焦瑞琦　楊虎偉　張建龍

(河南金渠黃金股份有限公司)

河南金渠黃金股份有限公司選礦生產(chǎn)礦石屬于典型的小秦嶺金礦石特性，采用尼爾森重選+浮選工藝流程，金回收率穩(wěn)定在90.5%左右。2010年何琦等將旋流-靜態(tài)微泡浮選柱應(yīng)用于金渠礦石原礦和尾礦的浮選試驗(yàn)研究；試驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)浮選在試驗(yàn)條件基本相同的情況下進(jìn)行對(duì)比，應(yīng)用該設(shè)備可以獲得較好的選礦指標(biāo)，采用1粗1精1掃流程即可達(dá)到浮選目標(biāo)，簡(jiǎn)化了流程，效益提高顯著[1-2]。

金渠礦石礦脈較多，性質(zhì)復(fù)雜，且隨著開(kāi)采深度的延伸，資源貧、細(xì)、雜和泥化現(xiàn)象給其富集回收帶來(lái)較大困難，用單一選礦方法很難獲得較為理想的技術(shù)指標(biāo)。為提高選礦廠資源綜合利用率，針對(duì)選礦廠金精礦品位偏低、浮選流程能耗高的問(wèn)題，金渠公司同中國(guó)礦業(yè)大學(xué)合作進(jìn)一步開(kāi)展浮選柱的半工業(yè)試驗(yàn)研究，通過(guò)構(gòu)建以柱式設(shè)備為主體的細(xì)粒選礦過(guò)程，獲得了滿意的試驗(yàn)指標(biāo)，為現(xiàn)場(chǎng)工藝及裝備優(yōu)化提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。

1　礦石性質(zhì)

金渠礦區(qū)位于小秦嶺分水嶺北側(cè)，以充填為主的中溫?zé)嵋盒偷V床，礦石工藝類(lèi)型為少-中硫化物石英脈型含金礦石。金屬硫化物礦物以黃鐵礦為主，次為黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、方鉛礦，少量的閃鋅礦以及微量的輝鉬礦。金屬氧化物為磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦。貴金屬礦物主要為自然金、含少量銀金礦、微量碲金銀礦、碲銀礦和碲鉍金銀礦。脈石礦物主要為石英，少量長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石、碳酸鹽等。有價(jià)元素主要是金，作為金主要載體的黃鐵礦，多呈自形晶、半自形晶不均勻地分布在礦石中，金礦物多以包裹金、粒間金和裂隙金3種形式存在，其中粒間金占近一半。

金渠礦石工藝礦物特性：①金礦物的組成以中粒金為主，次為細(xì)粒金和微粒金，少量粗粒金和巨粒金，表明選礦工藝必須采用重選作業(yè)，提前回收粗粒金礦物。②金渠礦石含有數(shù)量不等的碲鉍金銀化合物，且金隨著碲、鉍含量增加相對(duì)富集，碲鉍化物性脆，磨礦過(guò)程中極易泥化[3]，這也是礦石細(xì)粒級(jí)品位較高的主要原因。③不考慮化學(xué)方法提取金，重選—浮選依然是金渠礦石選礦適宜的工藝流程。

2　生產(chǎn)現(xiàn)狀和前期選礦試驗(yàn)研究概況

2.1　生產(chǎn)流程

金渠選礦一車(chē)間生產(chǎn)規(guī)模1 000 t/d，破碎段和磨礦系統(tǒng)均采用兩段一閉路流程，其中一段為磨礦與螺旋分級(jí)機(jī)組成兩個(gè)平行的閉路循環(huán)，二段磨礦出口安裝尼爾森重選對(duì)粗粒金進(jìn)行重選回收，二段磨礦與旋流器形成閉路。浮選作業(yè)分兩個(gè)系列，均采用1粗2精2掃流程，兩個(gè)系列的尾礦合并進(jìn)行尾礦再選以降低最終尾礦品位，提高精礦回收率。尼爾森重精砂與浮選精礦混合脫水后外銷(xiāo)冶煉廠。選廠浮選設(shè)備為XCF-BSK型系列浮選機(jī)，槽體有效容積均為4 m3，聯(lián)合機(jī)組XCF型用作吸入槽，BSK型為直流槽，浮選機(jī)總數(shù)28臺(tái)。浮選車(chē)間工藝流程見(jiàn)圖1。

