康維剛，陳京玉

(天津華勘集團(tuán)有限公司，天津 300170)

黃金是一種貴金屬，是制作首飾和錢幣的重要原料。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，黃金在航空航天、醫(yī)學(xué)、電子學(xué)和其他工業(yè)部門，也發(fā)揮著重要的作用。對黃金的需求不斷增加，合理開發(fā)利用黃金礦山對黃金產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重大意義[1]。

老撾某金礦礦石屬蝕變巖型金礦石，金為礦石中唯一可回收元素。礦石中金礦物粒度組成以中粗粒金為主，適于用重選法提前回收。金屬礦物以鐵的硫化物為主，主要包括黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦等，部分金包裹在硫化物中，屬于較難處理金礦石。

尼爾森選礦機(jī)是一種高效的離心重選設(shè)備，具有處理量大、富集比高、體積小、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)[2-6]，可用于宜重選礦物的優(yōu)先選礦。金蟬環(huán)保藥劑[7-11]是一種非氰試劑，主要成分為三聚氰酸鹽、硫脲、堿和碳酸鹽等，具有低毒環(huán)保特性。用金蟬環(huán)保藥劑替代氰化鈉，可避免劇毒氰化物藥劑帶來的環(huán)境污染和危害等潛在問題。本文針對該金礦礦石，采用尼爾森重選獲取金精礦，采用環(huán)保藥劑浸出回收重選尾礦中的金，根據(jù)獲得的最佳工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，為現(xiàn)場生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

老撾某金礦礦石多元素定量分析、礦物相含量和金粒度測量結(jié)果分別列于表1～表3。

表1 礦石多元素定量分析結(jié)果Tab. 1 Multi-element quantitative analysis results of ore /%

表2 礦石礦物組成檢測結(jié)果Tab. 2 Mineral composition analysis results of ore %

表3 金粒度測量結(jié)果Tab. 3 Measurement results of gold particle size

從表1～表3 數(shù)據(jù)可以看出，原礦中金的綜合品位為5.47 g/t。礦石中金屬礦物含量較低，僅占礦物相對含量的3.70%。其中，以鐵的硫化物為主，主要包括黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦，還含有少量的黃銅礦，占礦物相對含量的3.20%；氧化礦物以金紅石和鈦鐵礦為主，占礦物相對含量的0.50%。脈石礦物以石英、絹云母、綠泥石等硅酸鹽礦物為主，其次為方解石、白云石等碳酸鹽礦物。礦石類型為蝕變巖型金礦石。

礦石中金主要以自然金形式存在，約占66.5%；其次以類質(zhì)同象或包裹體形式賦存在黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦等硫化物中，黃鐵礦中占22.7%；毒砂、黃銅礦和磁黃鐵礦中占8.7%，脈石礦物中含量少。屬于微細(xì)粒包裹體，或者為極細(xì)小的黃鐵礦、毒砂等包裹體。

礦石中金礦物粒度組成以中粒金為主，0.037～0.074 mm 占44%；粒度大于0.074 mm 的粗粒級占36.1%；小于0.037 mm 粒級的占19.9%。該礦石中金粒級屬中粗粒金(合計(jì)占比80.1%)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 設(shè)備及試劑

主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括PEX-100×125鄂式破碎機(jī)、XPS-250×150 輥式粉碎機(jī)、RK/ZQM(BM)φ150×50 智能錐形球磨機(jī)、KC-MD3 尼爾森離心選礦機(jī)、RK/XJT-1.0 浸出攪拌機(jī)等。

浸金所用金蟬環(huán)保藥劑來自廣西森合高新科技股份有限公司。其他試劑包括過氧化鈉(Na2O2)、鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])、石灰(CaO)等均為分析純。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 尼爾森重選

