提高河南某低品位金礦金回收率試驗研究

倪青青 高 志 宋祖光

（河南省巖石礦物測試中心，河南鄭州450012）

隨著礦床埋藏淺、品位高的金礦資源不斷地開采利用，易采選的資源逐漸枯竭［1］。高品位金礦的稀缺，導致國內各金礦選廠或冶煉廠以低品位金礦為原料，合理開發利用金礦資源，特別是低品位黃金礦產具有重要意義［2］。自然金常呈不規則片狀、鱗片狀、顆粒狀、塊狀產出［3］，而且一般自然金的粒度分布極不均勻，增加了金礦物的回收難度。

河南黃金產量連續多年在全國名列前茅，但河南地區金礦資源存在金品位低、嵌布粒度細、粒度分布不均勻等特點，造成其開發利用難度大。目前金的回收方法主要有浮選法、重選法、浸出法，但是實踐證明采用單一的選礦方法，無法有效回收金品位低、金礦物分布不均勻、金礦物共伴生關系復雜的金礦石。因此，需要制定合理的選礦工藝流程，最大限度地回收有用礦物，避免資源的浪費。

金選礦工藝流程的制定取決于礦石性質、生產規模、基建投資、建廠地區經濟條件等［4］，其中最主要的因素為礦石性質。河南某金礦金品位為1.39 g/t［5］，金礦物分布極不均勻。黃金選礦生產中，浮選作業前設置重選作業回收顆粒金可以有效提升金的回收率，目前，尼爾森作為金的重選作業的主體設備應用廣泛，本研究采用尼爾森重選—重選尾礦浮選的聯合工藝流程，通過條件試驗，確定流程中的最佳工藝條件，以期為該金礦石的開發利用提供一定的技術依據。

1 原礦性質

礦石自然類型主要為硅化、鉀化、黃鐵礦化的含金絹英巖，另有部分含金石英脈，因此為蝕變巖型金礦。對原礦進行了光片、薄片、砂光片、X射線衍射、重砂淘洗、能譜等分析，確定組成礦石的礦物成分十余種。金屬礦物主要有黃鐵礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、鈦鐵礦、黃銅礦，有少量自然金、微量碲鉛礦等；非金屬礦物主要有石英、斜長石、綠泥石、云母、白云石、方解石，其次含少部分角閃石等。其中有用礦物主要是自然金。

原礦的化學成分分析結果見表1，自然金的粒度分析及嵌布特征分別見表2、表3。

注：帶“*”單位為g/t。

由表1可知，原礦中金品位為1.39 g/t，為主要回收元素，銀品位為3.35 g/t，可以作為伴生金屬回收。

由表2可知，原礦中金的分布粒級較寬，通過單一的選礦手段無法較好地進行金的回收。粗顆粒單體金在磨礦過程中，經過多次沖擊和摩擦呈片狀、球狀，最終成為難以回收的細粉而流失，所以對于粗粒金，應盡早在磨礦分級回路中回收［6］。

由表3可知，原礦中金顆粒主要是以包裹金形式存在（占58.83%），其次是裂隙金（占23.53%），粒間金占比較小（占17.65%）。其中石英包裹金占19.11%，該部分金中的細粒級和微細粒金容易損失在尾礦中。

2 試驗結果與分析

2.1 重選試驗

尼爾森選礦機主要用于回收巨粒金及粗、中顆粒金，其回收粒級一般為+0.037 mm中粒金，而+0.074 mm粗粒金為易回收粒級，-0.037 mm細粒金僅能部分回收或較難回收。根據礦石中金粒度嵌布情況的不同，工業上尼爾森選礦機對脈金礦的選礦回收率一般在20%～60%之間。礦石工藝礦物學研究表明原礦中粒金（0.037～0.074 mm）占39.59%，粗粒金（0.074～0.295 mm）占35.26%。從礦石工藝礦物學的研究結果來看，理論上礦石中容易通過尼爾森重選回收的金的總比例可以達到74.85%。

2.1.1 液態化水量試驗

固定磨礦細度為-0.075 mm占60%，重力倍數為60G，給礦速度為500 g/min，給礦量為1 kg/次，考察液態化水量對金粗選精礦指標的影響，試驗結果見圖1。

由圖1可知，隨著尼爾森液態化水量增加，金粗精礦中金的品位逐漸升高，金的回收率則逐漸減少。這是因為，當給礦細度和重力倍數一定時，隨著液態化水量增加，物料受到的反向沖洗力逐漸增加，物料被沖散的程度也逐漸增加，導致部分細顆粒金受到反向沖洗力的作用流失至尾礦中，進而導致金的回收率降低。而隨著尼爾森液態化水量增加，物料受到的反向沖洗力逐漸增加，物料被沖散的程度也逐漸增加，因此能夠實現顆粒金與其它物料的有效分離，顆粒金最大極限地富集至富集腔中，從而表現出金精礦金的品位隨著尼爾森液態化水量的增加而逐漸增加。從試驗數據來看，當液態化水量為3.5 L/min的時候，金粗精礦中金的品位和回收率指標相對較理想，所以試驗室內選擇尼爾森液態化水量為3.5 L/min。