2.2　生產(chǎn)實(shí)際情況

現(xiàn)生產(chǎn)工藝近3 a技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。浮選柱試驗(yàn)期間各坑口礦石生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表1　選礦廠近3 a生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)

注：表中數(shù)據(jù)來(lái)源于金渠公司金屬平衡報(bào)表。

圖1　金渠選礦浮選車(chē)間工藝流程

坑口名稱原礦金品位/(g/t)混合精礦金品位/(g/t)金富集比尾礦金品位/(g/t)金回收率/%12503.2745.8714.030.3689.779502.3933.2313.900.2689.7114032.9251.7417.720.3787.8610604.0549.9712.340.4090.83

注：表中數(shù)據(jù)來(lái)源于車(chē)間生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表。

由表1、表2可知，950坑口礦石金精礦品位明顯偏低，除原礦金品位較低影響外，可能與其采礦中段位置較低(830 m)礦石性質(zhì)發(fā)生變化有關(guān)；各坑口礦石生產(chǎn)指標(biāo)中金富集比偏高，但金屬平衡綜合指標(biāo)的金富集比低于14，反映出金渠金精礦品位相比較低，現(xiàn)工藝條件下金回收率不理想。

2.3　前期選礦試驗(yàn)研究及尼爾森重選生產(chǎn)指標(biāo)

2.3.11403、1060坑口浮選原礦和尾礦指標(biāo)

1403、1060坑口浮選原礦和尾礦篩析結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，金在細(xì)粒級(jí)富集，是典型的粒級(jí)偏析現(xiàn)象；在適于常規(guī)浮選工藝細(xì)度粒級(jí)(0.063～0.125 mm)浮選尾礦品位相對(duì)較低，金回收率較為理想；+0.125 mm粒級(jí)浮選原礦品位不足1 g/t，須通過(guò)提高磨礦細(xì)度保證選礦效果；-0.045 mm粒級(jí)金因原礦品位較高(1403坑口4.85 g/t,1060坑口5.29 g/t)，回收率雖然較高，但尾礦流失品位遠(yuǎn)高于其他粒級(jí)，強(qiáng)化這一粒級(jí)段的回收是選礦試驗(yàn)研究的重點(diǎn)。

2.3.2金渠公司某坑口原礦工藝礦物性質(zhì)分析

隨著礦山開(kāi)采標(biāo)高向下延伸，某坑口礦石進(jìn)行炭漿法生產(chǎn)時(shí)，氰化指標(biāo)出現(xiàn)異常波動(dòng)，金回收率平均下降3個(gè)百分點(diǎn)。進(jìn)行原礦多元素分析、金碳物相分析、氰原粒度篩析，分析結(jié)果分別見(jiàn)表4～表7。

表3　1403、1060坑口浮選原礦和尾礦粒度篩析結(jié)果

表4　原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果　%

注：Au、Ag含量單位為g/t。

表5　金物相分析結(jié)果　%

表6　碳物相分析結(jié)果 %

表7　氰化原礦粒度篩析結(jié)果

由表7可知，金在細(xì)粒級(jí)富集特性明顯。-0.019 mm粒級(jí)金分布率占43.62%，是影響金浸出率的主要因素。

2.3.3尼爾森重選用作一段磨礦循環(huán)的實(shí)際生產(chǎn)指標(biāo)

2003年金渠公司利用球磨機(jī)和分級(jí)機(jī)間的高差，在球磨機(jī)排礦端安裝固定格篩作為尼爾森選礦機(jī)預(yù)篩分，成功在磨礦回路中回收浮選作業(yè)無(wú)法正常選別的粗粒金、銀[4]，金總回收率達(dá)91.50%，比現(xiàn)生產(chǎn)工藝金回收率高出近1個(gè)百分點(diǎn)。2012年5—9月選礦指標(biāo)見(jiàn)表8。

表8　2012年5—9月份生產(chǎn)選礦指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

注:指標(biāo)來(lái)源于金渠金屬平衡報(bào)表；重選回收率是尼爾森精礦經(jīng)搖床2次精選后的重精砂，金品位為10%～15%，考慮搖床中礦部分(混入浮選金精礦)，尼爾森金回收率在30%以上。

3　浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)

