福建某低品位金銅混合礦石綜合回收利用工藝研究

岳濤，吳維新，趙汝全，鄧?yán)蚶?，梁治?/p>

（低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司,福建 上杭 364200）

中國是全球黃金、銅第一生產(chǎn)和消費(fèi)大國，但銅資源自給率不足30%；隨著黃金資源的不斷開發(fā)，易處理金礦石資源日趨減少，難處理金礦石的開發(fā)利用顯得越來越重要[1]。金銅混合礦石是常見的難處理礦石之一，在氰化提金過程中由于銅礦物的溶解，將增大氰化鈉的耗量，降低金的浸出率，隨著礦石中銅品位的升高，銅對(duì)氰化提金、吸附、解吸電積、冶煉等工藝的影響也越來越凸顯，主要表現(xiàn)為：金的浸出率、吸附率大幅度降低，氰化鈉耗量不斷升高，載金炭解吸-電積效率低，后續(xù)金泥提純和廢水成本不斷增加等[2-4]。

某金銅礦位于福建省境內(nèi)，為銅金共生礦體，是一個(gè)典型的上金下銅、金礦床和銅礦床均達(dá)到特大型規(guī)模的斑巖型礦床。隨著金礦體大規(guī)模開采的推進(jìn)，開采高度已下降至金銅接觸帶礦石。從目前生產(chǎn)情況來看，該礦石進(jìn)入金氰化浸出系統(tǒng)，銅不但得不到回收，還會(huì)惡化選金指標(biāo)，增加藥劑消耗及生產(chǎn)成本；若進(jìn)入銅浮選系統(tǒng)，現(xiàn)有系統(tǒng)對(duì)金的浮選回收率約60%，金得不到高效回收。因此，為實(shí)現(xiàn)金和銅的綜合高效回收，本文開展“浮選+氰化”聯(lián)合選別工藝處理低品位金銅混合礦石實(shí)驗(yàn)研究，考查該工藝處理低品位金銅混合礦的可行性，為此類資源的開發(fā)提供技術(shù)支撐，對(duì)類似礦石具有重要意義。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)分析

原礦多元素分析結(jié)果見表1，銅，金物相分析結(jié)果分別見表2、3。

表1 原礦多元素分析結(jié)果/%Table 1 Multi-element analysis results of raw ore

表2 銅化學(xué)物相分析結(jié)果Table 2 Copper chemical phase analysis results

表3 金化學(xué)物相分析結(jié)果Table 3 Gold chemical phase analysis results

1.2 工藝礦物學(xué)研究

礦石中金屬礦物以褐鐵礦、黃鐵礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)為主，還有少量硫砷銅礦及氧化銅礦，脈石礦物絕大數(shù)為石英，還有少量地開石、明礬石和絹云母。礦石中金主要以自然金為主，次為含銀自然金，金與黃鐵礦、銅礦物關(guān)系最為密切。單體金主要粒度范圍在0.1～0.037 mm 之間。包裹金主要分布在黃鐵礦、硫化銅等礦物中。銅主要以藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、硫砷銅礦、輝銅礦形式存在，少量以斑銅礦、砷黝銅礦、硫錫鐵銅礦等硫化銅及自然銅、赤銅礦等氧化銅形式存在。

2 選礦實(shí)驗(yàn)

2.1 浮選實(shí)驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

磨礦細(xì)度直接影響到選礦指標(biāo)和選礦成本，在固定藥劑條件下進(jìn)行了磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)[5]。磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)條件：石灰用量1500 g/t，丁銨黑藥用量30 g/t，2#油用量5 g/t，磨礦細(xì)度變化。實(shí)驗(yàn)流程見圖1，磨礦細(xì)度（-0.074 mm 含量）對(duì)銅金品位及回收率的影響結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程Fig.1 Experimental process of grinding fineness

從圖2 結(jié)果可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，金和銅的品位變化不大；金和銅的回收率均呈先升高后降低的變化趨勢。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 60%時(shí)，銅回收率最高，為89.50%；當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 70%時(shí)，金回收率最高，為57.08%。綜合考慮磨礦成本，磨礦細(xì)度選擇-0.074 mm 60%為宜。

圖2 磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響結(jié)果Fig.2 Effect of grinding fineness on the flotation performance

2.1.2 石灰用量實(shí)驗(yàn)

通過調(diào)整礦漿pH 值，可改變礦物的表面性質(zhì)及可浮性差異，同時(shí)還可提高礦物與藥劑之間相互作用的選擇性。石灰是硫化礦中最常見的pH 值調(diào)整劑，因?yàn)槠鋪碓磸V、價(jià)格低而被廣泛應(yīng)用[6]。石灰用量實(shí)驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-0.074 mm 60%，丁銨用量30 g/t，2#油用量5 g/t，石灰用量與銅金品位及回收率的關(guān)系曲線見圖3。

從圖3 結(jié)果可見，隨著石灰用量增加，金、銅回收率均呈先升高后降低的變化趨勢。當(dāng)石灰用量為1500 g/t 時(shí)，金、銅回收率最高，分別為56.69%和88.45%。因此，石灰用量選擇1500 g/t 為宜。

圖3 石灰用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響結(jié)果Fig.3 Effect of lime dosage on the flotation performance

2.1.3 捕收劑種類實(shí)驗(yàn)

該金銅混合礦石中銅礦物主要以藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、輝銅礦為主；金主要是以獨(dú)立礦物自然金賦存于硫化礦物中，或以細(xì)分散狀態(tài)賦存于巖石破碎帶中的蝕變礦物石英與地開石等粘土礦物集合體中。捕收劑主要針對(duì)硫化銅礦物及金選擇藥劑。