將15 kg 樣品磨礦至細(xì)度為-0.074 mm 占75%，進(jìn)行制漿。尼爾森選礦機(jī)重力值設(shè)定為60 G’s，控制沖洗水量為3.8 L/min，開啟尼爾森選礦機(jī)。控制給礦速度為600 g/min，使礦漿均勻地給入尼爾森選礦機(jī)進(jìn)行離心重選，定期取下富集錐清理重砂。分選完畢，利用淘金盤對收集的重砂進(jìn)行淘洗，淘洗產(chǎn)品作為精礦；淘洗尾渣同尼爾森重選尾渣一同作為尾礦。對得到的精礦和尾礦進(jìn)行過濾烘干，稱重并計(jì)算產(chǎn)率。精礦全部用王水溶解，采用容量法測定金，計(jì)算精礦回收率；尾礦作為后續(xù)浸金的原料，取樣后采用火試金-原子吸收光譜法測定金品位。重力選礦流程如圖1 所示。

圖1 重選實(shí)驗(yàn)流程及條件Fig. 1 Flowsheet and conditions of Knelson gravity separation

2.2.2 尾礦中金的浸出

尾礦中金的攪拌浸出流程如圖2 所示。

圖2 重選尾礦環(huán)保藥劑浸金實(shí)驗(yàn)流程Fig. 2 Flowsheet of environmental agent leaching of GS tailings

浸出實(shí)驗(yàn)每次取尾礦樣品300 g，磨礦后配制成濃度40%的礦漿，添加石灰及助浸劑，開啟攪拌預(yù)處理2 h 后，添加浸金劑進(jìn)行攪拌浸出。達(dá)到設(shè)定浸出時間后，取出過濾、洗滌，尾渣烘干，取樣測定尾渣金品位，計(jì)算金浸出率。浸出實(shí)驗(yàn)主要考察磨礦細(xì)度、助浸劑及用量、石灰用量、金蟬環(huán)保藥劑用量、浸出時間等條件對浸金效果的影響。

3 結(jié)果與討論

3.1 尼爾森重選

礦石中，中粗顆粒金合計(jì)占金礦物顆粒組成的80.1%，采用重力選礦提前回收可以提高金的綜合回收率。原礦按選定條件進(jìn)行尼爾森重選，結(jié)果如表4 所列。表4 結(jié)果表明，在選定操作條件下，尼爾森重選獲得精礦產(chǎn)率為0.021%，金品位為12499 g/t，可回收原礦中47.2%的金，重選精礦經(jīng)進(jìn)一步富集后可直接進(jìn)入冶煉提純作業(yè)。說明該礦石中的金適宜采用尼爾森選礦機(jī)預(yù)先重選回收。重選尾礦中金品位為2.89 g/t，后續(xù)采用浸出法回收。

表4 尼爾森重選實(shí)驗(yàn)結(jié)果(-0.74 mm 75%)Tab. 4 Test results of Knelson gravity separation(-0.74 mm 75%)

3.2 重選尾礦中金的浸出

3.2.1 磨礦細(xì)度

礦石的磨礦細(xì)度決定了金的解離度，理論上磨礦細(xì)度越細(xì)，金解離度越高，但磨礦細(xì)度越細(xì)，所需要的能耗就越高，礦石過磨也會影響金的浸出效果，因此選擇合適的礦石磨礦細(xì)度至關(guān)重要。結(jié)合實(shí)際情況，在礦漿濃度為40%，石灰用量為3000 g/t，堿預(yù)處理2 h，金蟬環(huán)保藥劑用量2000 g/t，浸出時間為40 h 條件下，考察了磨礦細(xì)度對浸金效果的影響。結(jié)果如圖3 所示。

圖3 磨礦細(xì)度對浸出效果的影響Fig. 3 Influence of grinding fineness on leaching performance

由圖3 可以看出，隨著磨礦細(xì)度-0.074 mm 含量的增加，尾渣金品位不斷降低，金浸出率不斷升高。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074 mm 含量占90%時，金浸出率90.3%；之后隨著磨礦細(xì)度增加，金浸出率保持穩(wěn)定。因此合適的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 含量占90%。

