某環(huán)境敏感區(qū)金礦選礦工藝試驗(yàn)研究

楊平偉，黃曉毅，賀國(guó)帥，郭 霆，楊超群

（陜西冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710032）

1 引言

金礦選礦最常用的方法為氰化浸出、重選、浮選工藝及聯(lián)合工藝流程等［1］，而隨著環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，氰化浸出由于對(duì)環(huán)境污染極大，目前在本區(qū)域已被禁止［2］，在環(huán)境敏感地區(qū)，浮選法也被限制。因此，金礦特別是自然金的重選工藝作為一種無(wú)污染的環(huán)保工藝逐漸被重視。傳統(tǒng)的重選工藝主要包括搖床、溜槽、跳汰等［3］。傳統(tǒng)重選法，例如：跳汰、搖床、溜槽和螺旋選礦等回收率較低［4］，而尼爾森選礦機(jī)是目前世界上應(yīng)用最廣泛的離心選礦設(shè)備之一，具有富集比高、精礦品位和回收率高，處理量大和高度自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)［5］。

某金礦擬建選礦廠地處水源保護(hù)地周邊，處于環(huán)境敏感區(qū)，基于此通過(guò)工藝礦物學(xué)對(duì)本金礦開(kāi)展重選試驗(yàn)研究。

2 礦石性質(zhì)

該金礦經(jīng)甲方采樣，實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品進(jìn)行單獨(dú)破碎加工。首先用SP100X100 顎式破碎機(jī)破碎后進(jìn)行篩分，+5mm 物料返回SP100X100 顎式破碎機(jī)破碎，+2mm 物料用Φ240×120 輥式破碎機(jī)破碎后返回篩分，-2mm 的合格樣品經(jīng)混勻縮分后得出單個(gè)樣品，樣品由實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)分析后對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)。所得樣品金礦品位為3.6～4.1g/t。

2.1 原礦性質(zhì)

對(duì)原礦的光譜分析結(jié)果、多元素分析及金物相分級(jí)結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2 和表3 所示。

表1 原礦光譜分析結(jié)果 ω（B）/10-6

表2 原礦多元素分析結(jié)果 %

表3 原礦金物相分析結(jié)果

原礦光譜分析結(jié)果表明礦石中可供回收的主要有價(jià)金屬元素為金，伴生微量銀，其它金屬元素如銅鉛鋅含量很少，不具有回收價(jià)值。

原礦多元素分析結(jié)果表明，礦石中含硫較低，浮選精礦品位應(yīng)較高；礦石中有害元素As、Sb 含量較低，不影響后續(xù)金銀的提取。

金物相分析結(jié)果可以看出，金主要以裸露半裸露金的形式存在，有利于其重的選礦富集。

2.2 原礦金嵌連關(guān)系

實(shí)驗(yàn)室采用團(tuán)礦片鏡下檢測(cè)并結(jié)合單礦物分析法、化學(xué)分析法、選擇性溶礦法等進(jìn)行全面考查，通過(guò)各項(xiàng)分析確定出金礦物在該產(chǎn)品中的嵌存關(guān)系，分析結(jié)果見(jiàn)表4 所示。

表4 原礦金嵌連關(guān)系

考查結(jié)果表明，該礦石磨至-0.074mm 占85%細(xì)度下，單體連生金（可浸金）占93.42%，包裹金占6.58%，其中金屬礦物包裹金占4.38%，脈石包裹金占2.2%。

2.3 金在礦石中的賦存狀態(tài)

根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，礦石中可見(jiàn)大量自然金顆粒，說(shuō)明礦石中金主要以自然金的形式存在。為了研究礦石中黃鐵礦與金的關(guān)系，本次研究分析了黃鐵礦單礦物中的金含量，分析結(jié)果見(jiàn)表5 所示。

表5 黃鐵礦中金分析結(jié)果

分析結(jié)果顯示黃鐵礦中金含量為91.8g/t，占礦石中金總量的16.71%。從另一方面也說(shuō)明礦石中金主要以單體金的形式存在，有利于金礦重選選別。

2.4 主要礦物粒度分布特征

為了研究礦石中主要礦物的粒度分布特征，本次研究對(duì)原礦磨礦產(chǎn)品（-0.074mm 占63.67%）的樣品進(jìn)行了MLA 分析。分析結(jié)果見(jiàn)表6 所示。

表6 主要礦物粒度分布特征

從分析結(jié)果可以看出，礦石中自然金主要分布在-0.15+0.074mm 和-0.04+0.02mm 兩個(gè)粒級(jí)，其分布率分別為38.99%和42.05%，有利于其選礦富集。

3 選礦試驗(yàn)研究

3.1 重選試驗(yàn)研究

為了解金礦樣品的重選特性，首先對(duì)混合樣品分別進(jìn)行搖床、跳汰、尼爾森重選試驗(yàn)研究，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1、2、3 所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7 所示。

