杜淑華 潘邦龍 夏 亮 朱國(guó)慶

（1.安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所，安徽合肥230001；2.安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院，安徽合肥230601）

隨著易處理金礦不斷枯竭，難處理金礦將成為今后黃金開發(fā)的主要資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上約2/3的金礦資源屬于難處理礦［1］。目前我國(guó)已探明的黃金儲(chǔ)量中，有30%的資源為難處理金礦［2］，難處理金礦石主要包括微細(xì)粒嵌布金礦石、含碳金礦石、含砷硫化金礦石和含金多金屬硫化礦石等［3］，其中高硫含砷含碳金礦處理難度最大，但是這部分金礦已成為今后黃金利用的重要資源，因此，對(duì)此類型難處理金礦石的研究具有非常重要的意義［4］。

安徽某金礦石中含金1.68 g/t、含碳0.4%、含砷0.43%，含硫3.2%，金以顯微或次顯微形式浸染于毒砂、黃鐵礦、褐鐵礦中，具有金含量低，載金礦物粒度細(xì)、砷和碳含量高等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響金的浮選指標(biāo)，屬于典型的難選金礦。本研究進(jìn)行了單一浮選、全泥氰化、重選方案提金探索，最終采用浮選—精礦焙燒氰化浸出—尾礦焙燒氰化浸出方案，焙燒后硫、碳和砷脫除率均較高，可為其他同類型金礦選礦回收提供借鑒。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石物質(zhì)組成

礦石中主要的金屬礦物有黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦，極少量的閃鋅礦、黃銅礦、自然金等；脈石礦物主要有石英、絹云母、石墨、方解石和硬石膏等。黃鐵礦是礦石中的主要金屬礦物，少量呈分散浸染狀于礦石中，礦物粒徑0.01～0.5 mm；毒砂粒徑一般為0.02～0.04 mm，多為自形—半自形狀，環(huán)繞和交代黃鐵礦；金主要以包裹體形式存在于毒砂、黃鐵礦和褐鐵礦中，嵌布粒度微細(xì)，由于礦石有少部分氧化為褐鐵礦，但其中的金不流失，因此在選金時(shí)，需同時(shí)考慮毒砂、黃鐵礦和褐鐵礦的回收，才能得到較高的金回收率。

1.2 礦石主要化學(xué)成分分析

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

注：帶“*”單位為g/t，下同。

由表1可知，礦石中有益元素Au、Ag含量分別為1.68 g/t、1.69 g/t，礦石中有害元素碳、砷、硫含量分別為0.40%、0.43%、3.20%，因此，該礦石屬于高硫含砷含碳雙重難處理金礦石。

1.3 礦石粒度篩析

將礦石破碎到-1 mm，稱取300 g破碎原礦，用套篩在RK/ZS-?200標(biāo)準(zhǔn)振篩機(jī)上振蕩60 min，考察金在各個(gè)粒級(jí)中的分布，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，-0.074+0.045 mm粒級(jí)金品位1.95 g/t，分布率為15.71%，-0.045 mm粒級(jí)金品位最高2.72 g/t，說(shuō)明粒度越細(xì)金品位越高，金呈細(xì)粒嵌布在礦石中。

2 試驗(yàn)流程方案的探索

2.1 浮選試驗(yàn)

根據(jù)礦石性質(zhì)可知，金主要以顯微次顯微形式浸染于毒砂、黃鐵礦和褐鐵礦中，嵌布粒度微細(xì)，因此試驗(yàn)通過(guò)浮選將金最大限度地富集到毒砂和黃鐵礦硫化物精礦中，由于礦樣含碳0.4%，浮選進(jìn)行了脫碳和不脫碳流程，試驗(yàn)流程如圖1、圖2所示，試驗(yàn)指標(biāo)見(jiàn)表3。

由表3可知，脫碳流程碳精礦含金6.28 g/t，金精礦含金6.57 g/t，累計(jì)金回收率66.12%，說(shuō)明細(xì)粒金和碳嵌布關(guān)系密切，脫碳會(huì)影響金的回收率；不脫碳流程金精礦金品位9.43 g/t、金回收率52.77%，且混合浮選流程相對(duì)簡(jiǎn)單，因此，試驗(yàn)采用不脫碳流程回收金。

