山陽縣某低品位金礦重選試驗研究

賀國帥，黃曉毅，羅小新，陳曉博，楊平偉，范予晨

（陜西冶金設計研究院有限公司，陜西 西安 710032）

1 引言

金礦的選礦方法主要有重選法、浮選法、氰化浸出法和聯合選別法［1-2］。與浮選、氰化浸出等工藝相比，重選是根據礦物間的密度和粒度的差異進行分選的方法，其特點是不用添加藥劑，完全依靠重力或離心力進行選別，選別后廢水可以回用，具有綠色、環保、節能等優點［3-4］，將“金山銀山就是綠水青山”的環保理念落到實處。因此，在選金行業，重選優先被選用。

重選作業常用的設備有搖床、跳汰機、溜槽等，但是都有局限性。如搖床處理能力小，跳汰機處理粒度下限高，溜槽富集比較低等。尼爾森離心選礦機作為一種新型的重選設備，利用附加離心力增大了礦物間的差異，分選效率高，占地面積小，在金礦選廠應用較多。

本試驗針對山陽某低品位金礦，在工藝礦物學的基礎上，綜合考慮了當地多山少地、環境保護嚴格的情況，開展了重選條件試驗，最終獲得了較好的工藝指標。

圖1 樣品制備流程

2 原礦性質

試驗礦樣由甲方負責采取，礦石處理工藝如圖1。礦石在處理前，挑選有代表性的礦石用于物相分析，破碎篩分好的樣品按配樣方案里的比例進行配制，再經混勻縮分，獲得綜合試驗樣，取出一部分用于化學分析。

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 %

2.1 原礦化學性質

為了明確礦石的化學性質，進行了X熒光光譜半定量分析和多元素化學成分分析。

由表1和表2可知，礦石中可供選礦回收的主要有價元素是Au，品位為1.05g/t，其余元素品位太低，難以回收。此外，S和As含量較低，有利于保證金精礦的質量。

2.2 礦物組成及含量

采用顯微鏡對礦石進行了表面觀察，并對礦石進行了掃描電鏡能譜分析。結果表明，礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦，其次為方鉛礦、黃銅礦、砷黝銅礦，還有少量碲鉍礦、自然碲、輝鉍鉛礦、輝鉛鉍礦、褐鐵礦、磁鐵礦及其他氧化鐵礦物等。貴金屬礦物為自然金、銀金礦、金銀礦、自然銀、碲銀礦、輝銀礦、硫鉛鉍銀礦。脈石礦物以石英為主，其次為伊利石、綠泥石、白云石等。礦物相對含量檢測結果見表3。

表3 礦石礦物成分 %

2.3 金物相分析

為了探明金的存在形式，對礦物進行了金物相分析。由表4可知，金主要以裸露金及半裸露金、硫化物包體金狀態存在，合計占比為76.59%；其余多存在于包裹體中，但碳酸鹽、氧化鐵及硅酸鹽中的包體金較難回收。

表4 金物相分析結果 %

2.4 金的賦存狀態分析

由表5可知，礦石中金礦物以粒間金、包裹金為主，分別占46.25%、41.06%（其中金屬礦物包裹金占33.81%）；裂隙金含量較少，僅占12.69%。

表5 金礦物賦存狀態檢測結果 %

3 選礦試驗研究

根據原礦性質，礦石中裸露及半裸露金較多，占42.69%。由于當地環保要求嚴格，不適合采用浮選和氰化工藝。因此，試驗優先選用了重選工藝流程。

在設備的選擇上，主要考察了搖床和尼爾森離心選礦機。經比較發現，尼爾森離心選礦機占地面積更小，處理效率更高，更適合山陽地區多山少地的現狀。因此，本次試驗以離心選礦機為主。

為了選擇最佳的工藝參數，進行了尼爾森離心選礦機重選條件試驗，試驗流程見圖2。

圖2 重選條件試驗流程圖

3.1 磨礦細度條件試驗

根據礦石中金的賦存狀態可知，易回收的金有一半左右呈包裹金狀態。因此，選擇合適的磨礦細度對金回收的效果至關重要。在給礦濃度為35%，沖洗水流量為3.5L/min，重力G值為60g的條件下開展磨礦細度試驗，試驗結果如圖3所示。