圖1 搖床重選探索流程

圖2 跳汰重選探索流程

圖3 尼爾森重選探索流程

表7 重選探索試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)搖床及尼爾森重選可以回收70%左右的顆粒金，跳汰重選盡管金精礦品位高，但回收率較低。綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果尼爾森試驗(yàn)的效果優(yōu)于搖床試驗(yàn)。

3.2 浮選試驗(yàn)研究

對(duì)原礦及尼爾森尾礦分別進(jìn)行浮選選礦試驗(yàn)研究，流程圖如圖4，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8 所示。

圖4 原礦浮選探索流程

表8 重選探索試驗(yàn)結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，浮選實(shí)驗(yàn)Au 品位及回收率較尼爾森重選均低，回收率效果不理想，且浮選尾礦中金品位與尼爾森重選尾礦中品位相差不大。

另外該金礦擬建選礦廠地處水源保護(hù)地周邊，處于環(huán)境敏感區(qū)，浮選工藝中須加入相應(yīng)的浮選藥劑，浮選藥劑會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生一定的影響，因此尼爾森重選工藝效果優(yōu)于浮選工藝。

3.3 尼爾森重選試驗(yàn)

3.3.1 離心力G 值

尼爾森選礦機(jī)是一種高效的離心選礦設(shè)備，是基于離心原理的強(qiáng)化重力選礦設(shè)備，在高倍的強(qiáng)化重力場(chǎng)內(nèi)，比重大和比重小的礦物的重力差別被極大地放大，這使得輕重礦物之間的分離比自然重力場(chǎng)內(nèi)更加容易［6］。離心力G 值是尼爾森選別的重要指標(biāo)，對(duì)尼爾森重選進(jìn)行離心力試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖5 所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9 所示

圖5 離心力試驗(yàn)流程圖

表9 離心力試驗(yàn)結(jié)果表

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著離心力G 值的增加，金精礦的品位和回收率呈下降趨勢(shì)，重力G 值為60時(shí)，尼爾森重選金精礦品位和回收率達(dá)到最大。

3.3.2 磨選段數(shù)

尼爾森選礦機(jī)不僅對(duì)中粗粒的金有很好的回收效果，而且對(duì)微細(xì)粒金的回收效果也較強(qiáng)［6］。因此對(duì)進(jìn)行尼爾森重選階段磨礦階段重選試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖6 所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10 所示。

為了保證最大程度的回收顆粒金，每個(gè)細(xì)度下經(jīng)過(guò)兩段尼爾森重選，精礦2 和精礦4 的品位降至20g/t 左右，表明在同一細(xì)度下經(jīng)過(guò)兩段尼爾森重選后能夠較好的回收顆粒金。

從表9 可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高至-0.074mm 占60.55%， 精 礦 合 計(jì)Au 品 位 為224.30g/t，回收率為86.31%。繼續(xù)提高磨礦細(xì)度至-0.074mm 占88.59%時(shí)，精礦合計(jì)品位為165.40g/t，回收率為89.22%，回收率提高幅度不大。尼爾森重選適宜的細(xì)度為-0.074mm 占60.55%。

圖6 尼爾森重選階段磨礦階段重選試驗(yàn)流程

表10 尼爾森重選試驗(yàn)結(jié)果

在磨礦細(xì)度-0.074mm 占60%左右時(shí)，原礦經(jīng)過(guò)尼爾森重選可以達(dá)到較好分選指標(biāo)，此時(shí)尾礦品位為0.53g/t。

3.3.3 重選聯(lián)合試驗(yàn)

尼爾森選礦機(jī)+搖床是一種高效、環(huán)保條件好的先進(jìn)重選選別技術(shù)［7］，在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為了獲得更高的金精礦品位和降低尾礦的品位，進(jìn)行了尼爾森尾礦再磨再選-搖床精選的聯(lián)合工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖7 所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11 所示。

圖7 尼爾森重選試驗(yàn)流程圖

表11 尼爾森重選試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，通過(guò)一段尼爾森尾礦再磨再選，可將最終尾礦品位降低至0.55g/t，獲得重選+部分中礦綜合回收指標(biāo)可以達(dá)到84.42%，回收效果較為理想。

4 結(jié)論

（1）工藝礦物學(xué)表明，該金礦中可供回收的主要有價(jià)金屬元素為金，品位在3.6～4.1g/t，其它金屬元素如銅鉛鋅含量很少；礦石中單體連生金（可浸金）占93.42%，包裹金占6.58%；黃鐵礦中金含量為91.8g/t，占礦石中金總量的16.71%。礦石中金主要以單體金的形式存在，有利于金礦重選選別。

（2）通過(guò)重選、浮選試驗(yàn)，確定尼爾森重選優(yōu)于搖床及跳汰重選，同時(shí)，該金礦重選效果優(yōu)于浮選，尼爾森重選能夠使金精礦的綜合回收率提高，獲得較優(yōu)指標(biāo)的同時(shí)，對(duì)環(huán)境影響最小。

（3）通過(guò)尼爾森重選+搖床聯(lián)合工藝流程可使金精礦綜合回收率可達(dá)84.42%，尾礦品位可降至0.55g/t，選別效果較為理想。