應用尼爾森重選優化河南某氧化型金礦選別指標

黃宇林

（紫金礦業集團股份有限公司，福建上杭364200）

我國是黃金儲量大國，資源儲量居全球前列［1-2］。隨著資源不斷地開發利用，復雜難選型金礦石也開始逐步被開發利用，礦石的難選程度增加，選廠尾礦的品位難以得到有效地控制［3］。目前，金礦石常見的選礦方法有重選法、浮選法、聯合法等［4-7］。重選法因選礦成本低、效率高、清潔無污染，越來越受到重視［8-9］。尼爾森選礦機是一種強化重力的新型重力選礦設備，具有富集比高、處理量大等優點，應用廣泛［10-15］。

河南某金礦選廠處理能力為1 200 t/d，主要處理原生金礦石和氧化型金礦石，其磨礦工藝為兩段一閉路，二段磨礦排礦進入旋流器，旋流器沉砂返回二段球磨機，旋流器溢流進入浮選系統，選礦工藝流程為單一浮選。當處理礦石為氧化型金礦石時，金的回收率指標一直不太理想，一般為60%～70%，有時甚至低至50%，尾礦金品位一般為0.3～0.6 g/t，有時甚至高達到1.0 g/t。傳統的氰化工藝受到環保政策影響，基本被淘汰，而單一的浮選工藝很難獲得良好的選礦指標。為了進一步降低浮選尾礦的金品位，提高精礦中金的回收率，分別開展了浮選尾礦和旋流器給礦兩處作業點的尼爾森重選條件試驗，并通過重選可回收金（GRG）試驗確定尼爾森選礦機的最佳配置點，對比重浮聯合工藝與單一浮選工藝的試驗指標，以期指導該類型金礦石選別工藝的工業實踐。

1 試樣及設備

1.1 原礦性質

原礦化學多元素分析結果見表1，物相分析結果見表2。

注：帶“*”單位為g/t。

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由表1 可知，礦石中主要有價元素為金，品位為2.14 g/t，其它元素不具備綜合回收價值。由表2 可知，礦石中的金以裸露及半裸露金為主，占總金的41.20%，其次為硫化物包裹金，占總金的27.31%，硫鐵礦包裹金含量較少，為12.04%。

對原礦樣品進行了砂光片、X-衍射及能譜等分析，確定主要的金屬礦物為黃鐵礦、閃鋅礦、褐鐵礦，含有少量的黑鎢礦、白鎢礦和自然金等，非金屬礦物主要有石英、長石、方解石、白云石、重晶石等；從礦石的晶型與形貌上看，其主要是由黃鐵礦經風化氧化作用而形成，鐵的氧化率為95.83%，屬于氧化型金礦石。

1.2 尾礦EDS面掃描分析

對生產尾礦樣品進行淘洗制片，進行EDS 面掃描分析，分析結果見圖1。

由圖1可知，在面掃描背景曝光較強的條件下可見麥粒狀、長角粒狀和板片狀顆粒金，未發現含銀礦物，說明尾礦中存在浮選未回收的顆粒金；圖中金和硅的面掃描結果重合性較差，說明金與硅酸鹽礦物基本解離。

1.3 試驗設備

試驗所用試驗儀器及設備見表3。

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2 試驗結果與討論

尼爾森重選條件試驗樣品為浮選尾礦和旋流器給礦，截取生產流程礦漿，將樣品導入攪拌桶調漿，通過閥門控制給礦速度，均勻地給入尼爾森選礦機，工藝流程見圖2。

2.1 浮選尾礦尼爾森重選條件試驗

2.1.1 重力倍數試驗

固定液態化水量為3.5 L/min、給礦速度為500 g/min、給礦量為10 kg，考察重力倍數對尼爾森重選指標的影響，結果見圖3。

由圖3 可知，隨著重力倍數的增加，重選精礦金的品位和回收率逐漸上升，當重力倍數達到90 G 時，再增加重力倍數，精礦金的品位和回收率略微下降。這是由于增加重力倍數后，強化了顆粒金與脈石礦物之間的比重差異，有利顆粒金的回收，但當重力倍數超過一定數值后，粗顆粒脈石礦物會積壓至富集錐中，可能導致回收率降低。因此，確定最佳重力倍數為90 G。

2.1.2 液態化水量試驗

適量的液態化水量作用下，顆粒金受到適當的作用力和反作用力，保證富集錐物料的疏松，進而獲得較好的選別指標，當液態化水量過大時，會導致部分較細顆粒金受損失。固定重力倍數為90 G、給礦速度為500 g/min、給礦量為10 kg，考察液態化水量對尼爾森重選指標的影響，結果見圖4。

由圖4 可知，隨著液態化水量增加，重選精礦金的品位先上升后下降低，金的回收率在液態化水量小于3.5 L/min 時基本不變，超過3.5 L/min 后逐漸下降。綜合考慮，確定液態化水量為3.0 L/min。

2.1.3 給礦速度試驗

固定重力倍數為90 G，液態化水量為3.0 L/min，給礦量為10 kg，考察給礦速度對尼爾森重選指標的影響，結果見圖5。

由圖5 可知，隨著給礦速度的增加，精礦夾雜嚴重，金品位逐漸降低，但變化幅度不大。增加給礦速度有利于提高處理量，但給礦速度過大會導致部分顆粒金損失于尾礦中。綜合考慮品位和回收率，確定給礦速度為900 g/min。

2.1.4 精礦產率試驗

固定重力倍數為90 G，液態化水量3.0 L/min，給礦速度為900 g/min，通過調整給礦量來改變精礦產率，考察精礦產率對尼爾森重選指標的影響，結果見圖6。

