某金礦尾礦再磨再選半工業(yè)試驗(yàn)研究

姜紹軍 陳曉東 欒曉剛 劉金松 沈俊宏 王榮剛 邢嵐軍

收稿日期：2024-02-05; 修回日期：2024-03-21

作者簡介：姜紹軍（1974—），男，高級(jí)工程師，從事冶金資源綜合利用工作；E-mail：jiangshaojun01@163.com

*通信作者：陳曉東（1968—），男，高級(jí)工程師，從事復(fù)雜難選礦石細(xì)磨細(xì)選技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用工作；E-mail：chenxiaodong@alcmill.com

摘要：某金礦礦石性質(zhì)復(fù)雜，泥化嚴(yán)重，氧化率高，金嵌布粒度微細(xì)，載金礦物種類多，硬度及解離度差異大，屬復(fù)雜難處理金礦，經(jīng)重選+階段磨礦階段浮選聯(lián)合選別流程，尾礦平均金品位0.8 g/t，金大部分以包裹金形式損失。采用艾砂磨機(jī)+微泡浮選機(jī)對(duì)現(xiàn)場尾礦進(jìn)行高效細(xì)磨細(xì)選，取得了精礦金品位16 g/t、金回收率30 %以上的選別指標(biāo)。該研究成果部分已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為復(fù)雜難處理金礦開發(fā)及尾礦綜合利用提供了一條有效途徑。

關(guān)鍵詞：尾礦再選；細(xì)磨；細(xì)粒浮選；艾砂磨機(jī)；微泡浮選

中圖分類號(hào)：TD923????????? 文章編號(hào)：1001-1277（2024）06-0055-05

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20240612

引? 言

甘肅某金礦礦石性質(zhì)復(fù)雜，既有硫化礦，又有氧化礦，且泥化嚴(yán)重，氧化率高，金嵌布粒度微細(xì)，載金礦物種類多且硬度及解離度差異大，屬復(fù)雜難處理金礦。為避免造成礦物過磨，目前生產(chǎn)采用重選+階段磨礦階段浮選選礦工藝，該工藝對(duì)于微細(xì)粒礦物回收效果較差，導(dǎo)致大部分有用礦物以包裹體形式損失，尾礦平均金品位0.8 g/t。從2方面著手解決微細(xì)粒包裹金回收效果差的問題：一是高效細(xì)磨，二是強(qiáng)化微細(xì)粒浮選。由于該金礦入選細(xì)度已經(jīng)達(dá)到了-0.074 mm占85 %以上，若繼續(xù)增加常規(guī)磨礦工序，磨礦成本將呈指數(shù)增長，且會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的泥化問題，進(jìn)而影響選別效果。使用高效的細(xì)磨設(shè)備進(jìn)一步磨礦，提高礦物單體解離度，使用專業(yè)的細(xì)粒浮選設(shè)備回收現(xiàn)場尾礦中損失的金，是綜合考量技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面因素的最佳選擇。

浙江艾領(lǐng)創(chuàng)礦業(yè)科技有限公司是一家中澳合資礦業(yè)技術(shù)公司，長期致力于超細(xì)磨及細(xì)粒浮選技術(shù)開發(fā)工作，成功研制了系列艾砂磨機(jī)和微泡浮選機(jī)，在國內(nèi)外貧、細(xì)、難選金屬礦山及黃金冶煉等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本次研究主要利用艾砂磨機(jī)+微泡浮選機(jī)對(duì)現(xiàn)場尾礦進(jìn)行再磨再選半工業(yè)試驗(yàn)，以期回收現(xiàn)場尾礦中的金，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1? 礦石性質(zhì)

該現(xiàn)場尾礦主要金屬礦物為黃鐵礦，其次為毒砂，以及少量輝銻礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦等；脈石礦物主要為石英、方解石、白云石、長石、白云母、黑云母和高嶺石類礦物。金為主要有價(jià)回收元素，伴生有價(jià)元素主要為銻，其他伴生有價(jià)元素含量較低，綜合回收價(jià)值有限。現(xiàn)場尾礦（試驗(yàn)原料）中金礦物嵌布狀態(tài)分析結(jié)果見表1。由表1可知：該尾礦中包裹金占比較高，達(dá)82.53 %。若想回收尾礦中的金，必須使礦物充分解離，因此細(xì)磨細(xì)選技術(shù)是關(guān)鍵。

2 ?試驗(yàn)設(shè)備

2.1? 艾砂磨機(jī)

