黃金浮選尾礦中長石綜合利用研究

高騰躍，李光勝，朱幸福，吉 強(qiáng)

（山東黃金礦業(yè)科技有限公司選冶實(shí)驗(yàn)室分公司，山東 煙臺 261400）

膠東地區(qū)是我國最大的黃金生產(chǎn)基地，其黃金資源儲量占全國的1/3 以上，年黃金總產(chǎn)量超過70 t[1]。由于該地區(qū)金礦具有可選性好、回收率高等特點(diǎn)，因此礦山企業(yè)多采用浮選-氰化工藝進(jìn)行生產(chǎn)。不同于有色金屬礦浮選，金的浮選精礦產(chǎn)率通常較低，相較其他金屬礦，其會產(chǎn)生更多的尾礦。近年來，充填采礦法的推廣應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了尾礦的有效再利用[2]，但其總體消納量不足60%，仍有大量浮選尾礦需要排入尾礦庫中。然而，隨著綠色礦山建設(shè)的深度推進(jìn)和安全風(fēng)險(xiǎn)防控意識的增強(qiáng)[3]，加上原有尾礦庫庫容的日漸萎縮，尾礦處置問題再度成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸，開展尾礦減量化、資源化利用已是勢在必行的選擇。

長石是膠東地區(qū)黃金浮選尾礦中常見的有價(jià)礦物，其在陶瓷、玻璃、搪瓷等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，需求量呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢[4]。目前，從尾礦中回收長石的研究[5-7]已取得一定成果，有研究采用不同浮選工藝分別從鉬尾礦、銅尾礦中獲得合格的長石產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了尾礦的綜合利用[8-9]。本文以膠東地區(qū)某黃金浮選尾礦為研究對象，對比分析不同工藝對長石的回收效果，確定了適宜的工藝路線，為黃金浮選尾礦的減量化、資源化利用提供了一定的研究基礎(chǔ)。

1 原料性質(zhì)

1.1 尾礦的成分及礦物組成

浮選尾礦經(jīng)縮分后取樣檢測，通過多元素分析和X 射線衍射（XRD）分析可知，該尾礦的主要礦物組分為石英、長石和云母類礦物，其XRD 分析圖譜如圖1所示。其中，長石主要以鉀長石和鈉長石的形式存在，經(jīng)BPMA 工藝礦物學(xué)分析確定，長石總含量達(dá)到52.75%。樣品的多元素化學(xué)分析結(jié)果如表1所示，樣品中K2O 和Na2O 合計(jì)含量達(dá)到8%，達(dá)到二級品長石陶土原料要求，其具備回收長石的利用價(jià)值。

圖1 尾礦XRD 分析圖譜

表1 尾礦化學(xué)多元素分析

1.2 長石的粒級分布

通過濕法篩分對尾礦的粒級分布進(jìn)行分析，分析結(jié)果如表2所示。

表2 尾礦不同粒級分析結(jié)果

由表2 可以看出，浮選尾礦中細(xì)泥含量較高，樣品中37 μm 以下顆粒所占比重達(dá)到38.49%；K2O 和Na2O 在細(xì)粒級產(chǎn)品中含量略高，但總體差別不明顯，基本呈現(xiàn)均勻分布。

2 試驗(yàn)方法

原浮選尾礦調(diào)漿后采用沉降脫泥的方式拋除微細(xì)粒礦泥，而后采用立環(huán)高梯度磁選機(jī)進(jìn)行磁選綜合回收試驗(yàn)研究，去除含鐵雜質(zhì)對長石品質(zhì)及白度的影響。同時(shí)，采用不同浮選工藝進(jìn)行長石的浮選綜合回收試驗(yàn)研究，考察進(jìn)一步提高長石品質(zhì)的可行性。本文以K2O 和Na2O 的合計(jì)含量表征長石的品質(zhì)并將其用于計(jì)算回收率，雜質(zhì)鐵元素的含量以Fe2O3計(jì)。

3 結(jié)果與討論

3.1 脫泥試驗(yàn)結(jié)果

調(diào)節(jié)礦漿濃度至25%左右，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬箪o置，采用沉降脫泥方式去除細(xì)泥，在最大限度拋除細(xì)泥的前提下，考察脫泥產(chǎn)率對脫泥后尾礦中長石回收率的影響，所得試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 脫泥產(chǎn)率與長石回收率的關(guān)系