浮選是分選細(xì)粒及微細(xì)粒礦物最有效的方法之一，根據(jù)金渠礦石金嵌布粒度特點(diǎn)，需要將其細(xì)磨才能保證含金礦物的充分解離；另一方面，原礦中細(xì)泥含量也日趨增多，污化了浮選作業(yè)條件，精礦品位降低明顯。浮選柱作為一種深槽型壓氣式浮選機(jī)，平靜的礦漿液相能使選擇性捕收劑達(dá)到更有效應(yīng)用而適于微細(xì)粒金的分選，其構(gòu)造簡(jiǎn)單易自動(dòng)化、低能高效、選礦富集比大等特點(diǎn)是金渠選礦廠優(yōu)化浮選工藝的理想選擇。在2010年旋流-靜態(tài)微泡浮選柱試驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分坑口開(kāi)展半工業(yè)試驗(yàn)研究，以期達(dá)到提高精礦質(zhì)量和金回收率的雙重效果。

3.1　浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)系統(tǒng)

試驗(yàn)以旋流—靜態(tài)微泡浮選柱為主要設(shè)備，包括調(diào)漿系統(tǒng)、柱分選系統(tǒng)和液位自動(dòng)控制系統(tǒng)。主要設(shè)備明細(xì)見(jiàn)表9，半工業(yè)試驗(yàn)設(shè)備形象聯(lián)系見(jiàn)圖2。

試驗(yàn)從浮選一系列攪拌桶獲取原礦，礦漿通過(guò)給料泵進(jìn)入粗選攪拌桶，通過(guò)流量閥控制入料量。給入粗選攪拌桶的礦漿經(jīng)加藥由攪拌桶調(diào)漿后流至給料泵內(nèi)，由給料泵壓力給入粗選浮選柱，粗選泡沫(粗精礦)自流入精選給料泵，精選尾礦作為中礦返回粗選給料泵，精選泡沫為最終精礦。粗選尾礦自流進(jìn)入掃選給料泵，掃選精礦自流進(jìn)入粗選給料泵，掃選尾礦做為最終尾礦排出，完成1粗1精1掃浮選作業(yè)。

表9　浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)主要設(shè)備明細(xì)表

圖2　半工業(yè)試驗(yàn)設(shè)備形象聯(lián)系(數(shù)字釋義見(jiàn)表9)

3.2　浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)

3.2.1條件試驗(yàn)

以1粗1精1掃為初步試驗(yàn)流程，通過(guò)條件試驗(yàn)確定：處理礦量0.4 t/h，循環(huán)泵壓力0.25 MPa，粗選捕收劑異戊基黃藥補(bǔ)加40～60 g/t、11#油30 g/t，生產(chǎn)藥劑攪拌槽已添加異戊基黃藥和11#油作為粗選作業(yè)使用。

條件試驗(yàn)在試驗(yàn)條件變更后，據(jù)情況穩(wěn)定2～4 h后取樣，每0.5 h取樣1次，樣品集中合并制樣化驗(yàn)；連選試驗(yàn)每1 h取樣1次，8 h樣品合在一起作為一批樣，同時(shí)取浮選機(jī)工業(yè)生產(chǎn)樣作比較。

3.2.2連選試驗(yàn)

按條件試驗(yàn)初步結(jié)果將礦石分為兩類(lèi)。一是950坑口礦石，金回收率提升明顯；二是1250、1403和1060坑口礦石，金精礦品位提升明顯，金回收率與主生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)相當(dāng)。

3.2.2.1950坑口礦石試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)工藝流程及藥劑用量見(jiàn)圖3。

圖3　950坑口試驗(yàn)工藝流程

(2)基礎(chǔ)指標(biāo)：生產(chǎn)磨礦細(xì)度-0.074 mm 60%～65%，浮選機(jī)泡沫金品位為20.16 g/t，生產(chǎn)混合精礦金品位為33.23 g/t(陶瓷過(guò)濾機(jī)取樣)，尼爾森重砂金品位為683.00 g/t，浮選原礦金品位為1.26 g/t。

(3)950坑口試驗(yàn)指標(biāo)與生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表10。

表10　950坑口礦石生產(chǎn)與試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

注:生產(chǎn)金精礦為混合金精礦；富集比1為相對(duì)原礦品位；富集比2為相對(duì)浮選原礦品位。

由表10可知，浮選柱富集比為24.51，比同等條件浮選機(jī)的16.00提高了53.18個(gè)百分點(diǎn)；浮選柱試驗(yàn)金總回收率為94.49%相比生產(chǎn)指標(biāo)89.71%高出4.78個(gè)百分點(diǎn)，效果顯著。