3.2.2 助浸劑及用量

由于該礦石中主要金屬礦物為鐵的硫化物，且與金關(guān)系密切，黃鐵礦和毒砂等的存在對浸金藥劑消耗及浸出效果均會造成一定影響。為了減少藥劑消耗，提高金浸出率，研究了加入過氧化鈉和鐵氰化鉀作為助浸劑[12-13]對金浸出效率影響。在磨礦細(xì)度-0.074 mm 含量為90%，礦漿濃度為40%，石灰用量為3000 g/t，加入不同量的過氧化鈉或鐵氰化鉀作為助浸劑，石灰和助浸劑預(yù)處理2 h，金蟬環(huán)保藥劑用量為2000 g/t，浸出40 h，考察助浸劑用量對金浸出效果的影響。結(jié)果如圖4 和圖5 所示。

由圖4 結(jié)果可以看出，在過氧化鈉助浸劑用量為100 g/t 時，金浸出率明顯得到提高，由不添加助浸劑時的90.3%提升至92.0%，之后隨著過氧化鈉用量增加，尾渣金品位基本不再降低，金浸出率基本保持穩(wěn)定，過氧化鈉較適宜的用量為100 g/t。

圖4 過氧化鈉助浸劑對浸出效果的影響Fig. 4 Influence of auxiliary leaching reagent sodium peroxide on leaching performance

由圖5 可以看出，在鐵氰化鉀助浸劑用量為100 g/t 時，金浸出率由不添加助浸劑時的90.3%提高至92.0%，之后繼續(xù)增加鐵氰化鉀用量，尾渣金品位基本保持不變，浸出率不再提高，因此鐵氰化鉀較適宜的用量為100 g/t。

圖5 鐵氰化鉀助浸劑對浸出效果的影響Fig. 5 Influence of auxiliary leaching reagent potassium ferricyanide on leaching performance

助浸劑及用量實(shí)驗(yàn)表明，助浸劑對該礦石中的金浸出具有促進(jìn)作用，兩種氧化劑較適宜的用量均為100 g/t。但考慮到強(qiáng)氧化劑過氧化鈉對運(yùn)輸保存條件要求高，具有強(qiáng)腐蝕性，而鐵氰化鉀相對溫和，因此最終確定鐵氰化鉀作為助浸劑。

3.2.3 石灰用量

磨礦細(xì)度-0.074 mm 含量為90%，礦漿濃度為40%，鐵氰化鉀助浸劑用量為100 g/t，石灰和助浸劑預(yù)處理2 h，金蟬環(huán)保藥劑用量為2000 g/t，浸出時間為40 h 條件下，考察了石灰用量(對應(yīng)不同的pH 值)對浸出效果的影響，結(jié)果如圖6 所示。由圖6 結(jié)果可以看出，隨著石灰用量的增大，pH 值升高，尾渣品位逐漸降低。當(dāng)石灰用量達(dá)到2000 g/t 時，礦漿初始pH 值為11.5，金浸出率92.0%；之后隨著石灰用量增加，pH 值進(jìn)一步升高，但尾渣金品位不再降低，金浸出率基本保持穩(wěn)定。根據(jù)這一結(jié)果，石灰用量采用2000 g/t，礦漿pH 值＞11.5 為宜。

圖6 石灰用量對浸出效果的影響Fig. 6 Influence of lime dosage on leaching performance

3.2.4 金蟬環(huán)保藥劑用量

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 含量為90%，礦漿濃度為40%，鐵氰化鉀助浸劑用量為100 g/t，石灰用量為2000 g/t，石灰和助浸劑預(yù)處理2 h，浸出時間為40 h 條件下，考察了金蟬環(huán)保藥劑用量對浸金效果的影響。結(jié)果如圖7 所示。

圖7 金蟬環(huán)保藥劑用量對浸出效果的影響Fig. 7 Influence of Jinchan environmental agent dosage on leaching performance

由圖7 可知，隨著金蟬環(huán)保藥劑用量的增加，尾渣金品位逐漸降低，金浸出率不斷提高。當(dāng)金蟬環(huán)保藥劑用量達(dá)到2000 g/t 時，達(dá)到最高92.0%，之后加大金蟬環(huán)保藥劑用量金浸出率不變。金蟬環(huán)保藥劑的適宜用量為2000 g/t。

