余世磊 王毓華 王進(jìn)明 張 英 余勝利

(中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院)

黃金是一種稀貴金屬，既有商品屬性又有金融屬性，在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中具有不可替代的地位。一直以來，世界各國都非常重視黃金的生產(chǎn)，在黃金勘探、開采、選礦及冶煉等方面做了大量的工作［1］。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，黃金工業(yè)取得了快速的發(fā)展，黃金產(chǎn)量也迅速增長。

通常載金礦物可浮性良好，因此，浮選法一直是處理含金礦石的有效方法之一。在原生金礦床中，金常與黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂等硫化礦物共生，這些礦物都屬于易浮礦物，并能形成穩(wěn)定的礦化泡沫，是金最理想的載體礦物［2］。浮選可以最大限度地使金富集到硫化物精礦中，然后在冶煉過程中回收。目前，我國大多數(shù)脈金礦山都采用單一浮選法或浮選與其他提金方法(如氰化、混汞、重選等)相結(jié)合的選金工藝。

新疆某黃鐵礦型金礦一直采用浮選—金精礦細(xì)菌預(yù)氧化—氰化浸出—樹脂吸附工藝生產(chǎn)黃金。隨著礦山開采的進(jìn)行，原礦金品位逐年下降，大量易浮易泥化的脈石對載金礦物的浮選產(chǎn)生了嚴(yán)重干擾。因此，開展此類低品位易泥化金礦石選礦工藝研究很有必要。

1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣取自新疆某金礦4#堆礦場堆存2～3 a的低品位易泥化礦石和原生產(chǎn)排放的品位在1.0 g/t左右的選金尾礦，礦樣配比取上述兩礦源堆存量之比3∶5，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室粗碎、細(xì)碎、篩分、混勻、縮分，得到－3 mm的試驗(yàn)樣品。

試樣XRD圖譜見圖1，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

圖1 試樣XRD圖譜

表1 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

從圖1可以看出，試樣中的礦物種類較多，金屬礦物主要為黃鐵礦;脈石礦物以石英、高嶺土、云母和鐵白云石為主，其次為長石和方解石。

從表1可以看出，試樣中金品位達(dá)1.45 g/t，是主要的回收元素。

進(jìn)一步的分析表明，礦石中的金主要賦存于黃鐵礦中，此外還有少量自然銀金礦與石英連生或被石英包裹。試樣中少量的砷黃鐵礦的存在使浮選精礦中砷含量上升，增加后續(xù)金銀冶金的難度。高嶺土、綠泥石、絹云母等鋁硅酸鹽礦物是石英以外的主要脈石礦物，對載金礦物浮選干擾較大，尤其是高嶺土形成的礦泥罩蓋，會顯著降低載金礦物的可浮性;白云石、方解石等鈣鎂脈石礦物含量也較高，其易浮易泥化的特點(diǎn)也會對浮選過程產(chǎn)生不良影響。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

為了最大限度地減少選礦廠的工藝改造投資和對現(xiàn)生產(chǎn)的影響，試驗(yàn)采用現(xiàn)場的磨礦—浮選流程進(jìn)行試樣選礦工藝技術(shù)條件研究。條件試驗(yàn)流程見圖2。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

按圖2進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，pH調(diào)整劑碳酸鈉用量為1 000 g/t，水玻璃為2 000 g/t，活化劑硫酸銅為50 g/t，粗選1異戊基黃藥+丁銨黑藥為160+40 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖2 條件試驗(yàn)流程

圖3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

從圖3可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，粗精礦金品位呈先快后慢的下降趨勢，回收率呈先快后慢的上升趨勢。綜合考慮，確定后續(xù)試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為－0.074 mm占95%。

2.2 礦漿pH調(diào)整劑試驗(yàn)

2.2.1 pH調(diào)整劑選擇試驗(yàn)

