湖南黄铁矿—毒砂型金矿石的选矿试验研究.pdf

5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 d o i 1 0 3 9 6 9 ，j ．i s s m l 6 7 l 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．0 6 ．0 1 4 湖南黄铁矿一毒砂型金矿石的选矿试验研究 迟晓鹏1 ，陈享享1 ，王纪镇2 1 ．福州大学紫金矿业学院，福州3 5 0 1 0 8 ；2 ．东北大学资源与土木工程学院，沈阳1 1 0 8 1 9 摘要某金矿石中金矿物嵌布粒度较细，主要包裹在黄铁矿、毒砂及脉石矿物中。针对该矿石性质，试验采用磨矿 细度- 7 4 斗m 占8 9 ．8 ％，矿浆浓度为3 2 ％，并采用一次粗选、三次扫选、三次精选的闭路流程试验，在原矿金品位为5 2 8 砂 的情况下，获得了精矿金品位4 1 ．4 3 砂、金回收率为8 0 ．9 4 ％的较好试验指标。 关键词金矿石；浮选；黄铁矿；毒砂 中图分类号1 D 9 5 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 删6 - 0 4 B 蚰嘶d 觚伽E x p e 曲n 蛆t a lS t u d y 伽删dO r eo fb 耐睁A r 咖o p 州t eD 鹏f 咖曲m 蛐 C Ⅲ砌掣耐，吲蜀唰删，砌ⅣGt M 舻 】．c D Z z e 驴。厂Z 杭n 砌均，n l 抽o uU n i 唧葛姆，凡z b I ￡3 5 D J 0 8 ，C 融m ；2 ．C D Z 蚴e0 厂 R 裙D u m e s 册da l ，f l 西吲n e 朗呦，Ⅳo 盹k ∞蛔 t 研l 幻e 倦南留，圈姗删I 如町9 ，C 巍{ n 面 A b i 幽隐【c t T h e9 0 l d Ⅱl i n e r a l sw e r ef i Ⅱed i s 靶I I l i n a t e di nt } 坨g o l do r e ，殂l dt l l ep y T i t e ，a 璐e n 叩y r i t e 跚d g a n g u eI I l i n e r a l s w e r eo c c u r r e di ni t ．A c c o r d i n gt ot h eo r ep r o p e n i e s ，w h e nt h eo 陀w 鹊g m u n d8 9 ．8 ％b e l o w 7 4p ma n dt l l ep u l pd e n s i t rw a s3 2 ％，b yo n c er o u g h i n g ，t r i p l ec k a n i n g 锄dt r i p l e ∞a v e 晒n g ，t l I ec l o 靶d c i r c u i tt e s tw 髂c a I 】r i e do u t ，锄dt l l eg o l dc o n c e n 臼眨吐ec o n t a i n i n g4 1 ．4 3 矾A u 埘t l lr l e c o v e r yo f8 0 ．9 4 ％w 鹊 o b t a i n e d 舶mt } l e 珊yo r ew h i c hc o n t a i n e d5 ．2 8 鲈A u ． K e yw o r d s 9 0 1 do r e ；壬l o a t a t i o n ；p 加t e ；a r s e n 叩y I i t e 据统计，目前世界黄金总产量的1 ，3 左右是产 自难处理金矿。在我国已探明的黄金储量中，有 3 0 ％为难处理金矿⋯。金以微细粒和显微形态包裹 于脉石矿物及有害杂质中是难处理矿石具有的特 征。湖南某金矿石属于难处理的黄铁矿毒砂型金 矿石。自然金的粒度很细 小于0 ．0 0 8m m ，或包 裹于黄铁矿和毒砂内，或分布在脉石矿物中。金属 矿物种类有黄铁矿、毒砂、黄铜矿、黝铜矿、闪锌 矿、辉锑矿以及自然金等。脉石矿物以绢云母为 主，次为石英、碳酸盐、绿泥石、黑云母和铁矾类 等。金属矿物的大致含量为原矿的6 ％。该矿中金 是唯一具有回收价值的元素。 由于矿石含硫较高，矿物组成复杂，金与硫化 物关系密切，因此分选难度较大，试验研究采用一 次粗选、三次扫选、三次精选的闭路流程试验可获 得品位4 1 ．4 3 加、回收率8 0 ．