劉培坤 姜蘭越 楊興華 張悅刊

(1.國(guó)土資源部金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2.山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;3.山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院)

中國(guó)是黃金生產(chǎn)大國(guó)，而黃金尾礦是金礦石提取生產(chǎn)過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生的固體廢棄物。目前，國(guó)內(nèi)金礦浮選尾礦的品位為0.2～0.5 g/t，且金屬量大多分布于－0.074 mm細(xì)顆粒中，有一定的回收價(jià)值，但經(jīng)過(guò)浮選后微細(xì)顆粒含量高，分選有較大的難度［1］。針對(duì)上述難題，邵偉華等［2］采用浮選方法對(duì)金尾礦進(jìn)一步回收，雖然金回收率高，但藥劑耗量大，成本高。董兵［3］采用螺旋溜槽粗選和搖床精選的辦法回收金，但回收率低。張友軒等［4］采用攪拌、堆浸氰化法從低品位含金尾礦中回收金，速度慢且氰化物毒性較強(qiáng)。

為此，針對(duì)金礦浮選尾礦中金品位低、粒度細(xì)、分選富集難的問(wèn)題，提出了一種集回轉(zhuǎn)流-斜面流膜對(duì)金礦浮選尾礦進(jìn)行分選富集的工藝方法。采用短錐旋流器對(duì)尾礦進(jìn)行濃縮脫泥(拋除－10 μm顆粒)，然后采用懸振錐面選礦機(jī)的斜面流進(jìn)行分選富集。為了研究回轉(zhuǎn)流－斜面流膜分選富集法的效果，對(duì)某礦業(yè)有限公司所提供的金礦浮選尾礦進(jìn)行了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)條件下的脫泥分選試驗(yàn)。

1 旋流富集工藝技術(shù)原理

1.1 短錐旋流器脫泥粗選原理

旋流器是利用離心力場(chǎng)加速礦漿中顆粒沉降和強(qiáng)化分離過(guò)程的有效分離設(shè)備。短錐旋流器與常規(guī)旋流器相比，其錐體短，錐角大，細(xì)粒礦物在錐體內(nèi)易形成高密度的懸浮層。由于懸浮層的形成，顆粒的運(yùn)動(dòng)主要受密度的影響，分選按密度規(guī)律進(jìn)行。在分選錐上部形成的懸浮床層類似于重介質(zhì)，只有密度較高的顆粒才能穿過(guò)床層到達(dá)分選錐表面，實(shí)現(xiàn)按密度的分選。因此在旋流分離過(guò)程中，粗顆粒和一部分細(xì)粒級(jí)的含金礦物將會(huì)進(jìn)入沉砂產(chǎn)物，低品位微細(xì)級(jí)礦泥進(jìn)入溢流，從而實(shí)現(xiàn)金尾礦的粗選［5-6］。

1.2 懸振錐面選礦機(jī)原理

懸振錐面選礦機(jī)是依據(jù)拜格諾剪切松散理論和流膜選礦原理研制開發(fā)出的一種微細(xì)粒新型重選設(shè)備［7］。當(dāng)攪拌均勻的礦漿從分選錐面中心的給礦器進(jìn)入盤面初選區(qū)時(shí)，礦漿流即成扇形鋪展開向周邊流動(dòng)，在其流動(dòng)過(guò)程中流膜由厚逐漸變薄，流速也隨之逐漸降低。礦粒群在自身重力和旋回振動(dòng)產(chǎn)生的剪切斥力的作用下在盤面上適度的松散、分層。圓錐盤的轉(zhuǎn)動(dòng)將不同密度的礦物依次帶進(jìn)尾礦槽、中礦槽和精礦槽，從而實(shí)現(xiàn)金的有效富集。

2 試驗(yàn)物料及試驗(yàn)裝置

2.1 試驗(yàn)物料

試驗(yàn)礦樣取自山東某黃金礦山的浮選尾礦，其金品位為0.13 g/t，礦樣具有代表性。經(jīng)激光粒度儀BT-9300S檢測(cè)，其粒度分布結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，浮選尾礦細(xì)粒級(jí)顆粒所占比重大，－15 μm 粒級(jí)含量為37.14%，－38 μm 粒級(jí)含量為55.61%，－100 μm粒級(jí)含量為78%，有利于高密度懸浮層的形成。通過(guò)查閱相關(guān)資料可知，－38 μm粒級(jí)主要是細(xì)粒級(jí)脈石，金品位較低，因此先采用旋流器拋除－38 μm粒級(jí)，有利于進(jìn)一步精選。

表1 浮選尾礦粒度組成結(jié)果

2.2 試驗(yàn)裝置

浮選尾礦脫泥系統(tǒng)如圖1所示，所用試驗(yàn)裝置主要由攪拌槽、渣漿泵、流量控制閥、壓力表及水力旋流器組成。礦漿在攪拌桶內(nèi)攪拌均勻后，由渣漿泵提供動(dòng)力送入旋流器進(jìn)行分離。在水力旋流器入口處設(shè)有采樣支管，以便進(jìn)行采樣分析。其中短錐旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表2。試驗(yàn)所用懸振錐面選礦機(jī)為L(zhǎng)XZ-1200A試驗(yàn)室型，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖1 金尾礦脫泥系統(tǒng)

表2 短錐旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖2 懸振錐面選礦機(jī)結(jié)構(gòu)示意

試驗(yàn)流程如圖3所示，金礦浮選尾礦首先給入φ150 mm短錐旋流器，經(jīng)旋流器脫泥粗選后，拋除細(xì)粒級(jí)低品位的溢流，而底流得到高濃度、粗粒級(jí)的尾礦。同時(shí)由于旋流器底流濃度過(guò)高，粒度較粗，必須經(jīng)過(guò)磨礦、調(diào)濃后才能滿足懸振錐面選礦機(jī)的入選要求。磨礦后的旋流器底流經(jīng)懸振錐面選礦機(jī)的分選富集作用，分別得到精礦、中礦和尾礦。

