朱國(guó)慶 杜淑華 夏 亮 吳 磊 余長(zhǎng)軍
(安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所,安徽合肥230001)
隨著全球經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),人們對(duì)金的需求越來(lái)越大,全球黃金資源日益減少,如何有效地綜合回收黃金資源,避免資源浪費(fèi)是當(dāng)前黃金選礦技術(shù)發(fā)展的方向。
國(guó)外某金礦主要有價(jià)元素為金、銅,銀達(dá)到綜合利用標(biāo)準(zhǔn)。礦石中的金礦物主要呈細(xì)粒、微粒狀,多包裹于金屬礦物與脈石礦物間;脈石礦物中蛇紋石、綠泥石含量較高,易泥化,導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)浮選精礦金品位不高,尾礦含金達(dá)1.8~2.0 g/t。在對(duì)礦石性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有浮選工藝流程及藥劑制度進(jìn)行了優(yōu)化,并采用環(huán)保提金劑對(duì)尾礦中的金進(jìn)行了進(jìn)一步回收,最終獲得金綜合回收率94.68%的良好指標(biāo),研究結(jié)果為該類型金礦資源的有效回收提供了借鑒。
對(duì)原礦進(jìn)行化學(xué)多元素及金、銅物相分析,結(jié)果分別見表1、表2、表3。
注:Au、Ag、As的含量單位為g/t。
由表1可知,礦石中主要有價(jià)元素為金、銅,銀可作為伴生金屬回收;雜質(zhì)成分CaO、MgO、SiO2的含量分別為20.02%、24.30%、28.95%,有害雜質(zhì)As的含量為122.0 g/t。
由表2、表3可知,礦石中47.73%的金以裸露、半裸露金的形式存在,包裹金占52.27%,其中碳酸鹽包裹金和硅酸鹽包裹金較難回收[1-2];該礦石銅氧化率達(dá)到28.79%,硫化銅占71.21%,按銅礦石自然類型劃分,該礦石屬于混合銅礦石。
經(jīng)X射線衍射定量分析,得到原礦中主要礦物及其含量,結(jié)果見表4。
由表4可知,礦石中金屬礦物主要有黃銅礦、磁鐵礦、黃鐵礦等;脈石礦物主要有白云石、透輝石、蛇紋石、綠泥石、角閃石等。
蛇紋石和綠泥石是對(duì)金銅浮選指標(biāo)有負(fù)面影響的2種主要脈石礦物[3]。蛇紋石在硫化礦的浮選中難以抑制,國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)其可浮性及抑制機(jī)理的研究表明,造成蛇紋石上浮的原因主要有“異相凝聚”、機(jī)械夾帶和蛇紋石的礦相變化;硬度低、易泥化的綠泥石表面具有一定的疏水性,在僅有起泡劑的情況下即可上浮。
經(jīng)光片、薄片顯微鏡鑒定,礦石中銅礦物與金礦物的主要特征如下:
(1)金礦物主要呈微細(xì)粒角礫狀、長(zhǎng)角礫狀包裹于黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、墨銅礦、磁鐵礦及脈石礦物間,以粒徑<0.01 mm的微粒金為主,個(gè)別為+0.01 mm的細(xì)粒金。
(2)礦石中的銅礦物主要為黃銅礦,斑銅礦、輝銅礦、藍(lán)銅礦、銅藍(lán)和墨銅礦少量。黃銅礦主要以細(xì)小他形粒狀包于磁鐵礦內(nèi);斑銅礦以細(xì)小他形粒狀浸染狀分布,多被細(xì)小磁鐵礦集合體包圍,有的內(nèi)部含有微細(xì)乳滴狀或葉片狀固溶體分離的黃銅礦、輝銅礦,個(gè)別被藍(lán)銅礦、銅藍(lán)交代;墨銅礦以細(xì)小片狀、毛發(fā)狀浸染狀分布。