2.1.2 重力倍數試驗

固定磨礦細度為-0.075 mm占60%，液態化水量為3.5 L/min，給礦速度為500 g/min，給礦量為1 kg/次，考察重力倍數對金粗選精礦指標的影響，試驗結果見圖2。

由圖2可知，隨著尼爾森重力倍數增加，金粗精礦中金的品位呈下降趨勢，金的回收率則剛開始變化不大后出現驟降。這是因為，當給礦細度和反沖洗水量一定時，隨著重力倍數增加，物料受到的離心力逐漸增加，但是超過極限值后再增加重力倍數，也很難增加金的回收率，另外由于富集腔的體積是固定的，過分增加重力倍數，可能會導致富集腔內的中細粒級顆粒金被其它物料取代從而排至尾礦中，進而導致金回收率下降。綜合考慮選取尼爾森重力倍數為60G。

2.2 浮選試驗

2.2.1 磨礦細度試驗

有用礦物的單體解離是實現礦物高效分選的先決條件［7］，為保證浮選獲得較好的工藝指標，研究磨礦細度對浮選的影響至關重要。固定石灰用量為1 300 g/t，粗選捕收劑MA+MC用量為（30+30）g/t，2號油用量為40 g/t，考察磨礦細度對金粗選精礦指標的影響，試驗結果見圖3。

由圖3可知，隨著磨礦細度的增加，金粗精礦中金的回收率逐漸增加，當磨礦細度達到-0.074 mm占60%后，金回收率的提升幅度不大；金粗精礦中金的品位隨著磨礦細度的提高逐漸升高。綜合考慮，選取磨礦細度為-0.074 mm占60%的磨礦細度較為適宜。

2.2.2 石灰用量條件試驗

石灰是黃鐵礦的有效抑制劑，具有成本低、來源廣等優點，其通過生成親水性的氫氧化物膜覆蓋于黃鐵礦表面，從而抑制了黃鐵礦的上浮［8］，進而有效地提高精礦品位。固定磨礦細度為-0.074 mm占60%，粗選捕收劑MA+MC用量為（30+30）g/t，2號油用量為40 g/t，考察石灰用量對金粗選精礦指標的影響，試驗結果見圖4。

由圖4可知，隨著石灰用量的增加，金粗精礦中金的品位逐漸升高，尤其當石灰用量從600 g/t提高至1300 g/t（對應pH值從8.1提升至9.1）的時候，金粗精礦中金的品位從21.37 g/t提高到了30.13 g/t；隨著石灰用量的增加，金粗精礦中金的回收率逐漸降低，礦漿pH值在9.1～9.7之間的時候，粗精礦品位和回收率的指標相對較理想，綜合考慮選取石灰用量為1 300 g/t，此時礦漿pH值約為9.1。

2.2.3 捕收劑種類試驗

浮選金礦的捕收劑市場上有較多種類，如黃藥類、黑藥類等。根據不同的礦石性質，使用不同的藥劑或藥劑組合會對選礦指標產生一定的影響。本試驗主要對乙戊基鈉黃藥（60 g/t）、丁基鈉黃藥+丁銨黑藥（50+10 g/t）、MA+MC（30+30 g/t）和 Y-89（60 g/t）幾種藥劑組合進行考察。固定磨礦細度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300g/t，2號油用量為40 g/t，試驗結果見圖5。

由圖5可知，丁基鈉黃藥+丁銨黑藥為捕收劑所獲得的粗精礦中金的回收率最高，可以達到80.91%，MA+MC為捕收劑劑時所得金的回收率比丁基鈉黃藥+丁銨黑藥稍微低一點，Y-89所得到的金回收率最低，從所獲得的金粗精礦中金品位來看，Y-89做捕收劑時所得金的品位最高，可以達到32.13 g/t，MA+MC做捕收劑時所得金的品位比Y-89低一點，可以達到30.13 g/t，綜合品位和回收率兩方面考慮，選取金的捕收劑為MA+MC。

2.2.4 捕收劑MA+MC配比試驗

選取為MA+MC的組合藥劑，考察捕收劑MA+MC配比對金粗選精礦指標的影響。固定磨礦細度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300 g/t，2號油用量為40 g/t，試驗結果見圖6。

由圖6可知，在MA+MC總用量為60 g/t的情況下，隨著MC用量的增加，金精礦中金的品位逐漸降低，金的回收率逐漸升高，綜合考慮，選擇MA與MC配比為1∶1。

2.2.5 捕收劑用量條件試驗

選取MA和MC比例為1∶1，考察捕收劑用量對金粗選精礦指標的影響。固定磨礦細度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300 g/t，2號油用量為40 g/t，試驗結果見圖7。

