新疆某黄铁矿型低品位金矿石浮选试验

2013-06-26余世磊王毓华王进明余胜利

金属矿山 2013年5期

余世磊王毓华王进明张英余胜利

(中南大学资源加工与生物工程学院)

黄金是一种稀贵金属，既有商品属性又有金融属性，在国民经济和社会发展中具有不可替代的地位。一直以来，世界各国都非常重视黄金的生产，在黄金勘探、开采、选矿及冶炼等方面做了大量的工作［1］。随着生产技术的不断提高，黄金工业取得了快速的发展，黄金产量也迅速增长。

通常载金矿物可浮性良好，因此，浮选法一直是处理含金矿石的有效方法之一。在原生金矿床中，金常与黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂等硫化矿物共生，这些矿物都属于易浮矿物，并能形成稳定的矿化泡沫，是金最理想的载体矿物［2］。浮选可以最大限度地使金富集到硫化物精矿中，然后在冶炼过程中回收。目前，我国大多数脉金矿山都采用单一浮选法或浮选与其他提金方法(如氰化、混汞、重选等)相结合的选金工艺。

新疆某黄铁矿型金矿一直采用浮选—金精矿细菌预氧化—氰化浸出—树脂吸附工艺生产黄金。随着矿山开采的进行，原矿金品位逐年下降，大量易浮易泥化的脉石对载金矿物的浮选产生了严重干扰。因此，开展此类低品位易泥化金矿石选矿工艺研究很有必要。

1 矿石性质

试验矿样取自新疆某金矿4#堆矿场堆存2～3 a的低品位易泥化矿石和原生产排放的品位在1.0 g/t左右的选金尾矿，矿样配比取上述两矿源堆存量之比3∶5，经实验室粗碎、细碎、筛分、混匀、缩分，得到－3 mm的试验样品。

试样XRD图谱见图1，主要化学成分分析结果见表1。

图1 试样XRD图谱

表1 试样主要化学成分分析结果 %

从图1可以看出，试样中的矿物种类较多，金属矿物主要为黄铁矿;脉石矿物以石英、高岭土、云母和铁白云石为主，其次为长石和方解石。

从表1可以看出，试样中金品位达1.45 g/t，是主要的回收元素。

进一步的分析表明，矿石中的金主要赋存于黄铁矿中，此外还有少量自然银金矿与石英连生或被石英包裹。试样中少量的砷黄铁矿的存在使浮选精矿中砷含量上升，增加后续金银冶金的难度。高岭土、绿泥石、绢云母等铝硅酸盐矿物是石英以外的主要脉石矿物，对载金矿物浮选干扰较大，尤其是高岭土形成的矿泥罩盖，会显著降低载金矿物的可浮性;白云石、方解石等钙镁脉石矿物含量也较高，其易浮易泥化的特点也会对浮选过程产生不良影响。

2 试验结果与讨论

为了最大限度地减少选矿厂的工艺改造投资和对现生产的影响，试验采用现场的磨矿—浮选流程进行试样选矿工艺技术条件研究。条件试验流程见图2。

2.1 磨矿细度试验

按图2进行磨矿细度试验，pH调整剂碳酸钠用量为1 000 g/t，水玻璃为2 000 g/t，活化剂硫酸铜为50 g/t，粗选1异戊基黄药+丁铵黑药为160+40 g/t，试验结果见图3。

图2 条件试验流程

图3 磨矿细度试验结果

从图3可以看出，随着磨矿细度的提高，粗精矿金品位呈先快后慢的下降趋势，回收率呈先快后慢的上升趋势。综合考虑，确定后续试验的磨矿细度为－0.074 mm占95%。

2.2 矿浆pH调整剂试验

2.2.1 pH调整剂选择试验

矿浆酸碱度对于浮选药剂的作用、矿物表面状况的改善和矿浆离子组成的影响较大。试验条件:磨矿细度为－0.074 mm占95%，水玻璃用量为2 000 g/t，硫酸铜为50 g/t，粗选1异戊基黄药+丁铵黑药为160+40 g/t，选用硫酸1 000 g/t与碳酸钠1 000 g/t进行对比［3］，所得结果见表2。

表2 p H调整剂选择试验结果

从试验现象与表2可知，酸性条件下矿浆泡沫层较薄，得到的粗精矿产率比碱性条件下的低了9.87个百分点。虽然酸性条件下的粗精矿金品位略高于碱性条件下，但金回收率却降低了17个百分点。这可能是由于矿石中存在方解石，与硫酸反应生成石膏对浮选不利，此外，水玻璃在酸性条件下对矿泥的分散效果不佳，直接导致浮选指标变差。故选用碳酸钠来调节矿浆pH值。

