江西某金礦尾礦再選試驗(yàn)研究

王明莉 徐寶金 朱加乾 陳 波

（1.福州大學(xué)紫金礦業(yè)學(xué)院，福建福州350108；2.安徽馬鋼羅河礦業(yè)有限責(zé)任公司，安徽巢湖231562）

我國金礦資源豐富，但富礦少、貧礦多[1-3]。早期人們對于金礦石的選別以浮選為主，礦石入選品位高，因而尾礦中金的品位較高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)[4]，國內(nèi)的尾礦儲(chǔ)量已經(jīng)超過幾百億t，而含金尾礦的儲(chǔ)存量高達(dá)幾十億t，只有不到10%的黃金尾礦進(jìn)行二次回收或是制作建筑材料等。隨著人們對金的需求日益增大，選別技術(shù)不斷進(jìn)步，近些年來，金礦石浮選產(chǎn)生的尾礦得以重新選別，廢棄的尾礦資源再次得到利用[5-6]。目前，常見金尾礦資源中金的回收方法有3種，分別為重選法、浮選法以及氰化法[7-8]。但由于重選法得到的金回收率較低，經(jīng)濟(jì)效益不佳，且氰化物屬于劇毒藥品，對人體和環(huán)境危害大，浮選法成為目前應(yīng)用最為廣泛的金浮選尾礦回收方法[9-12]。

江西某金礦浮選尾礦庫長期堆存含金浮選尾礦，由于該尾礦氧化程度較高，在浮選廠生產(chǎn)實(shí)踐中，采用常規(guī)硫化劑硫化鈉對該尾礦進(jìn)行浮選回收時(shí)，浮選指標(biāo)不理想，金的回收率較低。近年來，關(guān)于多硫化鈉用作浮選硫化劑[13]的研究較少，本研究擬采用多硫化鈉為硫化劑，基于礦石的工藝礦物學(xué)研究，對該金尾礦進(jìn)行浮選回收試驗(yàn)，以期獲得理想的浮選指標(biāo)，為類似金礦浮選尾礦的回收利用提供參考。

1 礦石性質(zhì)

本試驗(yàn)所研究的對象為江西一元公司金礦浮選尾礦庫的尾礦樣，試樣化學(xué)多元素分析和金物相分析結(jié)果分別見表1、表2。

注：Au的含量單位為g/t。

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由表1的X-射線熒光分析結(jié)果可知，該尾礦中Au的品位為0.70 g/t，是主要回收的金屬元素；其它伴生金屬元素如銅、鋅等含量低，不具備綜合回收價(jià)值。

由表2可知，該試樣中的金主要以單體金和硫化物包裹金的形式存在，分別占總金的29.76%和32.13%；其次以氧化物包裹金的形式存在，占總金的20.83%；硅酸鹽包裹中的總金占17.28%。

由X射線衍射分析結(jié)果可知，該尾礦樣中有用礦物主要為黃鐵礦、砷黃鐵礦；脈石礦物主要為石英、長石等。由于該礦樣在尾礦庫長期堆存，導(dǎo)致部分硫化礦物表面氧化程度高，金的回收難度加大。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 條件試驗(yàn)

根據(jù)該礦石性質(zhì)特點(diǎn)，選取煤油作為游離金的輔助捕收劑，在磨礦時(shí)添加。丁基黃藥和丁銨黑藥[14-15]作為硫化礦浮選常用的捕收劑，組合使用為捕收劑。考慮到礦石氧化對浮選指標(biāo)的影響，為有效提高精礦中金的回收率，以硫酸銅為活化劑，水玻璃為抑制劑和礦泥分散劑，多硫化鈉為硫化劑。

2.1.1 多硫化鈉用量試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%，煤油用量100 g/t，硫酸銅用量 100 g/t，水玻璃用量 200 g/t，丁基黃藥+丁銨黑藥用量（150+50）g/t，2#油用量40 g/t，考察多硫化鈉用量對金浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)流程見圖1，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，隨著多硫化鈉用量的增加，金粗精礦中金的品位和回收率均呈先上升后下降的趨勢。當(dāng)多硫化鈉用量在80 g/t時(shí)，金精礦中金的回收率和品位最高，分別為51.07%和4.72 g/t；未添加多硫化鈉時(shí)，金粗精礦中金的回收率和品位分別為40.53%和3.81 g/t，說明多硫化鈉的添加有利于提高粗精礦中金的回收率和品位。因此，確定粗選多硫化鈉的最佳用量為80 g/t。

2.1.2 礦漿pH試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%，煤油用量100 g/t，硫酸銅用量 100 g/t，水玻璃用量200 g/t，多硫化鈉用量80 g/t，丁基黃藥+丁銨黑藥用量（150+50）g/t，2#油用量40 g/t，以鹽酸或石灰為pH調(diào)整劑，調(diào)節(jié)礦漿pH范圍在5～10之間（初始礦漿的pH為7），考察礦漿pH對金浮選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨著礦漿pH的增加，金粗精礦中金的品位和回收率均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)?shù)V漿pH值為6時(shí)，金粗精礦中金的品位最高，為4.91 g/t，此時(shí)金回收率僅為48.10%；當(dāng)?shù)V漿pH值為8時(shí)，金粗精礦中金回收率最高，為54.66%；粗選應(yīng)盡可能地確保金的回收，因此，確定礦漿pH值為8。