根據(jù)礦石性質(zhì),探索試驗(yàn)進(jìn)行了單一浮選方案、搖床重選—浮選方案、浮選—浸出方案對(duì)比,結(jié)果表明,僅浮選—浸出工藝尾礦金品位低于1 g/t,金綜合回收率大于90%,故對(duì)浮選—浸出工藝條件進(jìn)行研究,試驗(yàn)以金指標(biāo)為評(píng)價(jià)依據(jù)。
浮選條件試驗(yàn)采用1次粗選流程,見圖1。
2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)
為了使有價(jià)礦物充分單體解離,在水玻璃用量為 1 000 g/t、六偏磷酸鈉用量為 2 000 g/t、BK404+戊基黃藥用量為32+60 g/t、松醇油用量為20 g/t的條件下,考察磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響,結(jié)果見圖2。
由圖2可知,隨著磨礦細(xì)度的增加,金品位先升高后降低,金回收率呈上升趨勢(shì),當(dāng)磨礦細(xì)度從-0.074 mm占90%增加到95%時(shí),金回收率基本不變,但金品位下降明顯,故確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%。
2.1.2 六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)
抑制劑選擇試驗(yàn)表明,傳統(tǒng)抑制劑水玻璃、羧甲基纖維素單獨(dú)使用對(duì)試樣中的易進(jìn)入精礦中的脈石達(dá)不到有效抑制效果。而微細(xì)粒蛇紋石等容易通過(guò)泡沫水的機(jī)械夾帶進(jìn)入精礦的脈石,磷酸鹽通過(guò)影響蛇紋石表面Mg2+的溶解平衡和在蛇紋石表面的吸附,共同改變表面電位,對(duì)蛇紋石有分散作用;在提高蛇紋石與黃鐵礦分離選擇性方面,六偏磷酸鈉也有顯著的效果[4-5]。因此,本試驗(yàn)選擇單一六偏磷酸鈉為抑制劑,在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%、BK404+丁基黃藥用量為32+60 g/t、松醇油用量20 g/t的條件下,考察六偏磷酸鈉用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響,結(jié)果見圖3。
由圖3可知,隨著六偏磷酸鈉用量的增加,金精礦金品位逐漸上升,金回收率先增加后減少。綜合考慮金品位和回收率指標(biāo),確定最佳六偏磷酸鈉用量為2 000 g/t。
2.1.3 捕收劑種類及用量試驗(yàn)
硫化礦物的捕收劑種類較多,捕收能力也各不相同,選擇合適的捕收劑有利于提高浮選指標(biāo)。本試驗(yàn)主要研究BK404、高效捕收劑、1801、煤油與戊基黃藥組合對(duì)浮選指標(biāo)的影響。其中,BK404對(duì)硫化礦選擇性較高;高效捕收劑為河南綠金礦業(yè)科技有限公司研制的新型硫化礦捕收劑,能促進(jìn)微細(xì)粒金的回收;1801除了能捕收硫化礦物,還能促進(jìn)伴生銀的回收;煤油可作為輔助捕收劑,改善粗粒金的疏水性。
2.1.3.1 捕收劑種類試驗(yàn)
試驗(yàn)在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%、六偏磷酸鈉用量為2 000 g/t、松醇油用量為20 g/t的條件下,考察BK404+戊基黃藥、1801+戊基黃藥、高效捕收劑+戊基黃藥、煤油+BK404+戊基黃藥4種組合捕收劑對(duì)浮選指標(biāo)的影響,捕收劑用量均為32+60 g/t,最后一組條件輔助捕收劑煤油50 g/t。試驗(yàn)結(jié)果見圖4。
由圖4可知,1801+戊基黃藥為組合捕收劑時(shí),金品位相當(dāng),金精礦金回收率最高;輔助捕收劑煤油的添加提高了金精礦金品位,但金回收率明顯下降。因此,后續(xù)試驗(yàn)選擇1801+戊基黃藥為捕收劑。
2.1.3.2 1801+戊基黃藥用量試驗(yàn)
