甘肅某金礦選礦試驗研究

王衛(wèi)軍 王潤濤 陳偉華 常明明

摘要：針對甘肅某金礦進(jìn)行了浮選試驗。試驗采用碳酸鈉為調(diào)整劑，硫酸銅為活化劑，丁基黃藥+丁銨黑藥為混合捕收劑，2號油為起泡劑，經(jīng)過兩次粗選、兩次掃選、三次精選閉路試驗，可獲得金品位為251.27 g/t、金回收率為96.67 %的精礦產(chǎn)品。該技術(shù)指標(biāo)優(yōu)異，為該類型金礦的選別提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：浮選；磨礦細(xì)度；難處理金礦；閉路試驗；混合捕收劑

中圖分類號：TD952文章編號：1001-1277（2024）04-0052-05

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20240412

引 言

金是嵌布于地殼中稀貴金屬之一，因具有絢爛的色澤、良好的加工性能和獨特的經(jīng)濟(jì)價值而廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)制造和金融領(lǐng)域。但是，由于長期高強度采掘，天然金礦資源逐漸減少。在處理低品位金礦和含有害成分（如砷、碳）的難處理金礦時，確定科學(xué)合理的選礦工藝對提高綜合回收率至關(guān)重要［1-4］。目前，金礦的選別方法主要包括重選法、混汞法、浮選法、氰化浸出法及其他聯(lián)合工藝［5-8］。其中，混汞法和氰化浸出法因具有較大環(huán)境危害而受到嚴(yán)格限制，浮選法因為對硫化型載金礦物具有良好的捕獲性能和高回收率等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于金礦［9-10］。

某金礦位于甘肅省北部河西走廊西端，礦區(qū)內(nèi)金礦脈數(shù)量較多，呈隱伏、半隱伏狀，嵌布于加里東期花崗閃長巖的蝕變破碎帶中，屬蝕變巖型金礦。根據(jù)地質(zhì)資料，該金礦已探明金資源量不足2 t，為小型金礦。本文通過化學(xué)分析、鏡下鑒定、物相分析等手段，對礦石的化學(xué)成分、礦物組成、金嵌布狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)研究，并進(jìn)行了浮選試驗，以期為后續(xù)礦山建設(shè)確定合理的選礦工藝流程提供技術(shù)支撐。

1 礦石性質(zhì)

礦石類型以原生礦為主，氧化礦僅分布于地下2～3 m。本次試驗樣品采自3個不同標(biāo)高的探礦中段，采樣位置涵蓋了礦區(qū)內(nèi)各個主要工業(yè)礦體，并按照各主要工業(yè)礦體的礦石類型和資源量占比進(jìn)行配礦。經(jīng)過配礦后，試驗樣品中氧化礦約占5 %，樣品總質(zhì)量為250 kg，金品位為4.13 g/t，與礦床地質(zhì)品位接近，因此具有較強的代表性。

1.1 化學(xué)成分

礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

由表1可知，該礦石中脈石礦物主要為石英，金品位為4.13 g/t，含銀0.846 g/t，含砷5.50 %。

1.2 主要礦物成分及特征

根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，礦石中存在多種金屬礦物，包括自然金、黃鐵礦、黃銅礦和磁鐵礦等，偶見毒砂。黃鐵礦包裹部分黃銅礦，金屬礦物存在密切共生關(guān)系。

金主要以自然金形式存在，粒度通常為0.001 mm×0.008 mm，形狀多為圓粒狀或滴狀，與多種金屬硫化礦物共生關(guān)系密切，常以裂隙金、粒間金等裸露金形式嵌布于黃鐵礦、黃銅礦或脈石礦物中。

黃鐵礦是礦石中主要金屬硫化礦物，呈半自形粒狀或他形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，粒度大小不一，大部分粒度分布在0.1～0.5 mm，常受構(gòu)造擠壓作用影響，裂隙發(fā)育，是主要載金礦物，多沿巖石裂隙呈脈狀分布，部分呈浸染狀。自然金顆粒多嵌布在黃鐵礦裂隙中。

