尼爾森選礦機回收尾礦中金屬金的工業試驗研究

＊關濤 徐寧 馮雪磊 宋考樹 韓宇杰 何立敏

（山東黃金礦業（玲瓏）有限公司 山東 265406）

我國礦產資源豐富，金礦資源是國家重要的戰略資源，是國民經濟穩定發展和國家安全的重要保障。隨著礦產資源的不斷開發利用，貧細雜的礦石特點越來越突出，低品位難處理金礦資源成為重要的開發對象。傳統的重選設備如跳汰，溜槽富集比低，搖床的生產率能力小，因此在一定程度上阻礙了重選的推廣使用。浮選需要合適的入選粒度，對于粒度大于60目的金屬礦含金礦物，浮選很難將其回收，選礦藥劑的使用增加了選礦成本，同時也造成環境污染。氰化或是混汞對人的健康和環境帶來危害，應用也受到極大限制。

尼爾森選礦機是一種基于離心原理的強化重力選礦設備。在高倍強化的重力場內，比重大和比重小的礦物的重力差別被成倍的放大，這就使得輕重礦物比自然重力場下更容易分離，同時特殊設計的物料床層結構，在流態化水和干涉沉降的相互作用下，能夠持續地保持松散狀態。在上述分選條件下，輕礦物顆粒在選別床層中占據的位置被重礦物顆粒取代而保留下來，輕礦物顆粒則作為尾礦被排出，實現了礦物顆粒按比重分選。

本文開展了尼爾森重選在玲瓏金礦黃金尾礦中的工業實驗，玲瓏金礦選礦廠所處理的礦石主要來自于四個不同的礦區，其中三個礦區的礦石性質為石英脈型，另一個礦區為蝕變巖型，差異較大。為此如何利用高效率的設備和先進的工藝對浮選尾礦進行再選，對充分利用礦山資源，提高選礦回收率，增加企業效益有著重要的意義。

1.試驗

（1）玲瓏選礦廠工藝流程與指標。玲瓏金礦選礦廠生產流程可分為碎礦、磨浮、排尾、金精礦脫水四個工序。碎礦工序為粗碎后進行預先篩分的三段一閉路工藝流程，兩套細碎-篩分設備平行作業形成閉路循環，采用分料器進行分料。在磨浮工序中，磨礦為一段閉路磨礦，浮選為一次粗選、一次精選和三次掃選。金精礦脫水為濃密機與壓濾機組成的聯合脫水流程。尾礦輸送為1#、2#、3#泵共用一個攪拌槽，4#、5#泵共用另一個攪拌槽，一級泵將尾礦輸送至尾礦庫或充填站。玲瓏選礦廠浮選工藝指標見表1，2020年比2019年累計原礦品位同比下降0.11g/t，累計精礦品位同比下降3.03g/t，累計尾礦品位同比下降0.0043g/t，累計回收率同比下降0.23%（原礦品位下降，回收率降低），累計選礦比下降0.1%。

表1 2019年—2020年浮選指標

（2）工業試驗。本次試驗于玲瓏選礦廠磨浮廠房內進行，尼爾森選礦機入選原料為浮選流程尾礦。經改造后，浮選尾礦進入φ250濃縮旋流器，溢流濃度約20%～23%，底流產品經過尼爾森選礦機實現分選，處理量約35t/h，具體生產流程如圖1所示。尼爾森選礦系統給水由閥門及流量計控制。礦量計量由調節給礦口數量、泵運轉頻率及流量計實現。經尼爾森選礦機分選所得精礦通過人工收集進行取樣化驗，尼爾森尾礦經過自流回到生產尾礦箱，全部試驗過程完全符合生產實際的情況。具體試驗流程如圖1所示。

圖1 具體生產流程

2.尼爾森分選機直接重選試驗

（1）富集時間的影響。富集時間對分選結果的影響如表2所示，通過試驗數據及曲線進行分析，產率曲線基本在30min開始轉折趨向穩定，富集品位在30min基本達到上限，金屬量在30min最高。因此，試驗確定富集時間為30min。