由圖2 可知，隨著脫泥產(chǎn)率的增大，夾帶造成的長石損失率提高，長石回收率有所下降；當(dāng)脫泥產(chǎn)率接近7%時(shí)，脫泥效果和長石回收率均較好，過大的脫泥量將造成長石礦物的損失。因此，后續(xù)試驗(yàn)的脫泥產(chǎn)率均控制在7%左右。

3.2 磁選試驗(yàn)結(jié)果

脫泥后產(chǎn)品調(diào)節(jié)礦漿濃度至25%左右，在不同磁選強(qiáng)度下進(jìn)行磁選除雜試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程如圖3所示，所得試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。由表3 可以看出，隨著磁場強(qiáng)度的增大，所得長石產(chǎn)品的鐵含量逐漸降低，當(dāng)采用1.4 T 的磁場強(qiáng)度進(jìn)行除雜時(shí)，所得長石產(chǎn)品產(chǎn)率大于70%，雜質(zhì)鐵含量為0.24%，K2O 和Na2O的合計(jì)含量接近10%。對該樣品進(jìn)行白度分析，其1 200 ℃燒白度達(dá)到61.8 度。分析結(jié)果表明，磁選除雜所得長石產(chǎn)品達(dá)到陶瓷原料相關(guān)要求。

表3 磁選除雜試驗(yàn)結(jié)果

圖3 尾礦磁選除雜試驗(yàn)流程

3.3 “有氟有酸”工藝試驗(yàn)結(jié)果

脫泥后產(chǎn)品調(diào)節(jié)礦漿濃度至30%左右，采用浮選工藝，以氫氟酸為活化劑，十二胺為捕收劑進(jìn)行長石回收試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程如圖4所示，掃選過程捕收劑用量減半，不同捕收劑用量條件下所得試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。由表4 試驗(yàn)結(jié)果可知，以氫氟酸為活化劑，采用“有氟有酸”工藝浮選回收長石的效果較好，所得長石產(chǎn)率在25%左右，其中K2O+Na2O 含量均大于11%；當(dāng)捕收劑十二胺用量為1 600 g/t 時(shí)，長石的回收率最高，達(dá)到34.35%。但“有氟有酸”工藝對設(shè)備防腐要求較高，且氟化物對環(huán)境危害較大，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要綜合考察各因素。

表4 長石“有氟有酸”浮選回收試驗(yàn)結(jié)果

圖4 長石“有氟有酸”浮選回收試驗(yàn)流程

3.4 “無氟有酸”工藝試驗(yàn)結(jié)果

為避免氫氟酸帶來的污染問題，采用“無氟有酸”工藝，以十八胺和十二烷基苯磺酸鈉陰陽離子混合捕收劑進(jìn)行長石浮選回收試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程如圖5所示，掃選過程捕收劑用量減半，不同捕收劑配比試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。由表5 試驗(yàn)結(jié)果可知，采用“無氟有酸”工藝，在不同陰陽離子捕收劑配比的條件下，浮選回收所得長石產(chǎn)率均在23%左右，長石中K2O+Na2O 含量略高于9%，試驗(yàn)數(shù)據(jù)總體差異不大，說明該工藝對尾礦中的長石捕收效果不明顯。

表5 捕收劑配比浮選回收試驗(yàn)結(jié)果

圖5 長石“無氟有酸”浮選回收試驗(yàn)流程

4 結(jié)論

研究區(qū)黃金浮選尾礦中長石總含量達(dá)到52.75%，K2O+Na2O 含量超過8%，達(dá)到二級品長石陶土原料要求，其具備回收長石的利用價(jià)值。尾礦經(jīng)脫泥后，采用1.4 T 的磁場強(qiáng)度進(jìn)行除雜，可獲得K2O+Na2O 含量接近10%、白度60 以上、產(chǎn)率達(dá)到70%的合格長石產(chǎn)品。采用“有氟有酸”工藝可以浮選回收長石，但污染較為嚴(yán)重；而“無氟有酸”工藝浮選富集效果不明顯，因而推薦采用磁選工藝進(jìn)行長石的綜合回收。