在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%、六偏磷酸鈉用量為2 000 g/t、松醇油用量20 g/t條件下,考察1801+戊基黃藥對(duì)金浮選指標(biāo)的影響,試驗(yàn)結(jié)果見圖5。
由圖5可知,隨著1801+戊基黃藥用量的增加,金回收率呈上升趨勢(shì),金品位呈下降趨勢(shì),當(dāng)用量從48+90 g/t增加至64+120 g/t時(shí),金回收率變化不大。因此,確定1801+戊基黃藥用量為48+90 g/t。
2.1.4 閉路試驗(yàn)
在條件試驗(yàn)及開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗(yàn),具體條件及流程見圖6,試驗(yàn)結(jié)果見表5。
注:Au、Ag的含量單位為g/t。
由表5可知,2次粗選、3次掃選、1次精選閉路試驗(yàn)可獲得金品位158.6 g/t、金回收率73.40%的金精礦,其中伴生銅品位8.79%、銅回收率73.75%,銀品位321.8 g/t、銀回收率74.22%。
2.2.1 提金劑種類試驗(yàn)
隨著全球?qū)Νh(huán)保問(wèn)題關(guān)注度的提高,氰化物在黃金浸出中的應(yīng)用也受到了限制[7-9]。為了確定合適的環(huán)保浸金藥劑,用氰化鉀及3種環(huán)保提金劑金蟬、綠金、圣的對(duì)浮選尾礦進(jìn)行了浸金效果對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)采用石灰為pH調(diào)整劑,用量為2 000 g/t(pH=12~13),環(huán)保提金劑用量均為3 000 g/t,總共攪拌浸出48 h,試驗(yàn)結(jié)果見圖7。
由圖7可知,對(duì)上述浮選尾礦,金蟬和綠金的浸金效果與氰化鉀相當(dāng),圣的的浸金效率最高。因此,選擇圣的為后續(xù)試驗(yàn)的提金劑。
2.2.2 浸出工藝條件試驗(yàn)
閉路浮選試驗(yàn)尾礦圣的浸出試驗(yàn)選擇礦漿濃度為50%和33%,pH調(diào)整劑石灰用量為2 000 g/t(pH=12~13),圣的用量為3 000 g/t,試驗(yàn)結(jié)果見表6。
由表6可知,在其他條件相同的情況下,礦漿濃度50%與33%的浸出率相當(dāng);24 h后浸出率趨于平穩(wěn)。綜合考慮浸出率和處理量,選擇在礦漿濃度為50%、浸出時(shí)間為24 h的條件下,采用圣的對(duì)閉路浮選尾礦進(jìn)行浸金,金浸出率為80.00%,最終金綜合回收率為94.68%。
(1)礦石中主要有價(jià)元素為金、銅,銀可作為伴生金屬回收;礦石中包裹金占52.27%,且以微粒為主,其中碳酸鹽包裹金和石英硅酸鹽包裹金占總金的26.84%,這部分包裹金較難通過(guò)浮選回收。
(2)礦石中脈石礦物主要有透輝石、蛇紋石、綠泥石、白云石等,其中蛇紋石和綠泥石易泥化,對(duì)浮選指標(biāo)會(huì)有負(fù)面影響。
(3)試樣在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%、六偏磷酸鈉用量為2 500 g/t、1801+戊基黃藥用量為40+70 g/t、松醇油用量10 g/t的條件下,采用2次粗選、3次掃選、1次精選浮選閉路流程處理,可獲得金品位158.6 g/t、金回收率73.40%的金精礦,金精礦銅品位8.79%、銅回收率73.75%,銀品位321.8 g/t、銀回收率74.22%,試驗(yàn)指標(biāo)較好。
(4)浮選尾礦采用環(huán)保提金劑圣的浸金,在石灰用量為2 000 g/t(pH=12~13)、圣的用量為3 000 g/t、浸出時(shí)間為24 h時(shí),金浸出率為80.00%,金的總回收率為94.68%,試驗(yàn)指標(biāo)良好。