陜西某金礦選礦試驗研究

賀國帥，范予晨

（陜西冶金設計研究院有限公司，陜西 西安 710032）

1 引言

黃金選礦中對于自然金的選別通常采用重選工藝，比如搖床、溜槽、跳汰等［1］。隨著資源的開發，金礦逐漸呈現“貧、細、雜”的特點，選別難度加大，單純采用重選已經難以獲得理想指標。目前，黃金的選別多是先采用浮選富集金的載體礦物（黃鐵礦、毒砂等）后直接氰化浸出或者經過焙燒、生物氧化等預處理后氰化浸出［2］。因此，金載體礦物的浮選富集是關鍵的一步。

陜西某金礦中金品位為5.3g/t，主要存在于黃鐵礦和含砷黃鐵礦中，在鏡下基本上看不到金顆粒，同時載金礦物的嵌布粒度較細，回收難度大。為了給金礦選礦工藝提供依據，本文開展了金礦浮選試驗研究。

2 礦石性質

試驗礦樣由甲方負責采取，為鉆孔巖芯樣，礦樣的代表性由甲方負責。試驗樣品按照甲方提供的配礦方案進行配礦后，統一破碎到-2mm后經混勻、縮分后分別制得選礦試驗樣、化驗樣、工藝礦物學研究樣以及備用樣。

2.1 礦物組成

礦石的X熒光光譜半定量分析和多元素化學成分分析結果分別列于表1和表2。

表1 礦石的X熒光光譜半定量分析結果 %

表2 礦石的多元素化學成分分析結果 %

由表1和表2可以看出，礦石中可供選礦回收的主要有價元素是Au，品位為5.3g/t，Cu、Pb和Zn含量極低，難以經濟回收。同時主要的脈石礦物為SiO2，含量為58.86%。

2.2 金的賦存狀態

對金進行了物相分析，金的賦存狀態見表3。

表3 金的賦存狀態 %

從表3可以看出，礦石中金主要賦存在黃鐵礦和含砷黃鐵礦中，約占總分布率的75.22%，其次鐵氧化物中金約為19.66%，自然金和硅酸鹽中各占2.56%。可見，金的理論回收率為77.78%。

2.3 礦物組成

原礦鏡下觀察發現，礦石中主要的金屬礦物為黃鐵礦、含砷黃鐵礦，少量的赤鐵礦；主要的非金屬礦物為石墨，雖然含量僅為1.21%，但是在鏡下出現頻率較高（見圖1）；脈石礦物以石英、正長石為主，黏土礦物其次，少量或微量的橄欖石、高嶺石、白云石、榍石、綠泥石等。礦物中主要礦物組成及含量見表4。

表4 礦物名稱及相對含量 %

2.4 主要礦物嵌布特征

黃鐵礦是主要的載金礦物，對其進行了鏡下觀察。其嵌布特征見圖1。從圖1看出，黃鐵礦浸染于脈石和石墨之中，同時嵌布粒度較細。因此，選別較為困難。

圖1 黃鐵礦的主要嵌布特征圖（Py-黃鐵礦，Gr-石墨，G-脈石）

3 浮選試驗研究

3.1 脫碳實驗

根據圖1，可以看出石墨與主要載金礦物黃鐵礦關系密切，但有機碳具有良好的吸附性能可能會增加浮選藥劑用量以及在后續的浸金過程中發生“劫金效應”［3-4］。因此為了弄清楚石墨的影響，首先開展了預先脫碳與不脫碳對比試驗，試驗流程如圖2所示，試驗結果見表5。

表5 預先脫碳對比試驗試驗結果 %

圖2 預先脫碳與不脫碳浮選對比試驗流程圖

從試驗結果可知，采用預先脫碳工藝，尾礦中金的損失會增加5.32%。因此后續試驗不進行預先脫碳。

3.2 磨礦細度條件試驗

根據礦石性質可知，礦石中黃鐵礦和砷黃鐵礦是金的重要載體礦物，同時黃鐵礦的嵌布粒度較細。如果想通過細磨達到完全解離，那么部分黃鐵礦及脈石會泥化，從而會使部分已經單體解離的載金黃鐵礦損失于尾礦中［5］。因此，為了獲得較高的回收率，確定合適的磨礦細度十分關鍵。磨礦細度條件試驗流程如圖3所示，磨礦細度條件試驗結果見圖4。

圖3 磨礦細度條件試驗流程圖

從圖4可以看出，隨著磨礦細度的增加，粗精礦中金的品位基本上呈下降趨勢，金的回收率先大幅增加后緩慢下降。當磨礦細度為-0.074mm占86.90%時，金的回收率為84.54%，當磨礦細度為-0.074mm占92%時，金的回收率為 84.72%，金的回收率增加很少。因此，綜合磨礦成本考慮，磨礦細度選擇-0.074mm占86.90%。

