曹月明 郝悠酉 張凱熙 葛陽(yáng)陽(yáng)

(1.河北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心，河北 保定071052；2.河北省礦產(chǎn)資源與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北 保定071052；3.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，北京100081)

河北省金礦保有資源儲(chǔ)量261.34 t，居全國(guó)第17位，主要分布在承德、唐山、張家口等地，主要礦石類型有石英脈型和蝕變巖型。石英脈型金礦主要由石英組成，金屬礦物主要為硫化礦，其中黃鐵礦是最主要的硫化礦物，金主要以裸露、半裸露金為主，與黃鐵礦的共生關(guān)系極為密切。石英脈型金礦選別方法一般采用浮選法、重選法、化學(xué)浸出法。對(duì)于含粗粒金的礦石多采用重選法、混汞法回收或重選—浮選、重選—浸出聯(lián)合工藝流程[1-6]；對(duì)于細(xì)粒金的提取多采用化學(xué)浸出法，化學(xué)浸出法工藝成熟、提取率高、對(duì)礦石適應(yīng)性強(qiáng)[7-9]；對(duì)于硫化物含金石英脈型礦石，多采用浮選法回收，金回收率高[10-12]。

河北承德某金礦礦石金品位10 g/t左右，礦石類型為含黃鐵礦石英脈型金礦石。通過(guò)對(duì)該金礦石的工藝礦物學(xué)和選礦試驗(yàn)研究，確定了適宜的選礦工藝流程，為該金礦的地質(zhì)評(píng)價(jià)提供技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 多元素分析

該礦石為含黃鐵礦石英脈型金礦石，多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，礦石中有價(jià)元素主要為金，金品位為10.40 g/t，伴生少量銀、硫，其中Ag品位為2.80 g/t，S品位為2.32 g/t，脈石組分主要為SiO2，其含量為68.51%，有害元素砷、鉛、碳含量較低。

表1 礦石多元素分析結(jié)果

1.2 礦石礦物組成

礦石中金屬礦物較少，主要為黃鐵礦，微量黃銅礦、白鐵礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦，偶見(jiàn)自然金；非金屬礦物主要為石英，另有少量碳酸鹽礦物、白云母等。

1.3 金的賦存狀態(tài)

礦石中主要載金礦物為黃鐵礦，黃鐵礦多呈半自形-他形晶粒狀，少見(jiàn)呈自形晶粒狀，單顆粒大小多在0.01～1.2 mm，少見(jiàn)小于0.01 mm或大于1.2 mm的顆粒，其集合體最大可達(dá)10 mm，黃鐵礦多呈不規(guī)則狀集合體聚集在巖石局部，或呈脈狀集合體沿礦石裂隙分布，少見(jiàn)呈單顆粒浸染分布于脈石礦物間。次要載金礦物為黃銅礦和石英，黃銅礦呈他形晶粒狀，石英多呈他形粒狀，部分呈半自形-他形柱狀，粒度多在0.01～4 mm。礦石中自然金的主要賦存狀態(tài)是粒間金，含量約為69.25%，主要分布于黃鐵礦間，少量分布于石英與黃鐵礦、黃銅礦粒間，石英粒間；包裹金次之，含量約為28.71%，主要包裹于黃鐵礦和黃銅礦間；裂隙金相對(duì)最少，含量約為2.04%。礦石中金的嵌布形態(tài)主要呈他形晶粒狀、棒狀、細(xì)脈狀或不規(guī)則狀，如表2所示，粒度大小多在0.005～0.05 mm，少見(jiàn)粒度較大的自然金。

表2 自然金粒度分布

2 選礦試驗(yàn)研究

2.1 探索試驗(yàn)

根據(jù)該礦石工藝礦物學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合礦石化學(xué)分析結(jié)果可知，礦石中的主要金屬礦物為黃鐵礦，且是主要的載金礦物，其它有價(jià)元素含量低，沒(méi)有利用價(jià)值，本次試驗(yàn)以金礦物為主要的回收成分?？紤]該礦石中顆粒金的存在，且原礦磨礦后會(huì)有單體金解離，因此探索采用單一浮選和尼爾森重選+重選尾礦浮選聯(lián)合流程對(duì)比試驗(yàn)，考查礦石中金的回收效果情況。