2.2 全泥氰化試驗(yàn)

試驗(yàn)將礦石磨至-0.074 mm占95%，石灰調(diào)漿pH=11，氰化鉀用量4 kg/t，液固比2∶1，浸出時(shí)間24 h，進(jìn)行全泥氰化試驗(yàn)，最終金浸出率僅為5%。浸出率低的原因是礦石中的金被黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦包裹，硫、砷礦物在堿性礦漿中分解生成的產(chǎn)物在金粒表面生成薄膜，阻礙金和氰化物的相互作用，褐鐵礦也會(huì)消耗氰化物，含碳基質(zhì)又吸附金的絡(luò)合物，具有劫金作用，導(dǎo)致部分金氰絡(luò)合物沉淀在濾渣中，不能進(jìn)入溶液中得到回收，降低金的回收率［5］。

2.3 重選試驗(yàn)

試驗(yàn)采用重選法即根據(jù)金與脈石礦物的密度差異回收金，在磨礦細(xì)度-0.074 mm占56%的條件下，經(jīng)“1粗2精”得到金精礦金品位為8.24 g/t、金回收率為7.59%，尾礦中金品位1.43 g/t，金回收率58.42%，金損失較嚴(yán)重，重選流程回收金指標(biāo)較差。

通過(guò)以上3種方案探索試驗(yàn)，最終選擇浮選流程，考慮到礦樣含碳吸附藥劑，因此浮選過(guò)程中需要加大捕收劑用量以提高金的回收率。

3 選礦試驗(yàn)研究與討論

為獲得最佳的浮選條件，按圖3所示流程進(jìn)行條件試驗(yàn)。

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

適宜的磨礦細(xì)度是提高礦物選別指標(biāo)的關(guān)鍵因素，磨礦細(xì)度太粗，會(huì)影響金的回收率，如果磨礦細(xì)度太細(xì)，磨礦成本較高，還可能會(huì)造成過(guò)磨而影響金的回收。磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，金精礦的產(chǎn)率逐漸增加，金品位逐漸降低而金回收率逐漸增加，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占95%時(shí)，金的回收率較高，達(dá)到67.33%。因此，確定最佳磨礦細(xì)度為-0.074 mm占95%。

3.2 調(diào)整劑種類試驗(yàn)

因?yàn)榻鹬饕x存于黃鐵礦和毒砂中，以浮選硫化礦為目的回收金，碳酸鈉不僅可以調(diào)節(jié)礦漿的pH值，同時(shí)對(duì)硫化礦物浮選起到一定的活化作用，并具有分散礦泥作用［6］。因此礦漿pH值調(diào)整劑選擇石灰、碳酸鈉和氫氧化鈉，調(diào)節(jié)礦漿pH=8，考察調(diào)整劑種類對(duì)浮選指標(biāo)的影響，固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占95%，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，碳酸鈉調(diào)漿浮選指標(biāo)較好，金精礦品位達(dá)到6.90 g/t，金回收率為67.13%。從浮選現(xiàn)象看，石灰調(diào)漿時(shí)礦漿礦化較好，泡沫豐富，金精礦產(chǎn)率較大，但金品位下降明顯，泡沫豐富不利于后續(xù)精選作業(yè)，因此試驗(yàn)最終選擇碳酸鈉作為礦漿pH值調(diào)整劑。

3.3 水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃能強(qiáng)烈抑制硅酸鹽脈石，同時(shí)對(duì)細(xì)泥有抗絮分散作用。當(dāng)水玻璃用量適當(dāng)時(shí)，可以將分散的細(xì)泥選擇性吸附，使細(xì)泥表面親水化而被抑制，降低礦漿的黏性，減少細(xì)泥對(duì)礦物表面的污染，改善浮選過(guò)程，提高浮選指標(biāo)。水玻璃用量試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可知，隨著水玻璃用量的增加，金精礦產(chǎn)率逐漸降低，品位逐漸升高，當(dāng)水玻璃用量為1 000 g/t時(shí)，金回收率較高，為68.64%；繼續(xù)增加水玻璃用量，金回收率呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，因此試驗(yàn)選擇水玻璃用量為1 000 g/t。

3.4 活化劑種類試驗(yàn)

