毛益林 陳曉青 楊進(jìn)忠 王秀芬

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，四川 成都610041;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局金屬礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)研究中心，四川 成都610041)

我國(guó)金礦資源比較豐富，分布廣泛，金礦資源礦床類(lèi)型較多，以含金石英脈型與含金蝕變巖型為主。而隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，金礦資源被大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用，有限的資源日益枯竭。針對(duì)金礦入選品位的不斷降低以及礦石復(fù)雜程度的不斷變化，采用傳統(tǒng)全泥浸出工藝提金時(shí)，生產(chǎn)成本不斷增加，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益日漸降低。為了解決這一難題，對(duì)甘肅某蝕變氧化型金礦進(jìn)行了先富集含金礦物，然后濕法冶金提取金的試驗(yàn)研究，以期實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化。

1 礦石性質(zhì)

甘肅某金礦是構(gòu)造活動(dòng)及熱液活動(dòng)共同作用形成的蝕變巖型礦床。礦石中金屬礦物主要為褐鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦，另含有少量的方鉛礦、軟錳礦、金紅石、輝銀礦、自然金等;非金屬礦物主要為石英、白云母，次為長(zhǎng)石(以斜長(zhǎng)石為主，少量鉀長(zhǎng)石，偶爾可見(jiàn)條紋長(zhǎng)石)，少量碳酸鹽礦物(方解石、白云石)、綠泥石、重晶石、黏土礦物等。礦石中金主要以獨(dú)立金礦物形式存在，主要為微粒金及次顯微金。金與其載體礦物之間的鑲嵌關(guān)系主要為裂隙金和晶隙金，次為包裹金。大部分自然金被載金脈石礦物石英所包裹，少部分以微細(xì)粒的形式嵌布在黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦和方鉛礦等礦物的裂隙中。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical analysis result of run-of-mine ore %

由表1 可知:試驗(yàn)礦石金品位為2.25 g/t、銀品位為4.14 g/t，主要有價(jià)元素為金，同時(shí)銀可作為計(jì)價(jià)元素綜合回收;礦石中含有少量Fe、Cu、S 等，說(shuō)明影響金礦浸出的有害元素含量較低。

2 試驗(yàn)方案的確定

鑒于礦石中金主要以裂隙金、晶隙金與包裹金等形式存在，而大部分自然金被載金脈石礦物石英所包裹，少部分以微細(xì)粒的形式嵌布在黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦和方鉛礦等礦物的裂隙中，因此，可先考慮采用浮選工藝回收大部分含金礦物，然后采用重選工藝回收其中粒度稍粗的自然金礦物，最后對(duì)經(jīng)過(guò)富集的金精礦進(jìn)行氰化浸出回收。試驗(yàn)原則流程見(jiàn)圖1。

圖1 試驗(yàn)原則流程Fig.1 The principle flowsheet of the tests

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 浮選粗選條件試驗(yàn)

金浮選采用硫酸銅為活化劑、丁銨黑藥+丁基黃藥為捕收劑、2 號(hào)油為起泡劑，粗選條件試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。

3.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度直接影響金礦物的解離程度，合適的磨礦細(xì)度既能使有用礦物充分解離，又不至于使礦石過(guò)磨，產(chǎn)生泥化現(xiàn)象。在調(diào)整劑硫酸銨用量為1 000 g/t、硫酸銅為200 g/t、丁銨黑藥+丁基黃藥為90 +160 g/t 條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖2 粗選試驗(yàn)流程Fig.2 Gold rangh flotation process

圖3 粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results at different grinding fineness for gold rough flotation

由圖3 可知:隨著磨礦細(xì)度的提高，粗精礦金品位逐漸降低，回收率先小幅上升后下降。磨礦細(xì)度－0.074 mm占73.00% 時(shí)，粗精礦金回收率達(dá)最大值，因此，確定磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占73.00%。

3.1.2 調(diào)整劑種類(lèi)試驗(yàn)

浮選工藝常需要加入調(diào)整劑來(lái)改變礦物的表面性質(zhì)，以提高浮選過(guò)程的選擇性和改善浮選條件。調(diào)整劑種類(lèi)試驗(yàn)在磨礦細(xì)度為 － 0.074 mm 占73.00%、調(diào)整劑用量均為1 000 g/t、硫酸銅用量為200 g/t、丁胺黑藥+丁基黃藥為90 +160 g/t 條件下進(jìn)行。調(diào)整劑種類(lèi)試驗(yàn)粗精礦指標(biāo)見(jiàn)表2。