圖3 磨礦細度條件試驗結果

從圖3可以看出，隨著磨礦細度的增加，粗精礦中金的回收率先急劇增大后基本不變，而且粗精礦中金品位持續增加。當磨礦細度為-0.074mm礦粒占比70%以上時，回收率在74%左右，變化不大。鑒于磨礦成本在選礦成本中占比約60%左右，費用較高，最終選擇磨礦細度為-0.074mm礦粒占比70%［5］。

3.2 沖洗水流量條件試驗

在尼爾森重選試驗中，礦石適度分散是選別的前提條件，而礦石的分散效果與沖洗水有著密切的關系。因此，在磨礦細度為-0.074mm的礦粒占比70%，給礦濃度為35%， 重力G值為60g條件下開展了沖洗水流量條件試驗。從圖4可以看出，隨著沖洗水流量逐漸增大，粗精礦中金回收率逐漸增大，但是當達到3.5L/min時，金回收率基本不變。因此，沖洗水流量選擇3.5L/min最佳。

圖4 沖洗水流量條件試驗試驗結果

3.3 重選G值條件試驗

重選G值的大小，代表附加離心力的大小，是尼爾森離心選礦機的關鍵參數。因此，合適的G值對于獲取好的選別指標至關重要。在磨礦細度-0.074mm 占70%，給礦濃度為35%，沖洗水流量為3.5L/min條件下開展重選G值條件試驗。由圖5可知，粗精礦回收率在重力值60 g以上時趨于平穩，約為74%。故重選G值選擇常用的60g。

圖5 重選G值條件試驗結果

3.4 重選給礦濃度條件試驗

在確定了尼爾森離心選礦機的磨礦細度、沖水流量、重選G值之后，為了進一步優化選別指標，開展了重選給礦濃度條件試驗。試驗條件：磨礦細度 -0.074mm 占70%，重選G值 60g，沖洗水流量3.5L/min。

圖6 給礦濃度條件試驗結果

由圖6可知，隨著給礦濃度的增加，粗精礦金品位和回收率均有所下降。當給礦濃度為30%～35%時，其下降幅度很小。結合現場生產情況綜合考慮，選擇給礦濃度為35%。

3.5 閉路試驗

圖7 閉路流程圖

表6 重選閉路試驗結果

在粗選條件探索的基礎上，結合搖床、溜槽選金的優點［6-7］，開展了如圖7所示的閉路試驗。由表6可知，原礦經尼爾森一次粗選-尼爾森一次掃選-溜槽一次掃選及搖床兩次精選的閉路試驗，可獲得金品位1086g/t、金回收率51.92%、銀品位6912g/t、銀回收率47.30%的高品位金精礦，以及金品位為16.42g/t、金回收率31.73%、銀品位為100g/t、銀回收率27.51%的低品位金精礦，使資源得到最大回收，實現了效益最大化，最終取得了金總回收率83.65%、銀總回收率74.81%的理想選礦指標。

3.6 產品檢測

對高品位金精礦、低品位金精礦和尾礦進行了檢測，檢測結果分別見表7、表8和表9。根據檢測結果可知，高品位金精礦和低品位金精礦的含As量均遠低于0.3%，滿足金精礦一級品國家標準質量控制要求。

從表9可以看出，尾礦中有價元素含量較低，進一步回收的意義不大。

表7 高品位金精礦精礦化學多元素分析結果 %

表8 低品位金精礦化學多元素分析結果 %

表9 尾礦化學多項分析結果 %

4 結論

（1）山陽某低品位金礦可供選礦回收的主要有價元素是Au，品位為1.05 g/t，其余元素品位太低，難以回收。此外，S和As含量較低，對保證金精礦的質量有利。

（2）經試驗，最終確定了“尼爾森粗選-尼爾森一次掃選-溜槽二次掃選-搖床兩次精選”的閉路工藝流程。可獲得金品位1086 g/t、金回收率51.92%、銀品位6912 g/t、銀回收率47.30%的高品位金精礦，以及金品位為16.42 g/t、金回收率31.73%、銀品位為100 g/t、銀回收率27.51%的低品位金精礦。最終取得了金總回收率83.65%、銀總回收率74.81%的理想選礦指標。

（3）通過產品檢測分析發現，高品位和低品位金精礦中含砷量均低于金精礦一級品國家標準質量控制要求。同時尾礦中有價元素含量較低，進一步回收的意義不大。