圖3 金尾礦旋流富集試驗(yàn)流程

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 短錐旋流器粗選結(jié)果分析

為測(cè)定短錐旋流器的脫泥粗選效果，配制質(zhì)量濃度為20.81%的物料，在旋流器給料壓力為0.09 MPa的條件下，分別進(jìn)行排口比(ds/do)為0.30、0.35、0.40的試驗(yàn)研究。并采用烘干沉重法得到各樣品的濃度，采用BT-9300S激光粒度儀對(duì)各樣品進(jìn)行粒度分析，并檢測(cè)金品位，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

表3 短錐旋流器脫泥試驗(yàn)結(jié)果

由表 3可知，隨排口比增大，溢流濃度從19.30%減小到14.04%，底流濃度變化不大，底流產(chǎn)率從9.94%增大到38.64%;在排口比為0.30時(shí)，底流金品位為0.210 g/t，金回收率為16.19%，當(dāng)排口比增大到0.40時(shí)，底流金品位為0.150 g/t，金回收率提高到44.05%;因此，增大排口比，能提高底流產(chǎn)率和金的回收率，但在錐段形成的懸浮層平均密度減小，一部分粒度粗、比重小的顆粒也進(jìn)入底流，造成了整體品位的降低。

由表4可知，與進(jìn)料相比，底流中－15 μm粒級(jí)含量從 37.14% 減少到 3.92% ～4.70%，－38 μm粒級(jí)含量從55.61%減少到6.33% ～7.62%;短錐旋流器實(shí)現(xiàn)了脫除－38 μm細(xì)粒級(jí)礦泥的目的，效果明顯;此外，隨排口比增大，分離粒度d50減小，溢流和底流粒度都變細(xì)，－38 μm粒級(jí)的分級(jí)效率從23.64%提高到 57.93%。

3.2 懸振錐面選礦機(jī)精選結(jié)果分析

取排口比為0.40工況下的旋流器底流，進(jìn)行磨礦處理，使粗粒級(jí)中的連生體金礦物單體解離，磨礦后礦樣粒度主要集中在0～150 μm。取1 kg磨礦后干料配制成質(zhì)量濃度為20%的礦漿進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 礦樣粒度分析結(jié)果

表5 懸振錐面選礦機(jī)試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為19.6 Hz，振動(dòng)頻率為15.4 Hz時(shí)，精礦品位為0.77 g/t，精礦產(chǎn)率為2.67%，金回收率為13.78%;為提高分選效果，通過(guò)降低轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，延長(zhǎng)礦物顆粒在盤面上的分選時(shí)間，通過(guò)提高振動(dòng)頻率，使顆粒間的剪切運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，進(jìn)一步促進(jìn)顆粒的松散分層;在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為17.6 Hz，振動(dòng)頻率為16.2 Hz時(shí)，精礦金品位提高到1.88 g/t，精礦產(chǎn)率降低到1.11%，金回收率提高到14.15%;進(jìn)一步調(diào)整參數(shù)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為18.5 Hz，振動(dòng)頻率為16.9 Hz時(shí)，精礦金品位為1.64 g/t(中礦金品位為0.30 g/t，尾礦金品位為 0.12 g/t)，且精礦產(chǎn)率為1.52%，金回收率為16.51%，富集比為10.93，實(shí)現(xiàn)了金的有效富集。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)金礦浮選尾礦采用短錐旋流器進(jìn)行脫泥粗選，采用懸振錐面選礦機(jī)進(jìn)行富集精選，其試驗(yàn)結(jié)果表明:

(1)短錐旋流器可實(shí)現(xiàn)對(duì)金礦浮選尾礦中－38 μm礦泥的有效脫除，通過(guò)增大旋流器排口比，能有效提高底流產(chǎn)率，提高金的回收率，但會(huì)造成底流品位降低。當(dāng)排口比為0.40時(shí)，底流產(chǎn)率為38.64%，金品位為 0.15 g/t，金回收率達(dá)到44.05%。

(2)懸振錐面選礦機(jī)對(duì)磨礦后的旋流器底流富集效果明顯，在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為18.5 Hz，振動(dòng)頻率為16.9 Hz時(shí)，精礦品位為 1.64 g/t，精礦產(chǎn)率為1.52%，金回收率為16.51%，富集比為10.93，實(shí)現(xiàn)了金的有效富集。

(3)通過(guò)旋流器粗選和懸振錐面選礦機(jī)精選，金礦浮選尾礦金品位從0.13 g/t提高到1.64 g/t，金富集比達(dá)12.62，金回收率達(dá)到7.27%。

［1］ 牛桂強(qiáng)，邱立明，綦開祥.焦家金礦尾礦資源綜合利用與生產(chǎn)實(shí)踐［J］.金屬礦山，2008(11):159-160.

［2］ 邵偉華，郭珍旭，趙 平，等.某金礦尾礦浮選回收金試驗(yàn)［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2014(9):91-95.

［3］ 董 兵.從選金尾礦中回收金的試驗(yàn)研究［J］.礦業(yè)快報(bào)，2008(4):63-66.

［4］ 張友軒，王 卉.從低品位含金尾礦中氰化浸出金［J］.濕法冶金，2008，27(4):225-226.

［5］ 劉培坤，王書禮，王顯軍.水力旋流器在金礦尾礦處理中的應(yīng)用［J］.黃金，2005，26(2):31-33.

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