2.1.1 單一浮選

試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

圖1 單一浮選試驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheet of single flotation processe test

表3 單一浮選流程試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，采用單一浮選試驗(yàn)流程可獲得金品位為186.65 g/t、回收率為88.20%的金精礦，尾礦金品位為0.36 g/t、回收率為3.12%。

2.1.2 尼爾森重選+浮選聯(lián)合流程

將配好的礦樣，進(jìn)行尼爾森重選+浮選聯(lián)合流程試驗(yàn)，尼爾森重選條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm含量占59.44%，給礦速度為1 kg/min，礦漿濃度為50%，流態(tài)化水水量為3.2 L/min，擴(kuò)大重力倍數(shù)為60倍。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖2 尼爾森重選+浮選流程試驗(yàn)Fig.2 Flowsheet of Nelson gravity separation combined with flotation processes test

由表4可知，采用尼爾森重選+浮選聯(lián)合流程，重選總精礦金品位為273.65 g/t、回收率僅為8.12%，浮選精礦金品位為176.00 g/t、回收率為81.68%，尾礦金品位為0.38 g/t、回收率為3.45%。

表4 尼爾森重選+浮選流程試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)比單一浮選和尼爾森重選+浮選聯(lián)合流程獲得的工藝指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，兩者金精礦品位、回收率相近，說(shuō)明增加尼爾森重選流程對(duì)礦石中金回收效果影響不大，考慮到投資及生產(chǎn)成本，可選擇原礦直接浮選。

2.2 浮選條件試驗(yàn)

2.2.1 磨礦細(xì)度對(duì)浮選的影響

磨礦細(xì)度試驗(yàn)主要考查在不同磨礦細(xì)度的條件下對(duì)精礦品位、尾礦品位及回收率的影響。對(duì)原礦進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，粗選碳酸鈉用量為1 000 g/t、丁基黃藥用量80 g/t、松醇油用量26 g/t、掃選藥劑用量減半，試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖3 條件試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheet of condition experiments

圖4 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Results of grinding fineness test

由圖4可以看出，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm含量超過(guò)67.65%時(shí)，精礦Au回收率下降明顯。這是因?yàn)楫?dāng)磨礦細(xì)度過(guò)細(xì)時(shí)，礦漿中產(chǎn)生大量礦泥，嚴(yán)重影響了礦化泡沫的形成，部分有用礦物損失在尾礦中從而導(dǎo)致回收率降低。當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm含量59.44%時(shí)，粗精礦金品位為164.05 g/t、回收率為91.83%，粗精礦的金品位和回收率指標(biāo)較好，因此確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm含量為59.44%。

2.2.2 pH值調(diào)整劑種類對(duì)浮選的影響

黃鐵礦為礦石中主要載金礦物，礦漿pH值是影響黃鐵礦可浮性的重要因素，浮選時(shí)一般選擇石灰和碳酸鈉作為pH值調(diào)整劑，因此分別對(duì)石灰和碳酸鈉進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm含量為59.44%，粗選丁基黃藥用量80 g/t、松醇油用量26 g/t、掃選藥劑用量減半，試驗(yàn)流程如圖3所示，結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，在用量相同的情況下，采用碳酸鈉作pH值調(diào)整劑可獲得金品位為164.05 g/t、回收率為91.83%的粗精礦，采用石灰作pH值調(diào)整劑雖然粗精礦品位較高，但嚴(yán)重影響金的回收率。浮選硫化物時(shí)適宜的pH值為9～10[3]，試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)以碳酸鈉為pH值調(diào)整劑時(shí)礦漿的pH值為9.4，且試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的礦化泡沫也較好，因此確定pH值調(diào)整劑為碳酸鈉。

表5 pH值調(diào)整劑種類對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

2.2.3 碳酸鈉用量對(duì)浮選的影響

對(duì)碳酸鈉用量進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm含量為59.44%，粗選丁基黃藥用量80 g/t、松醇油用量26 g/t、掃選藥劑用量減半，試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Results of Na2CO3 dosage