由表2 可知，使用調(diào)整劑EMT－33 時(shí)，粗精礦指標(biāo)最佳。故采用有利于礦泥分散并兼具一定活化作用的新型藥劑EMT－33 為調(diào)整劑。

表2 調(diào)整劑種類(lèi)試驗(yàn)粗精礦指標(biāo)Table 2 Rough flotation indexes on various regulators for gold rough flotation

3.1.3 硫酸銅用量試驗(yàn)

礦石中金部分以微細(xì)粒的形式嵌布在黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦和方鉛礦等礦物的裂隙中，對(duì)于這部分含金礦物，通常添加硫酸銅作為活化劑對(duì)其進(jìn)行活化，使其易于上浮，達(dá)到在回收這部分金屬載體礦物的同時(shí)回收微細(xì)粒金的目的。在磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占73.00%、EMT－33 用量為1 500 g/t、丁胺黑藥+丁基黃藥為90 +160 g/t 條件下進(jìn)行硫酸銅用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 粗選硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results on dosage of copper sulfate for gold rough flotation

圖4 表明:隨著硫酸銅用量的增加，粗精礦金品位變化不大，金回收率先升高后降低;硫酸銅用量為150 g/t 時(shí)，粗精礦中Au 回收率達(dá)最大值。因此，確定硫酸銅用量為150 g/t。

3.1.4 捕收劑用量試驗(yàn)

在探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，決定采用丁基黃藥與丁胺黑藥組合作為捕收劑，以丁基黃藥為主，丁胺黑藥為輔。由于丁胺黑藥較丁基黃藥捕收能力強(qiáng)而選擇性弱，所以固定輔助捕收劑丁胺黑藥用量為90 g/t，在磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占73.00%、EMT －33 用量為1 500 g/t、硫酸銅為150 g/t 條件下進(jìn)行丁基黃藥用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 粗選丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results on dosage of butyl xanthate for gold rough flotation

由圖5 可知:固定丁銨黑藥量不變，增加丁基黃藥用量，粗精礦Au 品位先下降后緩慢上升，Au 回收率先上升后緩慢降低。綜合考慮，確定粗選丁基黃藥用量為160 g/t，此時(shí)獲得的粗精礦金品位為27.6 g/t、回收率為85.61%。

3.1.5 浮選閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定采用圖6 流程進(jìn)行金浮選閉路試驗(yàn)，獲得的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

圖6 浮選閉路試驗(yàn)流程Fig.6 Flowsheet of closed circle flotation process

表3 浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Test results of closed circle flotation process

3.2 重選試驗(yàn)

重選工藝是目前最常用的選金方法之一，其具有設(shè)備結(jié)構(gòu)與工藝流程簡(jiǎn)單、易于操作管理、能耗低、投資少、見(jiàn)效快、成本低、效率高、污染小的特點(diǎn)，對(duì)粗粒自然金及嵌布在硫鐵礦中金的富集是一種行之有效的方法。由于浮選尾礦中金品位仍為0.37 g/t 左右，略微偏高，分析表明有部分粗粒自然金未能進(jìn)入浮選精礦，因此考慮采用重選工藝輔助回收這少部分金礦物，以降低尾礦Au 品位，提高Au 回收率。重選試驗(yàn)采用XZYK－1000 ×600 礦泥搖床，在沖程為10 mm、沖次為150 次/min、分選水量為3.0 L/min 條件下進(jìn)行，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

從表4 可知:對(duì)浮選尾礦采用重選工藝輔助回收含金礦物，可獲得金品位56.40 g/t，作業(yè)回收率32.50%的重選精礦，同時(shí)尾礦中金品位可降到0.24 g/t。

3.3 浮選—重選閉路試驗(yàn)

圖7 重選試驗(yàn)流程Fig.7 Flowsheet of gravity separation

表4 重選試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Test results of gravity separation

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)重選作業(yè)次數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，不進(jìn)行重選精選，只進(jìn)行1 次搖床粗選，以保證Au 回收率。原礦經(jīng)浮選、浮選尾礦重選試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 浮選—浮選尾礦重選閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 5 The test results of flotationgravity separation closed-circle process

3.4 混合精礦氰化浸出試驗(yàn)