在進(jìn)行較多的探索實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇常用的Z-200、丁銨黑藥、丁基黃藥及北京礦冶研究總院新研制的對(duì)金的捕收能力較好的BK-302A、BK901B 等藥劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。捕收劑種類實(shí)驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-0.074 mm 60%，石灰用量1500 g/t，捕收劑用量30 g/t，2#油用量5 g/t。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 捕收劑種類對(duì)浮選指標(biāo)的影響結(jié)果Table 4 Effect of collector type on the flotation performance

從表4 結(jié)果可見，Z-200 對(duì)礦石中金和銅的捕收能力最強(qiáng)，采用Z-200 作捕收劑時(shí)，金的回收率為63.25%，銅的回收率為89.48%。因此，選擇Z-200 為該礦石回收金銅的捕收劑為宜。

2.1.4 分散劑種類實(shí)驗(yàn)

分別選擇選擇水玻璃、碳酸鈉及六偏磷酸鈉作分散劑。根據(jù)藥劑成本相近原則選擇各藥劑用量進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-0.074 mm 60%，石灰用量1500 g/t，Z-200 用量30 g/t，2#油用量5 g/t，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 分散劑種類對(duì)浮選指標(biāo)的影響結(jié)果Table 5 Effect of dispersant type on the flotation performance

從表5 結(jié)果可見，采用水玻璃作分散劑時(shí)，粗精礦金、銅的品位及金的回收率最高，金、銅的品位分別為2.82 g/t 和3.12%，金的回收率為68.86%，采用六偏磷酸鈉作分散劑時(shí)，銅的回收率最高，為88.95%，但比采用水玻璃作分散劑時(shí)僅高出0.6%。綜合考慮，選擇水玻璃作分散劑。

2.1.5 閉路流程實(shí)驗(yàn)

在開路實(shí)驗(yàn)取得較好指標(biāo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行閉路實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)流程見圖4，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖4 浮選閉路實(shí)驗(yàn)流程Fig.4 Flowsheet of the flotation closed circuit

表6 閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 6 Closed circuit test results

從表6 結(jié)果可見，閉路實(shí)驗(yàn)原礦含Au 0.365 g/t、Cu 0.313%，獲得銅精礦含Au 16.74 g/t、Cu 20.21%，金、銅回收率分別為61.90%和87.09%。

2.2 浮選尾礦浸出實(shí)驗(yàn)

2.2.1 氰化鈉濃度實(shí)驗(yàn)

金銅混合礦石單獨(dú)采用浮選工藝處理時(shí)，金的回收率較低，僅為61.90%，浮選尾礦金含量較高，為0.141 g/t，擬采用氰化浸出工藝回收這部分金。氰化鈉濃度實(shí)驗(yàn)條件：礦漿濃度38%、加石灰調(diào)pH 值至10.5～11.5、浸出時(shí)間24 h，氰化鈉初始濃度變化。氰化鈉初始濃度對(duì)金的浸出率和氰化鈉耗量的關(guān)系見圖5。

從圖5 結(jié)果可見，氰化鈉初始濃度對(duì)金的浸出率影響顯著，氰化鈉初始濃度小于300 mg/L時(shí)，金浸出率隨氰化鈉初始濃度的增加而提高，氰化鈉初始濃度大于300 mg/L 時(shí)，氰化鈉初始濃度對(duì)金的浸出率基本無影響。因此，氰化鈉初始濃度選擇300 mg/L 為宜，此時(shí)金的浸出率為70.85%，相對(duì)原礦金的浸出率為26.99%，氰化鈉耗量為0.282kg/t。

圖5 氰化鈉初始濃度對(duì)金的浸出率和氰化鈉耗量的影響結(jié)果Fig.5 Effect of the initial NaCN concentration on the Au leaching rate and the NaCN dosage

2.2.2 氰化時(shí)間實(shí)驗(yàn)

為考察浮選尾礦氰化時(shí)間對(duì)金浸出的影響，進(jìn)行了氰化時(shí)間實(shí)驗(yàn)。浮選尾礦氰化時(shí)間實(shí)驗(yàn)條件：礦漿濃度38%、加石灰調(diào)pH 值至10.5～11.5、氰化鈉濃度300 mg/L，氰化時(shí)間變化。氰化時(shí)間對(duì)金的浸出率和氰化鈉耗量的影響結(jié)果見圖6。

圖6 氰化時(shí)間對(duì)金的浸出率及氰化鈉耗量的影響結(jié)果Fig.6 Effect of the cyanidation time on the Au leaching rate and the NaCN dosage

從圖6 結(jié)果可見，氰化時(shí)間小于24 h 時(shí)，金浸出率隨氰化時(shí)間的增加而提高，氰化時(shí)間大于24 h 時(shí)，氰化時(shí)間對(duì)金的浸出率基本無影響。因此，氰化鈉時(shí)間選擇24 h 為宜，此時(shí)金的浸出率為71.26%，相對(duì)原礦金的浸出率為27.15，氰化鈉耗量為0.305 kg/t。

綜上，金銅混合礦石采用浮選+氰化聯(lián)合工藝處理后，Au 綜合回收率達(dá)到89.05%，Cu 回收率達(dá)到87.09%，綜合高效回收了礦石中的金和銅。

3 結(jié)論

福建某低品位金銅混合礦石含Au 0.36 g/t、Cu 0.29%、Ag 7.4 g/t、S 4.02%，針對(duì)該低品位金銅混合礦，采用浮選+氰化聯(lián)合工藝選別，Au 綜合回收率達(dá)到89.05%，Cu 回收率達(dá)到87.09%，最終達(dá)到綜合高效回收礦石中金銅的目的，為此類資源的開發(fā)提供了技術(shù)支撐。