礦漿酸堿度對于浮選藥劑的作用、礦物表面狀況的改善和礦漿離子組成的影響較大。試驗(yàn)條件:磨礦細(xì)度為－0.074 mm占95%，水玻璃用量為2 000 g/t，硫酸銅為50 g/t，粗選1異戊基黃藥+丁銨黑藥為160+40 g/t，選用硫酸1 000 g/t與碳酸鈉1 000 g/t進(jìn)行對比［3］，所得結(jié)果見表2。

表2 p H調(diào)整劑選擇試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)現(xiàn)象與表2可知，酸性條件下礦漿泡沫層較薄，得到的粗精礦產(chǎn)率比堿性條件下的低了9.87個(gè)百分點(diǎn)。雖然酸性條件下的粗精礦金品位略高于堿性條件下，但金回收率卻降低了17個(gè)百分點(diǎn)。這可能是由于礦石中存在方解石，與硫酸反應(yīng)生成石膏對浮選不利，此外，水玻璃在酸性條件下對礦泥的分散效果不佳，直接導(dǎo)致浮選指標(biāo)變差。故選用碳酸鈉來調(diào)節(jié)礦漿pH值。

2.2.2 碳酸鈉用量試驗(yàn)

碳酸鈉用量試驗(yàn)條件同pH調(diào)整劑選擇試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 碳酸鈉用量對浮選指標(biāo)的影響

從圖4可以看出，隨著碳酸鈉用量的增加，粗精礦金品位和回收率均先上升，而當(dāng)碳酸鈉用量從1 000 g/t增加至1 500 g/t時(shí)，粗精礦金品位及回收率基本不變，因此，確定粗選1碳酸鈉用量為1 000 g/t。

2.3 水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃是石英、硅酸鹽、鋁硅酸鹽類礦物的抑制劑，與碳酸鈉配合使用可顯著提高其選擇性和抑制能力，同時(shí)水玻璃也可作為礦泥分散劑，減弱礦泥對浮選的有害影響，但用量不宜過大［4］。

水玻璃用量對浮選指標(biāo)的影響試驗(yàn)條件:磨礦細(xì)度為－0.074 mm占95%，碳酸鈉用量為1 000 g/t，硫酸銅為50 g/t，粗選1異戊基黃藥+丁銨黑藥為160+40 g/t，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 水玻璃用量對浮選指標(biāo)的影響

由圖5可知，隨著水玻璃用量的增加，粗精礦金品位逐步升高，用量大于3 000 g/t后升幅趨緩;而金回收率則先升高后降低，在水玻璃用量為2 000 g/t時(shí)達(dá)到最大值。由此說明，水玻璃用量過大，抑制作用會增強(qiáng)，選擇性明顯降低，不利于浮選過程。綜合考慮，確定粗選1水玻璃用量為2 000 g/t。

2.4 活化劑試驗(yàn)

2.4.1 活化劑選擇試驗(yàn)

試驗(yàn)添加碳酸鈉+水玻璃以強(qiáng)化礦泥的分散和脈石礦物的抑制，同時(shí)需要使用適宜的活化劑來強(qiáng)化載金礦物浮選。

活化劑選擇試驗(yàn)條件:磨礦細(xì)度為－0.074 mm占95%，碳酸鈉用量為1 000 g/t，水玻璃為2 000 g/t，粗選1異戊基黃藥+丁銨黑藥為160+40 g/t，選取硫化鈉500 g/t與硫酸銅50 g/t進(jìn)行對比，所得結(jié)果見表3。

表3 活化劑選擇試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，經(jīng)硫酸銅活化的粗精礦金品位雖略低于硫化鈉活化的，但金回收率卻要高出10個(gè)百分點(diǎn)以上。由此可證明，礦石中的載金礦物的確是以硫化物形式存在，添加硫化鈉反而會對載金礦物產(chǎn)生一定的抑制;而活化劑硫酸銅可以改善黃鐵礦的表面性質(zhì)，增大其可浮性，加快載金礦物的浮選速度，同時(shí)亦可減少金連生體的損失［5］。故選用硫酸銅為活化劑。

2.4.2 硫酸銅用量試驗(yàn)