因黃鐵礦與毒砂是主要載金礦物，提高載金礦物可浮性是提高金精礦中金品位及回收率的關(guān)鍵。已有研究表明CuSO4是黃鐵礦和毒砂的有效活化劑［7］，選擇的活化劑種類有 CuSO4、CuSO4+H2SO4、草酸、H2SO4、CuSO4+草酸，試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

由表7可知，活化劑CuSO4+H2SO4混合使用時(shí)金回收率最高，達(dá)到71.94%，為盡可能地回收載金礦物，選擇活化劑CuSO4+H2SO4混合使用，用量為500+1 000 g/t。

3.5 捕收劑用量試驗(yàn)

試驗(yàn)選擇對(duì)金具有較強(qiáng)捕收能力的捕收劑丁基黃藥，由于礦石含碳，在浮選過(guò)程中碳會(huì)消耗藥劑，因此試驗(yàn)加大了捕收劑用量，捕收劑用量試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

由表8可知，隨著捕收劑用量增加，金精礦產(chǎn)率增加，金品位逐漸降低，金回收率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。在捕收劑用量為800 g/t時(shí)，金精礦中金的回收率達(dá)到最佳值76.27%，因此試驗(yàn)選擇丁基黃藥用量為800 g/t。

3.6 閉路流程試驗(yàn)

綜合開路試驗(yàn)和條件試驗(yàn)，選取試驗(yàn)確定的最佳條件，進(jìn)行閉路流程試驗(yàn)。閉路流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

由表9可知，經(jīng)“1粗2精2掃”，最終獲得金精礦含金15.04 g/t、金回收率77.13%，含硫29.50%、硫回收率79.87%，含砷3.36%、砷回收率62.48%，含碳0.75%、碳回收率15.33%，金、砷、硫、碳都相應(yīng)地富集到硫化物精礦中。

3.7 焙燒—浸出試驗(yàn)

對(duì)硫、砷含量較高的浮選金精礦來(lái)說(shuō)，焙燒是廣泛應(yīng)用的預(yù)處理方法。通過(guò)焙燒，可使硫、砷礦物解離，且呈低價(jià)氧化物揮發(fā)脫除，使包裹金充分表露，便于氰化浸取。試驗(yàn)將浮選金精礦、浮選尾礦、原礦在馬弗爐內(nèi)焙燒，焙燒溫度650℃，焙燒時(shí)間4 h，金精礦焙燒后燒失量25.91%、尾礦焙燒后燒失量3.63%、原礦焙燒后燒失量5.69%。

將三種焙砂分別進(jìn)行氰化浸出試驗(yàn)，浸出濃度為20%，pH值為11，氰根離子初始濃度為0.8‰，氰化浸出時(shí)間為24 h。焙砂浸出后過(guò)濾烘干制樣進(jìn)行化學(xué)分析，最終得到精礦渣、尾礦渣、原礦渣的金品位分別為 5.44 g/t、0.22 g/t、0.85 g/t，焙燒—浸出試驗(yàn)具體結(jié)果見(jiàn)表10。

綜合以上結(jié)果可知，經(jīng)浮選—精礦焙燒—氰化浸出，焙砂金浸出率75.55%、金對(duì)原礦回收率77.13%×75.55%=58.27%，尾礦焙燒氰化浸出后，金對(duì)原礦回收率22.87%×54.17%=12.39%，最終對(duì)原礦金總回收率58.27%+12.39%=70.66%，此工藝可有效提取金。

4 結(jié) 論

（1）本次試驗(yàn)樣品為典型的高硫含碳含砷低品位雙重難處理金礦，樣品含金1.68 g/t，含碳0.40%、砷0.43%、硫3.20%，有害元素砷、碳含量較高，對(duì)金的浮選和浸出均有不利影響。

（2）試驗(yàn)采用“1粗2精2掃”流程對(duì)含金黃鐵礦和毒砂進(jìn)行回收，獲得金精礦含金15.04 g/t、金回收率77.13%的指標(biāo)。

（3）浮選精礦中含砷、碳、硫都比較高，焙燒可以消除有害元素對(duì)氰化的影響。試驗(yàn)將金精礦、尾礦焙燒后提金，得到金總回收率70.66%的指標(biāo)，此方法可以有效回收金。