黃銅礦多呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度約為0.05 mm，是礦石中另一載金礦物。

毒砂是礦石中主要含砷礦物，多呈自形或半自形粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，粒度一般為0.08～1.60 mm，是主要載金礦物之一。

脈石礦物主要包括石英、斜長石和角閃石，其次為綠泥石、絹云母、黑云母和方解石，偶見鋯石、磷灰石等。石英多呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度一般為0.5～2.6 mm。石英與黃鐵礦等硫化礦物共生關(guān)系密切，可見微細(xì)粒金分布于石英顆粒裂隙或被石英包裹。

1.3 金物相分析

為確定礦石中金礦物嵌布狀態(tài)，對磨礦細(xì)度為-0.074 mm占65 %的10組礦樣進(jìn)行了金物相分析，結(jié)果見表2。

由表2可知：嵌布在黃鐵礦及其他礦物裂隙中的裸露金分布率最低為46.15 %，最高達(dá)83.06 %，平均分布率為65.32 %；包裹金分布率最低為16.94 %，最高53.85 %，平均分布率為34.68 %。這說明礦石中金主要以裂隙金、粒間金等裸露金形式嵌布，包裹金在礦石中分布率相對較低。同時，無論是裸露金還是包裹金，在不同礦樣中的分布率出現(xiàn)較大的跳躍性，說明金礦物分布極不均勻。

1.4 粒度分布特征

考察破碎至-2 mm時，礦石中不同粒度顆粒分布狀況及金在不同粒度中品位，分析結(jié)果見表3。由表3可知，金在+0.560 mm粒度中分布較為集中。

1.5 礦石可磨性試驗

礦石可磨性是選擇磨礦設(shè)備的重要參考數(shù)據(jù)。分別稱取500 g破碎至-2 mm的待測礦石與標(biāo)準(zhǔn)礦石（標(biāo)準(zhǔn)礦石采用鞍山大孤山選礦廠礦石）。在相同磨礦條件下，研磨不同時間。然后將磨礦產(chǎn)品用0.074 mm標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩析，找出最佳磨礦時間，確定礦石相對可磨性系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)礦石與待測礦石可磨度對比結(jié)果見圖1。

由圖1可知：磨礦細(xì)度為-0.074 mm占60 %時，標(biāo)準(zhǔn)礦石所需要磨礦時間約15 min，而待測礦石所需要磨礦時間約28 min。這說明相對標(biāo)準(zhǔn)礦石，本礦區(qū)金礦石磨礦難度更大。

2 結(jié)果與討論

根據(jù)礦石工藝礦物學(xué)特征及化學(xué)成分分析結(jié)果，礦石中含砷，可能會對金氰化浸出過程不利。同時，氰化浸出法因環(huán)保要求嚴(yán)格而不宜選用。礦石中金礦物粒度較細(xì)，利用重選法回收，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不理想。而金礦物與金屬硫化礦物共生密切，使得利用浮選法對礦石中載金硫化礦物進(jìn)行充分回收成為可行的技術(shù)方案。因此，本研究采用浮選法展開試驗。

2.1 磨礦細(xì)度

在調(diào)整劑碳酸鈉用量1 000 g/t，活化劑硫酸銅用量500 g/t，混合捕收劑丁基黃藥+丁銨黑藥（質(zhì)量比1∶1）用量160 g/t，起泡劑2號油用量70 g/t，粗選時間5 min，其他作業(yè)時間3 min，磨礦細(xì)度-0.074 mm分別占49.20 %、55.50 %、66.70 %、75.25 %的條件下，考察磨礦細(xì)度對選別指標(biāo)的影響。試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表4。

由表4可知：當(dāng)磨礦細(xì)度由-0.074 mm占49.2 %增加至-0.074 mm占66.70 %時，精礦金回收率由92.78 %增加至95.02 %。后續(xù)隨著磨礦細(xì)度增加，精礦金回收率反而下降。在-0.074 mm占66.70 %時，尾礦金品位最低，僅0.15 g/t。綜上所述，確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占66.70 %為宜。