由圖7可知，隨著捕收劑MA+MC用量的增加，金精礦中金的品位逐漸降低，金的回收率先升高后逐漸趨于平緩。當MA+MC用量分別為10 g/t時，就可以取得較好的選礦指標，進一步增加捕收劑用量并沒有帶來回收率的大幅提升，反而降低了金精礦的品位，因此，選擇捕收劑MA+MC用量為（10+10）g/t。

2.2.6 起泡劑用量條件試驗

2號油有較強的起泡性，可生成大小均勻、結構致密、粘度適中的穩定泡沫，是國內使用最廣泛的起泡劑。但用量過大時，氣泡變小變脆，惡化浮選指標，甚至轉變為消泡劑。試驗磨礦細度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300 g/t，捕收劑MA+MC用量為（10+10）g/t，考察起泡劑用量對金粗選精礦指標的影響，試驗結果見圖8。

由圖8可知，隨著起泡劑2號油用量的增加，金粗精礦中金的品位先基本不變后逐漸降低，金的回收率則先升高后降低，綜合考慮，確定2號油用量為20 g/t。

2.2.7 粗選礦漿濃度條件試驗

浮選過程中，礦漿濃度過低時，會增加藥劑消耗量，影響精礦回收率；當礦漿濃度過高，精礦夾雜嚴重，影響精礦質量。固定磨礦細度為-0.074 mm占60%，石灰用量為1 300 g/t，捕收劑MA+MC用量為（10+10）g/t，2號油用量為20 g/t，考察粗選礦漿濃度對金粗選精礦指標的影響，試驗結果見圖9。

由圖9可知，隨著浮選礦漿濃度的增加，金粗選精礦中金的品位逐漸降低，金的回收率先升高后降低，綜合考慮確定礦漿濃度為25%。

2.3 重—浮聯合工藝

由試驗室尼爾森重選試驗結果可知，對該礦石采用尼爾森回收取得的金回收率比較理想，但是精礦富集倍數較低，主要是由于上述試驗都是在1 kg的給礦條件下取得的，為了模擬工業生產中尼爾森的使用效果（高富集比），就必須有大量的給礦，工業上尼爾森富集倍數在1 000倍左右，對于一些砂金礦富集倍數可能會達到幾千倍。為了達到1 000倍的富集倍數，完全采用試驗室尼爾森進行試驗，則需要至少100 kg的礦樣，顯然該方法是無法在試驗室內進行的，為了模擬出實際生產的效果，我們采用的試驗方法為：①首先準備20 kg礦樣，分別用磨機把它們磨至-0.074 mm占30%的細度，全量進入尼爾森進行選別；②對第1次尼爾森選別的尾礦，進行再次磨礦，使得磨礦細度達到-0.074 mm占45%，對再磨后的礦石再次采用尼爾森進行選別；③對第2次尼爾森選別的尾礦進行再磨，使得磨礦細度達到約-0.074 mm占60%；④對第3次尼爾森選別的精礦進行人工淘洗，使得搖床重砂質量達到約10 g，則此時的精礦產率達到0.05%；⑤將搖床尾礦混入第三次尼爾森選別后的尾礦中，攪勻后作為浮選作業的給礦；⑥對重選尾礦按照2.2中浮選的最佳工藝條件進行浮選閉路試驗，獲得浮選精礦，則重選+浮選的聯合工藝流程完成。試驗流程見圖10，試驗結果見表4。

注：金含量的單位為g/t。

由表4可知，在最佳的試驗條件下，采用重—浮聯合工藝，經3次尼爾森重選、1次搖床精選，重選尾礦經“1粗2精2掃”浮選，最終可獲得重砂和浮選精礦2種金精礦產品。重選的精礦產品金品位達到986.60 g/t，回收率達到50.42%；浮選精礦金品位達到35.75 g/t，回收率達到了41.57%。金的總回收率為91.99%，取得了較好的效果。

3 結 論

（1）礦石自然類型主要為硅化、鉀化、黃鐵礦化的含金絹英巖，另有部分含金石英脈，為蝕變巖型金礦。原礦主要有用礦物為自然金，其品位為1.39 g/t，銀品位為3.35 g/t，可以作為伴生金屬綜合利用，次要金屬礦物主要為黃鐵礦，另含有少量的黃銅礦、磁鐵礦、輝鉍礦和方鉛礦等，脈石礦物主要為石英、斜長石、綠泥石、云母、白云石、方解石，其次含少部分角閃石。

（2）對自然金嵌布特征進行了統計，可以看出金顆粒主要是以包裹金（58.83%）形式存在，其次是裂隙金（占23.53%），粒間金占比較小（17.65%）。其中石英包裹金占19.11%，該部分金中的微細粒金容易損失在尾礦中。

（3）通過重—浮聯合工藝可以獲得重砂含金986.60 g/t，金回收率為50.42%，浮選精礦含金35.75 g/t，金回收率為41.57%，金的總回收率為91.99%。