(4)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)重精砂、浮選精礦與混合金精礦比較，三者比較情況見(jiàn)表11。

表11　生產(chǎn)重精砂、浮選金精礦與混合金精礦對(duì)比 　g/t

由表11可知，混合精礦與浮選精礦金品位相差13.07 g/t，理論混合精礦與混合精礦金品位相差8.19 g/t；金渠公司將性質(zhì)相差較大的這兩種產(chǎn)品混合在一起銷(xiāo)售，既不科學(xué)也不合理，粗顆粒金在生產(chǎn)流程中易出現(xiàn)局部富集積存，且影響產(chǎn)品銷(xiāo)售收入。

3.2.2.21250、1403和1060坑口礦石試驗(yàn)

在950坑口試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展其他3個(gè)坑口礦石的條件試驗(yàn)和連選試驗(yàn)。浮選柱試驗(yàn)流程以1粗1精1掃為主。

(1)1250、1403和1060坑口礦石浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表12。

表12　3個(gè)坑口浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)與生產(chǎn)試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比

由表12可知，①3個(gè)坑口浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)的金回收率均低于生產(chǎn)試驗(yàn)金回收率，原因是未考慮重選作業(yè)影響，浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)為作業(yè)回收率，生產(chǎn)試驗(yàn)為車(chē)間金綜合回收率，表10中試驗(yàn)尾礦品位與生產(chǎn)尾礦品位接近，說(shuō)明試驗(yàn)和生產(chǎn)金回收率基本相當(dāng)；②在生產(chǎn)精礦混合有重精砂的情況下，3個(gè)坑口的試驗(yàn)單一浮選金品位比生產(chǎn)精礦金品位分別提高了68.65、55.51和71.98個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)富集效果相當(dāng)理想；③生產(chǎn)原礦金品位與試驗(yàn)浮選原礦金品位相差幅度遠(yuǎn)小于950坑口的差距，主要原因是尼爾森重選在試驗(yàn)期間工作不正常引起。

(2)1060坑口礦石連選試驗(yàn)結(jié)果分析。對(duì)1060坑口礦石原礦、精礦和尾礦進(jìn)行篩析，與生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表13。

由表13可知，①原礦中+74 μm粒級(jí)含量為40.67%，金分布率僅為12.00%，可見(jiàn)在磨礦過(guò)程中發(fā)生了較為明顯選擇性磨礦偏析現(xiàn)象，有用礦物向細(xì)粒級(jí)集中。-38 μm粒級(jí)的含量為39.71%，金分布率高達(dá)71.97%，這部分細(xì)粒級(jí)有用礦物的回收是關(guān)鍵所在。②+74 μm粒級(jí)試驗(yàn)精礦和生產(chǎn)精礦金品位相同，金回收率生產(chǎn)指標(biāo)優(yōu)于試驗(yàn)指標(biāo)；-74+38 μm粒級(jí)試驗(yàn)精礦金品位相比生產(chǎn)有一定提升，金回收率接近；-38 μm粒級(jí)試驗(yàn)金回收率和精礦金品位體現(xiàn)了生產(chǎn)指標(biāo)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)；建議生產(chǎn)使用“柱機(jī)聯(lián)合”工藝。③試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度-0.074 mm粒級(jí)含量不到60%，而-38 μm粒級(jí)含量已近40%；建議進(jìn)行階段磨礦、階段浮選工藝試驗(yàn)。④1060坑口-38μm粒級(jí)試驗(yàn)精礦金回收率相比生產(chǎn)指標(biāo)較高，但在-38 μm粒級(jí)的流失依然是尾礦品位“跑高”的主要原因。可考慮將泥砂分選并對(duì)礦泥進(jìn)行針對(duì)性回收[5]。⑤-38 μm粒級(jí)浮選精礦金品位高達(dá)89.11 g/t，考慮可通過(guò)增加精礦產(chǎn)率降低這一粒級(jí)精礦品位的方法進(jìn)一步提高金回收率。⑥1060等3個(gè)坑口礦石重選回收從原礦品位和浮選原礦品位差值看不太理想，造成浮選壓力增大，這也是金綜合回收率不高的一個(gè)重要因素。