由圖5可知，隨著碳酸鈉用量的增加，粗精礦金的品位和回收率逐漸提高，當(dāng)碳酸鈉用量大于1 000 g/t時(shí)，粗精礦金品位和回收率均有不同程度的降低。綜合考慮，確定碳酸鈉用量1 000 g/t，此時(shí)可獲得粗精礦金品位為164.05 g/t、回收率為91.96%的選別指標(biāo)。

2.2.4 捕收劑種類對(duì)浮選的影響

浮選黃鐵礦的常用捕收劑為黃藥和黑藥，丁基銨黑藥捕收力稍比黃藥弱，但對(duì)硫的選擇性好，選貴金屬礦金和銀時(shí)，常用它與丁基黃藥組合捕收礦漿中的細(xì)粒單體金、銀[12]。在磨礦細(xì)度-0.074 mm含量為59.44%，粗選碳酸鈉用量1 000 g/t、松醇油用量26 g/t條件下開(kāi)展捕收劑種類對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 捕收劑種類對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，采用混合捕收劑時(shí)，隨著丁基銨黑藥用量增加，獲得的粗精礦金品位逐漸增大，但金回收率逐漸降低。單獨(dú)采用丁基黃藥可獲得粗精礦金品位164.05 g/t、回收率為91.83%的選別指標(biāo)，為保證金回收率指標(biāo)，確定采用丁基黃藥為捕收劑。

2.2.5 丁基黃藥用量對(duì)浮選的影響

在磨礦細(xì)度-0.074 mm含量為59.44%，粗選碳酸鈉用量1 000 g/t、松醇油用量26 g/t條件下開(kāi)展丁基黃藥用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，隨著丁基黃藥用量的增加，粗精礦金品位逐漸增大，回收率呈上升趨勢(shì)，當(dāng)丁基黃藥用量大于40 g/t后，回收率變化較小，綜合考慮確定丁基黃藥用量為40 g/t，此時(shí)可獲得粗精礦金品位157.00 g/t、回收率91.16%的選別指標(biāo)。

2.3 浮選閉路流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了浮選閉路試驗(yàn)?？紤]到該礦石磨礦時(shí)易泥化，為了保證金精礦質(zhì)量，閉路試驗(yàn)添加了水玻璃作為礦漿分散劑。試驗(yàn)流程及條件見(jiàn)圖6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

圖6 閉路試驗(yàn)流程Fig.6 Flowsheet of closed circuit experiment

表8 浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

由表8可知，閉路流程試驗(yàn)采用“一次粗選、一次精選、兩次掃選”的工藝，丁基黃藥作捕收劑、水玻璃作礦漿分散劑、松油醇作捕收劑，可獲得金品位179.21 g/t、金回收率96.47%的金精礦，尾礦金品位0.39 g/t，試驗(yàn)指標(biāo)較好。

3 結(jié)論

1)河北承德某金礦石為含金黃鐵石英脈型，金品位為10.4 g/t。礦石中金屬礦物較少，主要為黃鐵礦，微量黃銅礦、白鐵礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦，偶見(jiàn)自然金；非金屬礦物主要為石英，另有少量碳酸鹽礦物、白云母等。

2)黃鐵礦是主要的載金礦物，自然金嵌布狀態(tài)以粒間金為主，包裹金次之，裂隙金相對(duì)最少。礦石中金的嵌布形態(tài)主要呈他形晶粒狀、棒狀、細(xì)脈狀或不規(guī)則狀，粒度大小多在0.005～0.05 mm，少見(jiàn)粒度較大的自然金。

3)選礦試驗(yàn)結(jié)果表明：該礦石適宜采用單一浮選工藝流程。原礦經(jīng)一段磨礦，磨礦細(xì)度-0.074 mm占59.44%，經(jīng)一次粗選、一次精選、兩次掃選，可獲得精礦金品位179.21 g/t、回收率96.47%，尾礦金品位0.39 g/t。