表2 尼爾森富集時間試驗數據

（2）水量試驗。通過兩次水量試驗分析及與前期試驗對比，水量在18m3/h至22m3/h富集品位和回收金屬量較好。提高水量有利于提高精礦品位，然而水量過大會導致精礦回收率有所下降。因此，在綜合考慮經濟效益的情況下，確定水量按18m3/h作為試驗結論。

3.尼爾森分選機—旋流器聯合重選試驗

（1）濃縮旋流器選擇依據。經對尼爾森精礦和浮選尾礦進行粒級及金屬分布分析，見表4和表5。精礦中-200目含量為7.42%，金屬占有率為1.68%，占比較小。尾礦中-200目含量為47.73%，金屬占有率為36.18%。通過篩析數據可以看出，尼爾森選礦機精礦主要為+200目粒級，-200目以下占比較小，-400目基本不存在，而尾礦中-200目+400目粒級金屬量僅占比2.43%，因此，可以對尾礦進行分級，以200目為界，通過沉砂進入尼爾森選礦機、溢流直接返回尾礦的形式提高系統整體處理量。根據KC-XD30尼爾森選礦機處理能力，計算得出旋流器型號為FX-250，對試驗系統進行改造進行聯合試驗。旋流器試驗實際工作參數：壓力0.08～0.1MPa，沉砂濃度72%～75%，溢流濃度21%～24%，沉砂產率71%～73%。

表3 尼爾森水量試驗數據

表4 尼爾森精礦粒級篩析結果

表5 浮選尾礦全粒級篩析結果

（2）富集時間試驗。通過旋流器沉砂富集時間試驗，富集時間分別為15min、20min、30min，對應的回收金屬量分別為234.68g、280.90g和324.19g，30min在保證產率的前提下，回收金屬量最高。因此，確定旋流器沉砂試驗富集時間為30min。

（3）水量試驗。根據前期水量試驗結果，在富集時間為30min情況下，對給水量18m3/h、22m3/h和25m3/h進行3次綜合對比試驗，從結果情況來看，給水量22m3/h回收金屬量為668.83g，效果要好于給水量為18m3/h時的156.954g回收金屬量。因此，確定旋流器沉砂給水量22m3/h。

（4）處理量試驗。根據試驗結果，給礦量分別為15t/h、20t/h、25t/h和28t/h，對應的回收金屬量分別為431.39g、557.45g、652.60g和439.69g，給礦量25t/h回收效果最佳，因此，確定尼爾森-旋流器聯合試驗給礦量為25t/h。結合前期全尾試驗結果，25t/h已基本達到KC-XD30選礦機處理量上限，按照沉砂產率70%計算，聯合工藝試驗最大尾礦給礦量為35t/h。

4.經濟效益分析

按7000t/d尾礦量進行核算，在排除富集錐和水質影響因素，綜合多次試驗結果，全尾尼爾森試驗月回收金屬量為693g，平均產率20.29?，平均品位1.63g/t，日產精礦14.2t；尼爾森配合旋流器組月回收金屬量為649g，平均產率9.33?，平均品位3.31g/t，日產精礦量6.5t。按工藝流程的回收率及返金率計算黃金的年產量，則預計年可多產黃金量為0.649kg/月×92%×96%×12月=6.878kg/年。黃金價格按380元/g，則年增加收益約261萬元。尾礦再選主要材料為絮凝劑，用電、用水以及人工成本，選礦成本見表6。按照常規價格，年總成本為219.76萬元，由此計算年經濟效益為41.24萬元。

表6 直接作業成本表

5.結論

尼爾森選礦機重選工藝在黃金尾礦具有較好的回收效果。試驗結果表明，尼爾森選礦機適應于粗顆粒含金尾礦的分選過程。尾礦經旋流器分級后，精礦平均品位由1.63g/t提升至3.31g/t，按7000t/d尾礦量進行核算，玲瓏選礦廠年新增經濟效益約為41.24萬元。