3.2.5 浸出時間

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 含量為90%，礦漿濃度為40%，鐵氰化鉀助浸劑用量為100 g/t，石灰用量為2000 g/t，石灰和助浸劑預(yù)處理2 h，金蟬浸金劑用量為2000 g/t 條件下，考察了浸出時間對浸金效果的影響。結(jié)果如圖8 所示。

圖8 浸出時間對浸出效果的影響Fig. 8 Influence of leaching time on leaching performance

由圖8 結(jié)果可知，隨著浸出時間的延長，尾渣金品位逐漸降低，金浸出率逐漸提高。當(dāng)浸出時間為16 h 時，金浸出率為81.7%；當(dāng)浸出時間為32 h時，達(dá)到92.0%，之后隨著浸出時間延長，浸出率不再提高，因此較適宜的浸出時間為32 h。

3.3 條件驗(yàn)證試驗(yàn)

為驗(yàn)證重選及重尾環(huán)保藥劑浸金對老撾某金礦礦石浸出效果，開展了最優(yōu)條件驗(yàn)證試驗(yàn)。流程見圖9，結(jié)果如表5 和表6 所列。

圖9 條件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)流程Fig. 9 Flowsheet of conditional verification test

由表5 結(jié)果可知，在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占75%時，尼爾森重選驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，重精礦品位為10381 g/t，產(chǎn)率為0.028%，重選金回收率53.1%。由表6結(jié)果可知，在重選尾礦磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占90%，礦漿濃度為40%，石灰用量2000 g/t，鐵氰化鉀助浸劑用量100 g/t，預(yù)處理2 h，金蟬環(huán)保藥劑用量2000 g/t，浸出32 h 的條件下，重選尾礦中金的浸出率能夠達(dá)到90.6%以上，可回收原礦中42%以上的金。重選+尾礦浸出合計(jì)，原礦中金的總回收率達(dá)到95.5%以上。

表5 重選條件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果(-0.074 mm 75%)Tab. 5 Test result of GS conditional verification (-0.074 mm 75%)

表6 重尾環(huán)保藥劑浸金條件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab. 6 Test result of environmental agent leaching conditional verification of GS tailings

重選+尾礦浸出結(jié)果充分表明，中粗顆粒金在重選流程中得到回收，避免了中粗顆粒金在直接浸出工藝中長期留存而得不到及時回收的問題，實(shí)現(xiàn)了金能收早收的目的，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié)論

1) 老撾某金礦石中金品位為5.47 g/t。金屬礦物含量較低，以鐵的硫化物為主。礦石中金礦物粒度組成以中粗粒金為主，適合采用重選-尾礦浸出工藝回收金。

2) 尼爾森重選探索實(shí)驗(yàn)表明，在磨礦細(xì)度-0.074 mm 占75%，尼爾森選礦機(jī)重力值為60G’s，水量為3.8 L/min，給礦速度600 g/min 條件下，重選精礦產(chǎn)率為0.021%，重選精礦品位達(dá)到12499 g/t，原礦重選金回收率47.2%。

3) 重選尾礦環(huán)保藥劑浸金實(shí)驗(yàn)表明，在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占90%，礦漿濃度為40%，石灰用量2000 g/t，鐵氰化鉀助浸劑用量100 g/t，預(yù)處理2 h，金蟬浸金劑用量2000 g/t，浸出32 h 的條件下，浸出率92.0%，可回收原礦中48.6%的金。

4) 條件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，尼爾森重選可以預(yù)先回收礦石中的中粗顆粒金，重選精礦產(chǎn)率0.028%，重選精礦品位10381 g/t，重選金回收率53.1%；重選尾礦環(huán)保藥劑浸出效果穩(wěn)定，浸出率90.6%，最終浸出渣金品位為0.24 g/t，金的總回收率95.5%。