硫酸銅用量試驗(yàn)條件同活化劑選擇試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 硫酸銅用量對浮選指標(biāo)的影響

從圖6可以看出，隨著硫酸銅用量的增加，粗精礦金品位和回收率均先提高，在50 g/t時(shí)達(dá)到最大值;此后再增大硫酸銅用量，粗精礦金品位下降。因此，確定粗選1硫酸銅用量為50 g/t。

2.5 粗選1異戊基黃藥+丁銨黑藥用量試驗(yàn)

有資料表明，混合捕收劑協(xié)同作用于目的礦物要比單獨(dú)使用的效果好。一種強(qiáng)捕收劑與一種弱捕收劑組合使用，可增強(qiáng)捕收性能，使礦物表面疏水層的形成加快，縮短與氣泡的黏附時(shí)間［6］。

參考現(xiàn)場的實(shí)際生產(chǎn)情況，選定的混合捕收劑異戊基黃藥與丁銨黑藥的質(zhì)量比為4∶1?；旌喜妒談┛傆昧吭囼?yàn)的磨礦細(xì)度為－0.074 mm占95%，碳酸鈉用量為1 000 g/t，水玻璃為2 000 g/t，硫酸銅為50 g/t，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 捕收劑用量對浮選指標(biāo)的影響

從圖7可知，隨著混合捕收劑總用量的增加，粗精礦金品位下降，金回收率上升。綜合考慮，確定粗選1異戊基黃藥+丁銨黑藥總用量為200 g/t，即異戊基黃藥160 g/t，丁銨黑藥40 g/t。

3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，參考礦山生產(chǎn)實(shí)踐，采用圖8所示流程進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖8 全流程閉路試驗(yàn)流程

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果

從表4可以看出，礦石的金、銀品位分別為1.45 g/t和6.11 g/t時(shí)，全流程閉路試驗(yàn)精礦中金品位達(dá)到20.07 g/t，金回收率67.49%，銀品位達(dá)到42.45 g/t，但銀回收率僅為34.81%。說明礦石中有部分含銀礦物與脈石礦物的可浮性相近，對脈石礦物抑制時(shí)影響了這部分銀的回收，最終導(dǎo)致浮選精礦的金、銀回收率難以同步提高。

4 結(jié)語

(1)新疆某低品位黃鐵礦型金礦中，礦物種類較多，金屬礦物主要為載金黃鐵礦，還有少量的含金砷黃鐵礦;脈石礦物以石英、高嶺土、云母和鐵白云石為主，其次為長石和方解石，其中易浮易泥化的脈石礦物含量較高。礦石中有部分含銀礦物與脈石礦物的可浮性相近，導(dǎo)致了浮選精礦的金、銀回收率難以同步提高。

(2)通過強(qiáng)化對礦泥的分散和脈石礦物的抑制，以及對載金礦物的活化和捕收，成功解決了脈石與礦泥影響載金礦物上浮的問題。

(3)以碳酸鈉+水玻璃為礦漿調(diào)整劑、硫酸銅為載金礦物活化劑、異戊基黃藥+丁銨黑藥為混合捕收劑、RB－3作起泡劑，經(jīng)2粗2精3掃、中礦順序返回的閉路流程處理，最終獲得了金品位為20.07 g/t、金回收率為67.49%、銀品位為42.45 g/t、銀回收率為34.81%的金精礦。

［1］ 張 豐.從氰化渣中回收金銀的試驗(yàn)研究［D］.西安:西安建筑科技大學(xué)，2010.

［2］ 杜飛飛，楊志軍，郭存豐.某金礦浮選試驗(yàn)研究［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2012(1):30-34.

［3］ 胡為柏.浮選［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1989.

［4］ 朱建光.浮選藥劑［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1993.

［5］ 屈偉華.硫酸銅對提高浮選回收率的生產(chǎn)實(shí)踐［J］.黃金，1994，15(12):41-45.

［6］ 黃春香.阿希金礦混合黃藥浮選的試驗(yàn)研究［J］.新疆有色金屬，2011(2):64-67.