2.2 正交試驗(yàn)

浮選試驗(yàn)過程中使用多種藥劑，藥劑與藥劑之間可能存在一定的交互作用，導(dǎo)致藥劑的實(shí)際最佳用量與單因素浮選條件試驗(yàn)所得的結(jié)果有所不同。為了能夠得到優(yōu)水平組合的藥劑制度，在上述條件試驗(yàn)及前期探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了粗選藥劑用量正交試驗(yàn)，以不同的硫酸銅、丁銨黑藥、丁基黃藥和多硫化鈉用量為考察因素（依次為因素A、B、C、D），每個(gè)因素各取3個(gè)水平，采用正交表L9（34）安排試驗(yàn)。試驗(yàn)因素水平見表3，試驗(yàn)結(jié)果列于表4。

由表4可知，對金精礦品位影響大小的主次順序?yàn)椋憾′@黑藥＞硫酸銅＞丁基黃藥＞多硫化鈉；對金精礦的回收率影響大小主次順序?yàn)椋憾′@黑藥＞丁基黃藥＞多硫化鈉＞硫酸銅。

對表4試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析，結(jié)果見表5。

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注：β（Au）和ε（Au）分別為金品位、金回收率。

注：金品位的單位為g/t；β（Au）和ε（Au）分別為金品位、金回收率。

由表4、表5可知，丁銨黑藥對金精礦中金的回收率和品位影響均是最大，硫酸銅對金品位影響較大，丁基黃藥對金回收率影響較大。綜上，選擇優(yōu)水平組合為A1B2C2D2，即硫酸銅50 g/t、丁基黃藥 150 g/t、丁銨黑藥50 g/t，多硫化鈉80 g/t。

為了檢驗(yàn)上述正交試驗(yàn)確定的優(yōu)水平組合A1B2C2D2，即硫酸銅 50 g/t、丁基黃藥 150 g/t、丁銨黑藥50 g/t、多硫化鈉80 g/t，確保正交試驗(yàn)擬合出的優(yōu)水平組合的可靠性，進(jìn)行浮選試驗(yàn)，結(jié)果見表6。

由表6可知，用優(yōu)水平組合進(jìn)行浮選試驗(yàn)，浮選金精礦中金的品位和回收率分別為4.54 g/t和56.04%，而pH值單因素試驗(yàn)得到的金精礦品位和回收率分別為4.28 g/t和54.66%。結(jié)果表明在優(yōu)化組合下進(jìn)行浮選，可獲得更好的浮選指標(biāo)，因此，確定后續(xù)試驗(yàn)采用優(yōu)水平組合。

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2.3 多硫化鈉添加方式試驗(yàn)

藥劑添加方式影響浮選效果，在磨礦的過程中加入較難溶的藥劑，可以促進(jìn)其與礦物表面充分作用，提高浮選指標(biāo)[16]。為研究在球磨機(jī)和浮選槽2處添加多硫化鈉對浮選指標(biāo)的影響，進(jìn)行了“1粗2掃”開路試驗(yàn)，具體試驗(yàn)條件和流程見圖4，結(jié)果見表7。

由表7可知，粗選過程中多硫化鈉加入球磨機(jī)內(nèi)，中1+中2金的總回收率為17.10%，且中1和中2金的品位分別為2.10 g/t和1.23 g/t；而多硫化鈉加入浮選槽中，中1+中2金的總回收率為10.46%，且中1和中2金的品位分別為1.22 g/t和0.90 g/t。經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，多硫化鈉加入球磨機(jī)內(nèi)獲得的浮選指標(biāo)要明顯優(yōu)于多硫化鈉加入浮選槽，因此，確定粗選過程中多硫化鈉的添加地點(diǎn)為球磨機(jī)。

2.4 閉路試驗(yàn)

選取最佳的藥劑制度，在開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用“1粗2精2掃”流程進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，同時(shí)對比有無添加多硫化鈉對最終浮選指標(biāo)的影響，具體試驗(yàn)條件及流程見圖5，結(jié)果見表8。

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由表8可知，采用“1粗2精2掃”的閉路流程處理 該尾礦，在未添加多硫化鈉的情況下，最終獲得金品位13.25 g/t、金回收率為57.16%的金精礦，添加多硫化鈉最終獲得了金品位16.75 g/t、金回收率為62.93%的金精礦，精礦指標(biāo)較理想。

3 結(jié) 論

（1）江西某金礦浮選尾礦為Au品位為0.70 g/t的含金硫化礦。礦石中的金主要以單體金和硫化物包裹金的形式存在，分別占總金的29.76%和32.13%，其次以氧化物包裹金的形式存在，占總金的20.83%；硅酸鹽包裹中的總金占17.28%。

（2）金尾礦在粗選磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%、礦漿pH為8、煤油用量100 g/t、多硫化鈉用量80 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥用量（150+50）g/t，硫酸銅用 50 g/t，水玻璃用量 200 g/t，2#油用量 40 g/t條件下，經(jīng)“1粗2精2掃”，最終可獲得Au品位13.25 g/t、Au回收率57.16%的浮選金精礦，相較于未添加多硫化鈉的浮選流程，精礦指標(biāo)顯著提高。