2.2 硫酸銅用量

在調(diào)整劑碳酸鈉用量1 000 g/t，混合捕收劑丁基黃藥+丁銨黑藥（質(zhì)量比1∶1）用量160 g/t，起泡劑2號油用量70 g/t，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占66.70 %，粗選一時間為5 min，其他作業(yè)時間為3 min的條件下，考察硫酸銅用量對選別指標(biāo)的影響。試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表5。

由表5可知：隨著硫酸銅用量增加，精礦產(chǎn)率和金回收率逐漸提高。當(dāng)硫酸銅用量達(dá)到500 g/t時，精礦金回收率達(dá)到93.19 %。隨后繼續(xù)增加硫酸銅用量，精礦金回收率增加幅度較小。因此，確定硫酸銅用量500 g/t較為合適。

2.3 丁基黃藥+丁銨黑藥用量

在調(diào)整劑碳酸鈉用量1 000 g/t，活化劑硫酸銅用量500 g/t，起泡劑2號油用量70 g/t，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占66.70 %，粗選一時間為5 min，其他作業(yè)時間為3 min的條件下，考察丁基黃藥+丁銨黑藥用量對選別指標(biāo)的影響。試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表6。

由表6可知：隨著丁基黃藥+丁銨黑藥用量增加，精礦產(chǎn)率和金回收率逐漸提高。當(dāng)丁基黃藥+丁銨黑藥用量達(dá)到60 g/t時，精礦金回收率達(dá)到94.59 %。繼續(xù)增加丁基黃藥+丁銨黑藥用量，精礦金回收率和尾礦金品位基本保持穩(wěn)定。因此，選擇丁基黃藥+丁銨黑藥用量60 g/t為宜。

2.4 閉路試驗

在單一條件試驗基礎(chǔ)上，進(jìn)行浮選閉路試驗。其中，粗選一時間為5 min，其他作業(yè)時間均為3 min。閉路試驗流程見圖5，閉路試驗結(jié)果及精礦化學(xué)成分分析結(jié)果分別見表7、表8。

由表7、表8可知：經(jīng)過兩次粗選、兩次掃選、三次精選閉路試驗，可得到金品位251.27 g/t、金回收率96.67 %的精礦產(chǎn)品，精礦中含有害元素砷僅0.028 %。

3 結(jié) 論

1）甘肅某金礦金品位為4.13 g/t，含砷5.5 g/t，礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦等，偶見毒砂。礦石中約65.32 %的金以裂隙金、粒間金等裸露金形式存在，約34.68 %的金以包裹金形式嵌布于其他礦物中。

2）采用浮選法對金進(jìn)行回收，以硫酸銅為活化劑，碳酸鈉為調(diào)整劑，2號油為起泡劑，丁基黃藥+丁銨黑藥為混合捕收劑，經(jīng)兩次粗選、兩次掃選、三次精選的閉路試驗，可獲得金品位251.27 g/t、金回收率96.67 %的精礦產(chǎn)品，精礦中含有害元素砷僅0.028 %，技術(shù)指標(biāo)優(yōu)異。

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Experimental research on the ore-dressing process for a gold ore in Gansu

Abstract：Flotation tests were conducted on a gold ore in Gansu Province.The experiment used sodium carbonate as the regulator，copper sulfate as the activator，a mixture of butyl xanthate and dibutyl dithiophosphate as the collector，and No.2 oil as the frother.Through twice roughing，twice scavenging，and three times cleaning in closed-circuit tests，a concentrate product with a gold grade of 251.27 g/t and a gold recovery rate of 96.67 % was obtained.The technical indicators are excellent，providing a technical basis for the separation of this type of gold ore.

Keywords：flotation;grinding fineness;refractory gold ore;closed-circuit test;mixed collector