顯微鏡下檢查發(fā)現(xiàn):浮選精礦中主要金屬礦物為黃鐵礦、赤(褐)鐵礦，重選精礦以褐鐵礦、赤鐵礦為主，含有少量黃鐵礦、磁鐵礦、方鉛礦，這導(dǎo)致混合精礦硫含量偏高，達(dá)到22.35%。由于硫?yàn)橛泻υ?，不利于浸出，故氰化浸出之前有必要進(jìn)行脫硫預(yù)處理，以消除硫等對(duì)浸出有害的元素。預(yù)處理方法為加堿后充分?jǐn)嚢枋沽蚧锉怀浞盅趸瑥亩_(dá)到降低硫含量的目的。浸出試驗(yàn)的礦漿濃度為25%，浸出試驗(yàn)的藥劑用量均針對(duì)浮選重選混合精礦計(jì)。

3.4.1 混合精礦預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)

混合精礦磨細(xì)至－0.045 mm 占94.70%后，在石灰用量為4.5 kg/t 條件下進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后在氰化鈉用量為10 kg/t、浸出時(shí)間為24 h 條件下進(jìn)行浸出試驗(yàn)，預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖8。

從圖8 可知:隨著預(yù)處理時(shí)間的增加，Au 浸出率先逐漸增加后緩慢降低，預(yù)處理時(shí)間為4 h 時(shí)，金浸出率最高，故確定堿浸預(yù)處理時(shí)間為4 h。

圖8 混合精礦預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果Fig.8 The result of concentration pretreatment time test

3.4.2 混合精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

混合精礦中部分金被黃鐵礦、石英等礦物包裹，對(duì)其再磨可使更多的金暴露出來(lái)，有利于提高氰化浸出率。混合精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)在浸出預(yù)處理石灰用量為4.5 kg/t、預(yù)處理時(shí)間為4 h、浸出時(shí)氰化鈉用量為10 kg/t、浸出時(shí)間為24 h 條件下進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖9。

圖9 精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 The result of concentration regrinding fineness test

從圖9 可以看出:隨著再磨細(xì)度的增加，金的浸出率不斷增加，但增加的幅度逐漸降低，再磨細(xì)度為－0.045 mm 占 94.70% 時(shí)，金 浸 出 率 達(dá) 到 了96.56%，此后提高再磨細(xì)度，金浸出率提高幅度不大，故確定混合精礦再磨細(xì)度為－ 0.045 mm 占94.70%。

3.4.3 氰化鈉用量試驗(yàn)

氰化鈉用量試驗(yàn)的混合精礦再磨細(xì)度為－0.045 mm 占94.70%、預(yù)處理石灰用量為4.5 kg/t、預(yù)處理時(shí)間為4 h、浸出時(shí)間為24 h，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖10。

圖10 氰化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.10 The test result on dosage of sodium cyanide

從圖10 可知:隨著氰化鈉用量的增加，金的浸出率不斷提高，氰化鈉用量為10 kg/t 時(shí)，金浸出率達(dá)到了95.67%，此后繼續(xù)增加氰化鈉用量，金浸出率提高不明顯，故確定氰化鈉用量為10 kg/t。

3.4.4 浸出時(shí)間試驗(yàn)

在混合精礦再磨細(xì)度為 － 0.045 mm 占94.70%、預(yù)處理石灰用量為4.5 kg/t、預(yù)處理時(shí)間為4 h、氰化鈉用量為10 kg/t 條件下進(jìn)行浸出時(shí)間試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖11。

圖11 浸出時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果Fig.11 The test result at leaching time

從圖11 可知:隨著氰化浸出時(shí)間的增加，金、銀的浸出率不斷提高，但提高幅度逐漸降低。綜合考慮，確定氰化浸出時(shí)間為24 h，此時(shí)金浸出率為96.52%、銀浸出率為59.17%。

4 結(jié) 論

(1)甘肅某氧化型金礦金、銀含量分別為2.25 g/t、4.14 g/t。金主要以獨(dú)立金礦物形式存在，大部分被載金脈石礦物石英所包裹，少部分以微細(xì)粒的形式嵌布在黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦和方鉛礦等礦物的裂隙中。