圖4 磨礦細度對粗精礦中金的品位及回收率的影響

3.3 粗選捕收劑種類條件試驗

黃藥類捕收劑是黃鐵礦的常用捕收劑，比如丁黃藥、戊黃藥、Y-89等。此外有研究發現，丁銨黑藥對自然金的捕收能力較好，與黃藥組合使用可以提高金的回收率［6］。因此，粗選捕收劑條件試驗選用丁黃藥、戊黃藥、Y-89以及戊黃藥+丁銨黑藥共4種捕收劑進行篩選，固定藥劑用量總量為200g/t。粗選捕收劑種類條件試驗流程如圖5所示，試驗結果見圖6。

圖5 粗選捕收劑種類條件試驗流程圖

圖6 捕收劑種類條件試驗結果

從圖6可以看出，在4種捕收劑中，戊黃藥用量為200g/t時，粗精礦中金的回收率最大，品位也較高。因此，粗選捕收劑采用戊黃藥 200g/t。

3.4 粗選捕收劑用量條件試驗

捕收劑用量條件試驗流程如圖7所示，試驗結果見圖8。從試驗結果可知，隨著用量增加，粗精礦中金品位下降，金的回收率升高。當戊黃藥用量為200g/t時，可獲得金回收率為71.6%，當繼續增加戊黃藥用量40g/t后，金的回收率僅提高0.39%。因此，捕收劑用量選取200g/t為宜。

圖7 捕收劑用量條件試驗流程圖

圖8 戊黃藥用量試驗結果

3.5 調整劑種類及用量條件試驗

在含金黃鐵礦浮選中，硫酸銅是常見的活化劑，此外，添加碳酸鈉、硫酸銨可以進一步擦洗黃鐵礦的礦物表面，增強疏水性［7］。因此，調整劑種類及用量條件試驗在硫酸銅的基礎上，選用碳酸鈉和硫酸銨進行試驗。試驗流程如圖9，試驗結果見圖10。

圖9 調整劑種類及用量條件試驗流程

圖10 調整劑種類及用量試驗結果

由圖10可以看出，碳酸鈉和硫酸銨均有活化作用，但碳酸鈉的更強。隨著碳酸鈉用量增加，金的回收率也逐漸增加，而硫酸銨的規律相反。在碳酸鈉用量達到1000g/t之后，再增加500g/t用量，粗精礦中金回收率提高0.25%，增幅可以忽略不計。因此，最終調整劑采用碳酸鈉 1000g/t。

3.6 粗選浮選時間條件試驗

粗選浮選條件時間見圖11，試驗結果見表6。

從表6可以看出，隨著浮選時間增長，精礦中金累積回收率逐漸增加，浮選時間達到4.5min后，增加幅度不大，累積品位下降較快。因此，粗選適宜的浮選時間為4.5 min。

圖11 粗選浮選時間條件試驗流程圖

表6 粗選浮選時間條件試驗試驗結果 %

3.7 開路條件試驗

在前期條件試驗的基礎上，開展如圖12的開路條件，試驗結果見表7。

圖12 磨礦全開路試驗流程

表7 磨礦全流程開路試驗結果 %

從表7可以看出，經過一粗三精三掃的開路浮選試驗，可以獲得金品位為21.50g/t、金回收率為34.35%的金粗精礦。

3.8 閉路試驗

在條件試驗的基礎上，進行了閉路試驗。閉路試驗流程如圖13所示，試驗結果見表8。

圖13 閉路試驗流程

表8 閉路試驗結果 %

從表8可看出，經過一粗三精三掃的閉路浮選試驗，可以獲得金品位為20.80g/t、金回收率為76.03%的金精礦。

3.8 尾礦產品檢查

由于尾礦含金略高，對其進行了產品檢查。尾礦中金的賦存狀態見表9，黃鐵礦與其他礦物的嵌布關系見表10，黃鐵礦的晶體粒度分布見圖14。

結果發現，尾礦中的金主要賦存在黃鐵礦中，其解離度僅為4.91%而且絕大多數以共生或者包裹的形式存在，同時黃鐵礦的粒徑多數分布在4.7～13.5μm之間，屬于微細粒級別。因此，嵌布粒度細和解離度低是金回收率難以進一步提高的原因所在。

表9 尾礦中金的賦存狀態 %

表10 尾礦中黃鐵礦與其他礦物的嵌布關系 %

圖14 黃鐵礦晶體粒度分布圖

4 結論

（1）工藝礦物學研究結果表明：礦石中可供選礦回收的主要有價元素是Au，品位為5.3g/t。金主要賦存在硫化物（黃鐵礦和含砷黃鐵礦）中，約占總分布率的75.22%，鐵氧化物中金約為19.66%，自然金和硅酸鹽中各占2.56%。

（2）經過條件試驗，最終在磨礦細度為-0.074mm占86.90%的條件下，以戊黃藥為捕收劑，以碳酸鈉為調整劑，以硫酸銅為活化劑，以2號油為起泡劑，經一粗三精三掃的閉路試驗流程，可以獲得金品位為20.80g/t、回收率為76.03%的金精礦，可以為后續氰化浸金提供原料。同時發現，金回收率難以進一步提高的主要原因是載金礦物粒度太細及解離度低。