艾砂磨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。艾砂磨機(jī)是一種高效臥式攪拌磨機(jī)，由充填了研磨介質(zhì)的研磨筒和旋轉(zhuǎn)攪拌器構(gòu)成，其攪拌器由多個(gè)攪拌盤和1個(gè)分級(jí)輪構(gòu)成。艾砂磨機(jī)的研磨筒固定不動(dòng)，攪拌器高速旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)研磨介質(zhì)，產(chǎn)生沖擊、剪切和摩擦作用使物料實(shí)現(xiàn)有效粉碎。高速旋轉(zhuǎn)的離心力，大大減少了礦物顆粒重量對(duì)磨礦過程的影響，使礦物顆粒和磨礦介質(zhì)都按粒度從小到大沿磨機(jī)軸向筒體內(nèi)壁徑向分布，實(shí)現(xiàn)了大球磨大顆粒、小球磨小顆粒的選擇性磨礦。艾砂磨機(jī)排礦端的分級(jí)輪具有內(nèi)部分級(jí)功能，能將合格產(chǎn)品排出磨機(jī)，磨礦介質(zhì)和粒度未達(dá)到要求的顆粒留在磨機(jī)中繼續(xù)磨礦，達(dá)到閉路磨礦效果，大大簡化了生產(chǎn)流程［1］。艾砂磨機(jī)研磨介質(zhì)使用1～5 mm陶瓷球，在增加磨礦效率的同時(shí)，減少了鋼球鐵質(zhì)對(duì)浮選效果的影響［2-5］。

2.2? 微泡浮選機(jī)

微泡浮選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。微泡浮選機(jī)是一種結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉、效率高的微泡射流浮選設(shè)備，該設(shè)備沒有機(jī)械攪拌結(jié)構(gòu)，主要利用高速射流和流體的紊動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)礦漿充氣與氣泡礦化。微泡浮選機(jī)主體由高壓給礦系統(tǒng)、自吸充氣系統(tǒng)、下沖管和槽體組成。微泡浮選機(jī)礦化區(qū)（下沖管內(nèi)）與分離區(qū)（下沖管外）相對(duì)獨(dú)立，相互影響小。礦化區(qū)攪拌強(qiáng)度大，氣泡直徑小，礦物顆粒與氣泡接觸機(jī)會(huì)多。因此，對(duì)細(xì)顆粒捕收能力強(qiáng)，精礦夾雜少，富集比高［6-10］。

3? 尾礦再磨再選半工業(yè)試驗(yàn)

此次半工業(yè)試驗(yàn)主要根據(jù)現(xiàn)場浮選現(xiàn)象，確定關(guān)鍵參數(shù)。現(xiàn)場頻繁變化的礦石性質(zhì)及前端生產(chǎn)藥劑用量導(dǎo)致尾礦再磨再選半工業(yè)試驗(yàn)得到有規(guī)律的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較難。因此，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對(duì)旋流器參數(shù)、磨礦濃度、藥劑制度、液位高度、吸氣量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，之后進(jìn)行了藥劑制度探索試驗(yàn)、流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗(yàn)、艾砂磨機(jī)與微泡浮選機(jī)參數(shù)探索試驗(yàn)，并根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行參數(shù)、流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以確定主要參數(shù)及流程結(jié)構(gòu)。

3.1? 藥劑制度探索試驗(yàn)

現(xiàn)場浮選通常添加硫酸銅、丁基黃藥、丁銨黑藥、2號(hào)油等藥劑，針對(duì)該現(xiàn)場尾礦性質(zhì)，結(jié)合微泡浮選機(jī)快浮快選的特點(diǎn)，進(jìn)行了捕收劑用量試驗(yàn)、調(diào)整劑及礦泥分散劑用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由于現(xiàn)場尾礦經(jīng)選別后礦石性質(zhì)變化較大，之前的藥劑用量沒有參考價(jià)值，藥劑制度需根據(jù)浮選現(xiàn)象進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。由表2可知：試驗(yàn)藥劑制度為硫酸銅用量30 g/t、丁基黃藥用量30 g/t、LTC320用量10 g/t時(shí)，精礦金品位14.74 %，指標(biāo)較好。

3.2? 流程優(yōu)化試驗(yàn)

本試驗(yàn)在磨礦作業(yè)前引入水力旋流器進(jìn)行一次分級(jí)作業(yè)。為了更好地優(yōu)化試驗(yàn)，開展一次分級(jí)溢流是否參與浮選流程對(duì)比試驗(yàn)。流程1：現(xiàn)場尾礦漿泵入水力旋流器進(jìn)行一次分級(jí)，一次分級(jí)沉砂進(jìn)入艾砂磨機(jī)磨礦，磨礦產(chǎn)品進(jìn)入微泡浮選機(jī)浮選，浮選尾礦與一次分級(jí)溢流合并作為最終尾礦。流程2：現(xiàn)場尾礦漿泵入水力旋流器進(jìn)行一次分級(jí)，一次分級(jí)沉砂進(jìn)入艾砂磨機(jī)磨礦，磨礦產(chǎn)品與一次分級(jí)溢流合并進(jìn)入微泡浮選機(jī)進(jìn)行浮選。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知：若一次分級(jí)溢流不進(jìn)入浮選流程，操作更易控制，浮選指標(biāo)更好。因此，確定采用流程1（即一次分級(jí)溢流不參與浮選流程）。但是，由于現(xiàn)場尾礦性質(zhì)變化較大，后續(xù)試驗(yàn)一次分級(jí)溢流濃度應(yīng)控制在4 %～13 %;當(dāng)一次分級(jí)溢流濃度過大時(shí)，其帶走的礦量和金屬量高達(dá)40 %左右，嚴(yán)重制約了金回收率的提高（見表4）。