(2)在磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占73.00%的條件下，采用1 粗1 精2 掃浮選、浮選尾礦經(jīng)搖床重選的工藝流程可獲得金品位為74.2 g/t、回收率為91.28%的浮選重選混合精礦?；旌暇V磨細(xì)至－0.045 mm占94.70%經(jīng)石灰預(yù)處理后，進(jìn)行氰化浸出試驗(yàn)，獲得了金浸出率為96.52%、銀浸出率為59.17%、金總回收率為88.10% 的指標(biāo)。采用浮選—重選—氰化浸出的選冶聯(lián)合方案，可實(shí)現(xiàn)該低品位金礦資源的最大化利用。

［1］ 陶 專(zhuān)，萬(wàn)全禮，劉 旗，等. 西藏尼木縣普松金礦選礦試驗(yàn)研究［J］.金屬礦山，2011(1):78-81.

Tao Zhuan，Wang Quanli，Liu Qi，et al.Experimental research on beneficiation of Pusong Gold Mine of Nyemo County，Tibet［J］. Metal Mine，2011(1):78-81.

［2］ 高艷艷，邱克輝，邱彧沖，等. 某泥質(zhì)難選氧化金礦選礦試驗(yàn)［J］.金屬礦山，2014(3):88-92.

Gao Yanyan，Qiu Kehui，Qiu Yuchong，et al.Beneficiation on a certain clayish refractory oxidized gold ore［J］.Metal Mine，2014(3):88-92.

［3］ 余勝利，王毓華，張 英，等. 某難選低品位金礦的選礦試驗(yàn)研究［J］.有色金屬:選礦部分，2013(2):17-21.

Yu Shengli，Wang Yuhua，Zhang Ying，et al. Beneficiation experimental study on a low-grade refractory gold ore［J］.Nonferrous Metals:Mineral Processing Section，2013(2):17-21.

［4］ 李志輝，劉有才，劉洪萍，等. 某硫化銅金礦選礦試驗(yàn)研究［J］.礦冶工程，2013(2):41-44.

Li Zhihui，Liu Youcai，Liu Hongping，et al.Beneficiation experiment research of copper sulfide gold ore［J］.Mining and Metallurgical Engineering，2013(2):41-44.

［5］ 張成強(qiáng)，李洪潮，張紅新，等. 某低品位原生金礦選礦試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)礦業(yè)，2010(11):89-91.

Zhang Chengqiang，Li Hongchao，Zhang Hongxin，et al.Beneficiation experimental study on a low-grade primary gold ore［J］.China Mining Magazine，2010(11):89-91.

［6］ 杜立斌，李劍銘，滕根德. 某低品位氧化型金礦選礦試驗(yàn)研究［J］.有色金屬:選礦部分，2011(5):13-16.

Du Libin，Li Jianming，Teng Gende. Experimental study on mineral processing of a low-grade oxidized gold ore［J］. Nonrerrous Metals:Mineral Processing Section，2011(5):13-16.

［7］ 羅科華，趙志強(qiáng)，賀 政.黑龍江某難選金礦選礦工藝研究［J］.有色金屬:選礦部分，2009(2):18-22.

Luo Kehua，Zhao Zhiqiang，He Zheng.The research on mineral processing technology of a refractory gold ore in Heilongjiang［J］.Nonferrous Metals:Mineral Processing Section，2009(2):18-22.

［8］ 王學(xué)娟，劉全軍. 貴州水銀洞低品位卡林型金礦礦石選礦試驗(yàn)［J］.有色金屬:選礦部分，2007(5):28-31.

Wang Xuejuan，Liu Quanjun.Experimental study on mineral processing of a low-grade calintype gold ore in Guizhou Shuiyindong［J］.Nonrerrous Metals:Mineral Processing Section，2007(5):28-31.

［9］ 陶建利，周清波.貴州某金礦選礦試驗(yàn)研究［J］.礦冶工程，2013(2):52-55.

Tao Jianli，Zhou Qingbo. Experimental study on some gold ore from guizhou［J］. Mining and Metallurgical Engineering，2013(2):52-55.

［10］ 張立征，王彩霞，趙福財(cái).甘肅某微細(xì)粒浸染型難處理金礦選礦試驗(yàn)研究［J］.礦冶工程，2011(8):45-47.

Zhang Lizheng，Wang Caixia，Zhao Fucai.Mineral processing experiments on fine-disseminated refractory gold ore from Gansu［J］.Mining and Metallurgical Engineering，2011(8):45-47.