表13　1060坑口礦石產(chǎn)品篩析對(duì)比結(jié)果

(3)1250坑口礦石重砂分離試驗(yàn)。金渠礦石性質(zhì)礦物粒度組成特性顯示，粗、中粒金占有相當(dāng)比例，金具有較大密度的天然特性，無(wú)論采用何種選礦工藝，都必須有重選作業(yè)的參與[6]。車(chē)間用CD30尼爾森，調(diào)整設(shè)備必要的工藝技術(shù)參數(shù)穩(wěn)定2 d后，分5、10、15、20 min 4個(gè)富集時(shí)間進(jìn)行尼爾森重砂接取試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表14。當(dāng)班生產(chǎn)日指標(biāo)：原礦品位4.22 g/t，處理礦量326 t，混合精礦品位53.21 g/t，混合精礦量22.72 t。

由表14可知，①尼爾森重選置于二段磨機(jī)出口，磨機(jī)產(chǎn)物不是“全通過(guò)”情況下，重選回收率穩(wěn)定在40%左右，說(shuō)明1250坑口礦石適于重選法回收；②富集時(shí)間延長(zhǎng)和重砂品位呈正比關(guān)系，可根據(jù)需要調(diào)整富集時(shí)間，滿足對(duì)重砂品位的要求；③強(qiáng)化

表14　1250坑口礦石尼爾森重砂產(chǎn)品分離試驗(yàn)結(jié)果

重選作業(yè)，實(shí)現(xiàn)“快金快拿”，減輕浮選壓力，以提高金渠礦石金的綜合回收率。

3.3　950坑口礦石生產(chǎn)浮選原礦、尾礦篩析檢驗(yàn)

浮選柱半工業(yè)試驗(yàn)因時(shí)間原因沒(méi)有對(duì)950坑口礦石尾礦粒度組成檢驗(yàn)分析，金渠選礦試驗(yàn)室在另一批950坑口礦石生產(chǎn)期間，采樣檢驗(yàn)分析，研究950坑口礦石浮選柱試驗(yàn)回收率高于其他坑口礦石的主要原因。磨礦細(xì)度-0.074 mm 58%(其中1系列0.074 mm 64.95%、2系列0.074 mm 54.54%)。車(chē)間綜合指標(biāo)見(jiàn)表15，1系列、2系列浮選原礦和尾礦粒度組成見(jiàn)表16。

表15　車(chē)間生產(chǎn)綜合指標(biāo)

由表15、表16可知，950坑口礦石重選金回收率只有27.60%，但其細(xì)粒級(jí)偏析現(xiàn)象不明顯，-0.074 mm粒級(jí)浮選后尾礦均低于平均尾礦金品位，這是其有別于1250等坑口礦石的主要特點(diǎn)；增加磨礦細(xì)度是提高金回收率的有效途徑。

3.4　半工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

(1)浮選柱針對(duì)細(xì)粒金回收有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，必須與重選配合使用，以防止粗、中粒金在尾礦流失影響金回收率。

(2)950坑口礦石非常適于用浮選柱回收，金回收率可提高4.78個(gè)百分點(diǎn)，效果明顯。

(3)對(duì)1250、1403和1060 3個(gè)坑礦石，細(xì)粒級(jí)偏析現(xiàn)象明顯，浮選柱提升精礦金品位效果顯著。在金渠礦石浮選時(shí)最好配合浮選機(jī)使用，建議先開(kāi)展柱機(jī)聯(lián)合選礦試驗(yàn)研究。

表16　950坑口浮選原礦、尾礦粒級(jí)篩析結(jié)果

4　結(jié)　語(yǔ)

(1)重選作業(yè)對(duì)于小秦嶺礦石性質(zhì)或后序浮選柱作業(yè)是必須的，金渠選礦廠尼爾森選礦設(shè)備最理想的位置是一段磨礦，讓磨礦產(chǎn)品“全通過(guò)”尼爾森，發(fā)揮其高效特性，保證單體粗粒金的充分回收。

(2)浮選柱的金損失在較粗粒級(jí)，而浮選機(jī)的金損失集中于細(xì)粒級(jí)。浮選機(jī)對(duì)微細(xì)粒金分選效果差是造成精礦金品位偏低的主要原因，這也是浮選柱的優(yōu)勢(shì)所在。

(3)金渠千噸規(guī)模選礦廠，兩個(gè)浮選系列浮選機(jī)多達(dá)28臺(tái)，設(shè)備效能低，操作難度大。必須通過(guò)裝備優(yōu)化，強(qiáng)化浮選過(guò)程，簡(jiǎn)化浮選工藝，來(lái)獲得更好的技術(shù)指標(biāo)。

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