由圖6 可知，降低精礦產率有利于提高精礦品位，但是回收率也會相應的降低，實際生產中可以根據精礦銷售的實際情況確定精礦產率。在給礦量為20 kg 時，可獲得產率為0.48%、金品位為40.97 g/t 及金回收率為35.33%的重選精礦，尾礦中金品位降低至0.36 g/t，重選精礦產品可見顆粒金（見圖7）。

2.2 旋流器給礦尼爾森重選條件試驗

2.2.1 精礦產率試驗

固定重力倍數為90 G，液態化水量為3.5 L/min，隔篩尺寸為12目，給礦速度為900 g/min，考察精礦產率對尼爾森重選指標的影響，結果見圖8。

由圖8 可知，隨著重選精礦產率降低，精礦中金的品位逐漸升高，回收率則逐漸降低。這與浮選尾礦樣品的試驗結果基本一致，說明降低精礦產率可以提高精礦中金的品位，但是當精礦產率低至一定程度后，金的回收率較低。應該根據銷售需求，合理控制精礦產率。小型試驗范圍內，在給礦量為15 kg時，可獲得產率為1.30%、回收率為43.90%重砂精礦，后續試驗暫取給礦量為15 kg。

2.2.2 隔篩尺寸試驗

固定重力倍數為90 G，給礦量為15 kg，給礦速度為900 g/min，液態化水量為3.5 L/min，考察隔篩尺寸對尼爾森重選指標的影響，結果見圖9。

由圖9可知，在試驗范圍內，隨著隔篩目數增加，重選精礦的產率逐漸降低，精礦中金的品位和回收率均呈先升高后下降的趨勢。綜合考慮，隔篩尺寸取12目（1.7 mm）較為合適。

2.2.3 液態化水量試驗

固定重力倍數為90 G，給礦量為15 kg，隔篩尺寸為12目，給礦速度為900 g/min，考察液態化水量對尼爾森重選指標的影響，結果見圖10。

由圖10 可知，在試驗范圍內，隨著液態化水量增加，金精礦中金的品位和回收率呈先增加后下降的趨勢，這與顆粒金的粒度組成有關，當顆粒金受到的離心力小于液態化水的反作用力時，就會出現跑金現象，因此液態化水量不宜過大；雖然液態化水量為4.0 L/min 時獲得的精礦品位高于3.5 L/min，但回收率指標基本相當，并且少量的液態化水量有利于后續浮選濃度的控制，因此確定液態化水量為3.5 L/min。

2.2.4 重力倍數試驗

固定給礦量為15 kg，液態化水量為3.5 L/min，隔篩尺寸為12目，給礦速度為900 g/min，考察重力倍數對尼爾森重選指標的影響，結果見圖11。

由圖11可知，在試驗范圍內，隨著尼爾森重力倍數增加，精礦中金的品位先上升后下降，而精礦回收率逐漸增加，但是過高的重力倍數不僅能耗較高，而且會降低設備使用壽命。過高的重選回收率會導致浮選精礦品位受到嚴重影響，在重力倍數為70 G 時，可以獲得品位為734.40 g/t、回收率為41.07%的重砂精礦，基本可以滿足礦方的銷售需要。

2.3 重選可回收金（GRG）試驗

GRG 試驗是對工業生產的重選結果進行預測所需的最主要的基礎數據，本試驗取樣點為旋流器給礦和沉砂，固定重力倍數為90 G，液態化水量為3.5 L/min，給礦速度為900 g/min，試驗流程見圖12，結果見表4。

由表4 可知，旋流器給礦GRG 值為72.07%，旋流器沉砂GRG 值為73.39%，兩組樣品的GRG 值基本一致，說明絕大多數GRG 顆粒都存在旋流器沉砂中，而不會隨旋流器溢流進入浮選。因此，在浮選尾礦處進行尼爾森重選回收是不合適的，在旋流器給礦或者旋流器沉砂處進行尼爾森重選回收較為合適，進而實現能早收就早收的選礦原則。

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2.4 重浮聯合工藝和單一浮選試驗對比

為了考察尼爾森選礦工藝對金精礦指標的影響，開展了重浮聯合工藝與單一浮選工藝對比試驗，試驗樣品為旋流器給礦。工藝流程與浮選藥劑制度參照實際生產（見圖13），試驗結果見表5。

由表5可知，重浮聯合工藝可以獲得金品位分別為138.89 g/t、27.52 g/t 的重砂產品和浮選精礦產品，精礦總回收率為90.80%，相比單一浮選工藝，精礦回收率由85.74%提高至90.80%，尾礦品為由0.35 g/t降低至0.23 g/t，試驗指標良好。

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3 結 論

（1）該金礦尾礦中存在一定量的麥粒狀、長角粒狀和板片狀顆粒金，可以通過重選進行回收，在重力倍數為90 G，液態化水量3.0 L/min，給礦速度為900 g/min，精礦產率為0.48%的條件下，可以獲得金品位為40.97 g/t、回收率為35.33%的重選精礦，尾礦品位可降低至0.36 g/t。

（2）旋流器給礦尼爾森試驗結果表明：在重力倍數為70 G，液態化水量3.5 L/min，給礦速度為900 g/min，隔篩尺寸為12目，給礦量為15 kg的條件下，可以獲得品位為734.40 g/t、回收率為41.07%的重選精礦。

（3）重浮聯合工藝與單一浮選工藝相比，精礦回收率由85.74%提高至90.80%，尾礦品為由0.35 g/t降低至0.23 g/t。

（4）建議將尼爾森選礦機配置在旋流器給礦處，進而實現能早收就早收的選礦原則。