2.2.2 碳酸钠用量试验

碳酸钠用量试验条件同pH调整剂选择试验，试验结果如图4所示。

图4 碳酸钠用量对浮选指标的影响

从图4可以看出，随着碳酸钠用量的增加，粗精矿金品位和回收率均先上升，而当碳酸钠用量从1 000 g/t增加至1 500 g/t时，粗精矿金品位及回收率基本不变，因此，确定粗选1碳酸钠用量为1 000 g/t。

2.3 水玻璃用量试验

水玻璃是石英、硅酸盐、铝硅酸盐类矿物的抑制剂，与碳酸钠配合使用可显著提高其选择性和抑制能力，同时水玻璃也可作为矿泥分散剂，减弱矿泥对浮选的有害影响，但用量不宜过大［4］。

水玻璃用量对浮选指标的影响试验条件:磨矿细度为－0.074 mm占95%，碳酸钠用量为1 000 g/t，硫酸铜为50 g/t，粗选1异戊基黄药+丁铵黑药为160+40 g/t，试验结果如图5所示。

图5 水玻璃用量对浮选指标的影响

由图5可知，随着水玻璃用量的增加，粗精矿金品位逐步升高，用量大于3 000 g/t后升幅趋缓;而金回收率则先升高后降低，在水玻璃用量为2 000 g/t时达到最大值。由此说明，水玻璃用量过大，抑制作用会增强，选择性明显降低，不利于浮选过程。综合考虑，确定粗选1水玻璃用量为2 000 g/t。

2.4 活化剂试验

2.4.1 活化剂选择试验

试验添加碳酸钠+水玻璃以强化矿泥的分散和脉石矿物的抑制，同时需要使用适宜的活化剂来强化载金矿物浮选。

活化剂选择试验条件:磨矿细度为－0.074 mm占95%，碳酸钠用量为1 000 g/t，水玻璃为2 000 g/t，粗选1异戊基黄药+丁铵黑药为160+40 g/t，选取硫化钠500 g/t与硫酸铜50 g/t进行对比，所得结果见表3。

表3 活化剂选择试验结果

从表3可以看出，经硫酸铜活化的粗精矿金品位虽略低于硫化钠活化的，但金回收率却要高出10个百分点以上。由此可证明，矿石中的载金矿物的确是以硫化物形式存在，添加硫化钠反而会对载金矿物产生一定的抑制;而活化剂硫酸铜可以改善黄铁矿的表面性质，增大其可浮性，加快载金矿物的浮选速度，同时亦可减少金连生体的损失［5］。故选用硫酸铜为活化剂。

2.4.2 硫酸铜用量试验

硫酸铜用量试验条件同活化剂选择试验，试验结果如图6所示。

图6 硫酸铜用量对浮选指标的影响

从图6可以看出，随着硫酸铜用量的增加，粗精矿金品位和回收率均先提高，在50 g/t时达到最大值;此后再增大硫酸铜用量，粗精矿金品位下降。因此，确定粗选1硫酸铜用量为50 g/t。

2.5 粗选1异戊基黄药+丁铵黑药用量试验

有资料表明，混合捕收剂协同作用于目的矿物要比单独使用的效果好。一种强捕收剂与一种弱捕收剂组合使用，可增强捕收性能，使矿物表面疏水层的形成加快，缩短与气泡的黏附时间［6］。

参考现场的实际生产情况，选定的混合捕收剂异戊基黄药与丁铵黑药的质量比为4∶1。混合捕收剂总用量试验的磨矿细度为－0.074 mm占95%，碳酸钠用量为1 000 g/t，水玻璃为2 000 g/t，硫酸铜为50 g/t，试验结果如图7所示。

图7 捕收剂用量对浮选指标的影响

从图7可知，随着混合捕收剂总用量的增加，粗精矿金品位下降，金回收率上升。综合考虑，确定粗选1异戊基黄药+丁铵黑药总用量为200 g/t，即异戊基黄药160 g/t，丁铵黑药40 g/t。

3 闭路试验

在条件试验基础上，参考矿山生产实践，采用图8所示流程进行了闭路试验，试验结果见表4。

图8 全流程闭路试验流程

表4 闭路试验结果

从表4可以看出，矿石的金、银品位分别为1.45 g/t和6.11 g/t时，全流程闭路试验精矿中金品位达到20.07 g/t，金回收率67.49%，银品位达到42.45 g/t，但银回收率仅为34.81%。说明矿石中有部分含银矿物与脉石矿物的可浮性相近，对脉石矿物抑制时影响了这部分银的回收，最终导致浮选精矿的金、银回收率难以同步提高。