為減少一次分級(jí)溢流濃度過大對(duì)浮選指標(biāo)的影響，增加1臺(tái)水力旋流器作為二次分級(jí)設(shè)備，處理一次分級(jí)溢流。二次分級(jí)沉砂有2種處理方案：①與一次分級(jí)沉砂合并，進(jìn)入艾砂磨機(jī)磨礦，然后進(jìn)行浮選（流程3）；②與艾砂磨機(jī)的磨礦產(chǎn)品合并直接進(jìn)入浮選（流程4）。流程3的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)場尾礦都經(jīng)過磨礦擦洗，產(chǎn)生新鮮表面，易于浮選；缺點(diǎn)是二次分級(jí)沉砂濃度低，對(duì)艾砂磨機(jī)的作業(yè)濃度影響比較大，從而影響艾砂磨機(jī)的磨礦效率。流程3與流程4對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5可知，流程4更具有優(yōu)勢。

3.3? 艾砂磨機(jī)與微泡浮選機(jī)參數(shù)探索試驗(yàn)

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果確定最終試驗(yàn)流程為：現(xiàn)場尾礦進(jìn)行兩次分級(jí)作業(yè)：一次分級(jí)沉砂進(jìn)入艾砂磨機(jī)磨礦，一次分級(jí)溢流進(jìn)入二次分級(jí)。二次分級(jí)沉砂與艾砂磨機(jī)磨礦產(chǎn)品合并進(jìn)行微泡浮選，獲得精礦;二次分級(jí)溢流與浮選尾礦合并作為最終的尾礦。最終試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)設(shè)備聯(lián)系圖見圖5，主要工藝及設(shè)備參數(shù)見表6，試驗(yàn)結(jié)果見表7，現(xiàn)場尾礦及最終精礦粒度分析結(jié)果見表8。

由表7、表8可知：該現(xiàn)場尾礦再磨再選半工業(yè)試驗(yàn)既要有效脫泥，又要保證入選礦石量，才能取得理想的試驗(yàn)指標(biāo)。在現(xiàn)場尾礦金品位0.89 g/t的基礎(chǔ)上，最終試驗(yàn)獲得指標(biāo)為精礦金品位16.30 g/t，尾礦金品位0.60 g/t，富集比18.28，金回收率33.46 %。精礦中-10 μm粒度占44.10 %，-28 μm粒度占62.59 %，細(xì)顆粒礦物得到了有效回收。

4? 結(jié)? 論

1）某金礦性質(zhì)復(fù)雜、泥化嚴(yán)重、氧化率高、金嵌布粒度微細(xì)、載金礦物種類多且硬度及解離度差異大，雖然采用重選+階段磨礦階段浮選的選礦工藝，但是尾礦中金品位依然高達(dá)0.8 g/t，大部分金以包裹金的形式損失。高效細(xì)磨、強(qiáng)化微細(xì)粒浮選是降低尾礦金品位的最佳選擇。

2）采用旋流器脫泥—艾砂磨機(jī)細(xì)磨—微泡浮選機(jī)浮選工藝對(duì)該現(xiàn)場尾礦進(jìn)行回收，取得了理想的試驗(yàn)結(jié)果，最終試驗(yàn)指標(biāo)為：精礦金品位16.30 g/t，尾礦金品位0.60 g/t，富集比18.28，金回收率33.46 %。

3）粒度檢測結(jié)果表明，精礦中-10 μm粒級(jí)占44.10 %，-28 μm粒級(jí)占62.59 %，細(xì)顆粒礦物得到了有效回收。

［參 考 文 獻(xiàn)］

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［9］? 宋磊，何發(fā)鈺，孫傳堯，等.磨礦介質(zhì)對(duì)黃鐵礦表面性質(zhì)和浮選行為的影響［J］.有色金屬（選礦部分），2007（1）：30-34.

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Experimental study on semi-industrial regrinding

and re-separation of tailings in a gold mine

Jiang Shaojun1，Chen Xiaodong2，Luan Xiaogang1，Liu Jinsong1，Shen Junhong2，Wang Ronggang1，Xing Lanjun2

（1.Gansu Hezuo Zaozigou Gold Mining Co.，Ltd.;

2.Zhejiang ALC Minerals Technology Co.，Ltd.）

Abstract：The ore of a gold mine is characterized by complexity，with severe sliming，high oxidation rate，fine gold particle size，and a variety of gold-bearing minerals in the raw ores.Combined with significant differences in hardness and dissociation，the ore belongs to a complex refractory gold ore.Despite a combination process of gravity separation+stage grinding and stage flotation，the average gold grade in the tailings remains 0.8 g/t，with most of the gold lost in encapsulated form.Utilizing an IsaMill machine and a microbubble flotation machine for efficient fine grinding and separation of the tailings has resulted in a concentrate grade of 16 g/t and a recovery rate of over 30 %，meeting the separation indicators.Some of the research findings have already been applied in production，yielding significant economic benefits and providing an effective approach for the development and comprehensive utilization of complex refractory ores and tailings.

Keywords：tailings re-separation;fine grinding;fine particle flotation;IsaMill machine;microbubble flotation