆粒必定收到較大的離心力，因此隨著給礦量增加，比重較小的顆粒必定被比重較大的顆粒所替代，即脈石顆粒盡可能的被顆粒金所取代，從而導(dǎo)致隨著給礦量增加，金精礦的品位逐步增加，但是，尼爾森富集腔的體積飽和后，必然會(huì)導(dǎo)致部分金精礦進(jìn)入尼爾森尾礦，精礦中金的回收率卻逐漸降低。應(yīng)該在保證重選回收率的前提下，合理控制給礦量，得到的重選精礦再進(jìn)行搖床進(jìn)而獲得高富集比的重砂產(chǎn)品。

表7 富集時(shí)間變量試驗(yàn)結(jié)果

2 試驗(yàn)總論

（1）經(jīng)過大量的試驗(yàn)室研究，基本摸清尼爾森重選機(jī)的影響金陶公司3#礦石規(guī)律，影響因子大小基本為：給礦細(xì)度＞富集時(shí)間＞給礦濃度＞G值＞液態(tài)化水量。

（2）給礦細(xì)度是決定尼爾森重選回收率的關(guān)鍵。給礦細(xì)度取決于隔篩尺寸和磨礦細(xì)度。不同礦石有不同嵌布粒度，決定了不同的磨礦細(xì)度。不同給礦細(xì)度決定不同的G值和反沖洗水和不同的富集時(shí)間，試驗(yàn)證明高細(xì)度適合高G值，低反沖洗水和低富集時(shí)間；低細(xì)度適合低G值，高反沖洗水和高富集時(shí)間。

（3）高富集時(shí)間會(huì)增加精礦富集比，但會(huì)降低回收率，建議采用適宜的富集時(shí)間，通過搖床來提高富集比。低富集時(shí)間會(huì)使尼爾森精礦產(chǎn)率過高，搖床工作量加大。富集時(shí)間同時(shí)決定了反沖洗水的變化，建議隨時(shí)間增加，反沖洗水量同步增加。富集時(shí)間建議由尼爾森選礦比來設(shè)定。

（4）降低礦漿濃度均能增加回收率，但要考慮低濃度對浮選的影響。 建議增加濃密機(jī)，就可以適當(dāng)降低尼爾森給礦濃度，防止低濃度影響浮選。

（5）建議現(xiàn)有尼爾森增加變頻器來改變G值。根據(jù)細(xì)度調(diào)整G值。

（6）根據(jù)礦漿細(xì)度和濃度調(diào)整反沖洗水，同樣要考慮低濃度對浮選的影響。采用低反沖洗水時(shí)，小心注意堵塞富集錐。

（7）G值與反沖洗水具有匹配性。因?yàn)榉礇_洗水量一定，給礦速度大小決定了給礦濃度的大小，所以其試驗(yàn)原理等同于給礦濃度，生產(chǎn)中取決于尼爾森的處理能力和生產(chǎn)的過程礦石性質(zhì)及現(xiàn)場操作，所以沒有單獨(dú)進(jìn)行給礦速度試驗(yàn)研究。

（8）對于工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高重選精礦回收率，可以通過適當(dāng)調(diào)整給礦細(xì)度、減少富集時(shí)間、降低給礦濃度、調(diào)整重力倍數(shù)、調(diào)整液態(tài)化水量中的一種或多種來實(shí)現(xiàn)。

本試驗(yàn)僅針對金陶公司3#金礦石，不同礦石嵌布粒度不同，比重不同，回收率不同，反映規(guī)律敏感度不同。由于顆粒金的偶然性因素，導(dǎo)致個(gè)別數(shù)據(jù)的跳躍和紊亂，但從總體趨勢分析，依然存在規(guī)律，來指導(dǎo)生產(chǎn)。

3 研究結(jié)果在金陶公司一選廠的工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐

造成金陶公司兩廠尼爾森回收率的生產(chǎn)差距主要因素是工藝流程的不同?；诓桓淖児に嚨那疤嵯?，一選廠進(jìn)行如下調(diào)整。

（1）細(xì)度調(diào)整：

改善直線篩孔徑，2mm*30mm改為4mm*25mm。優(yōu)化尼爾森入選細(xì)度。

加強(qiáng)生產(chǎn)檢測，調(diào)整鋼球配比，盡量使一選廠尼爾森給礦粒級特性趨向于二選廠。

（2）調(diào)整尼爾森入選濃度：

一選廠2017年12月9日至21日處理二礦礦石從12月12日四點(diǎn)班開始，降低尼爾森入選濃度，由65%～70%降低至55%～60%，20日下午出庫重砂到冶煉廠冶煉，試驗(yàn)對比前后結(jié)果如下：

隨著濃度的改變，細(xì)度相應(yīng)也發(fā)生變化。試驗(yàn)結(jié)果回收率提高了1.57%。

（3）處理2#、6#礦石，調(diào)整富集時(shí)間為60分鐘。

（4）6#礦、2#礦均采用低反沖洗水量。

（5）工藝調(diào)整，KC30由KC40排礦時(shí)工作，改為處理旋流器沉沙，防止顆粒金重新進(jìn)入球磨而過磨，但在生產(chǎn)中降低濃度過高帶來的影響。

（6）改善旋流器設(shè)備參數(shù)， 減少溢流管的長度，加強(qiáng)旋流器的壓力，提高旋流器的效率。

4 結(jié)語

2018年6 月至12月，金陶公司一選廠，改善尼爾森操作條件，處理6#礦石Au回收率由原來25.57%提高到32.34%提高了6.77%，處理2#礦石Au回收率由29.76%提高到37.50%，提高7.74%，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益，具有在同類礦山推廣的價(jià)值。