9 4 ％的金精矿。 1 矿样性质 1 ．1 原矿样化学组成 对原矿样进行了光谱半定量分析和化学多项分 析，分析结果分别见表l 。2 。 1 ．2 原矿石的结构和构造 表1原矿光谱半定量分析结果 ‰l e1 S p e c 仃a ls e m i q u 觚t i t a t i V ea n a l y s i sr e s l l l to fr u n - o f L I n i n eo m ，％ 元素s 她7 r i 0 2A 1 2 0 3F e 她M n 0M g oc a oN a 2 0K 2 0 P 她s 0 2 N bN iP bc uz nS r盎I t bB a灿 含量5 0 ．8 4o ．3 61 9 瞒4 ．7 3O ．0 7 51 ．8 8 o ．9 l 0 ．0 9 33 ∞O ．0 9 6 2 ．5 5o ．0 0 1 6O 瑚笏0 联，4 60 傩5O ．0 0 7 6O - o l0 ．0 1 2 O ．0 1 7O ．1 3O 撕 收稿日期福州大学校人才基金资助项目 0 2 2 4 0 3 ；福建省产学重大项目 2 0 1 2 Y 4 0 0 8 收稿日期2 0 1 3 0 6 ．0 2修回日期2 0 1 3 0 9 一l s 侄看筒奔迟晓鹏 1 9 7 8 一 ，男，山东蓬莱人，博士，主要从事矿物材料的开发和研究以及金、银等金属的选冶研究及选矿厂设计。 万方数据 2 0 1 3 年第6 期迟晓鹏等湖南黄铁矿一毒砂型金矿石的选矿试验研究 5 7 表2原矿化学多项分析结果 7 I 铀l e2 M l l l t i e l e m e n t 趴a I y s i sr e s u l to fm n o f - m i n eore／％ 匹茎墅 垒星坐里查塾堡 垒量 垫 兰丝 堕 1 2 竺 1 单位为舭，下同；2 试验中的分析结果。 矿石结构根据金矿物及矿石矿物晶体形态分 为它形不规则粒状结构、自形半自形晶粒状结 构、骸晶状结构、莓状结构。 矿石构造根据矿石中的主要金属矿物分布特 征分为微网脉状构造、稀疏浸染状构造、富集似层 理状构造。 1 ．3 主要矿物特征及与其它矿物嵌布关系 黄铁矿主要呈立方体自形半自形晶，也有 少量黄铁矿立方体核晶。矿石中还存在一部分莓状 黄铁矿，但它们是原生沉积的不含金黄铁矿，其粒 度在O ．0 0 1 加．1 咖，主要分布在粒度为0 ．O l 加．0 4 3 m m ，约占6 0 ％；粒度为0 ．0 4 3 加．0 7 4m m 的颗粒占 2 5 ％，其它粒度约占1 5 ％。主要呈独立浸染状分布 在原沉积岩部位，与细鳞片状绢云母集合体、少量 石英碎屑共生。另有少量与毒砂呈简单连生。 毒砂呈菱柱状自形晶，与自然金关系密切。 粒度也比较细小，主要粒度在O ．0 1 ～0 ．0 5m m ，个别 颗粒长轴达0 ．1I 姗左右。主要呈独立浸染状分布 在原沉积岩部位，与绢云母细鳞片状集合体、少量 石英碎屑共生，另有少量与黄铁矿简单连生。 自然金主要呈它形不规则粒状形态，少见棒 状形态。在观察3 0 多粒自然金中，最大粒径在 0 ．0 0 8m m 左右，共有5 粒；0 ．0 0 5 0 ．0 0 4m m 的有4 粒；0 ．0 0 4 ～0 ．0 0 l 衄的自然金有1 0 多粒；其余均 小于0 ．0 0 1 姗。分别分布在绿泥石、绢云母组成的 细脉中，与绿泥石、绢云母共生；包裹在立方体黄 铁矿及个别黄铁矿核晶内；包于毒砂颗粒内及分布 在毒砂粒间。 1 4 金的赋存状态 金的赋存状态主要有 1 游离金自然金呈游离状态分布在原沉积 岩泥质重结晶部位和石英脉微裂隙中的绿泥石、绢 云母细脉中，独立存在。 2 包裹金主要包裹在黄铁矿颗粒和毒砂颗 粒内，或分布在黄铁矿骸晶内。 3 粒间金自然金微粒分布在少量毒砂粒间。 2 试验结果及讨论 根据矿石性质，浮选是处理该含金硫化矿有效 手段，试验确定磨矿细度_ 7 4 斗m 占8 9 ．8 ％，在此磨 矿细度下进行浮选药剂的探索以及浮选流程试验。 2 ．1 水玻璃用量试验 金矿物嵌布粒度较细，加入适量的水玻璃，可 以分散矿泥和提高金矿物及载金矿物的浮游速度[ 2 ] 。 粗选水玻璃用量试验流程见图l ，试验结果见图2 。 原矿 1 3 水玻璃 变量 2 C 龇2 0 0 2 丁基黄药3 ∞， 粗 选 药剂用量单位矾； 搅拌、浮选时间单位m i l I 岬占黔．加％ 丁基铵黑药4 0 精矿尾矿 图1 水玻璃用量试验流程 F i g ．1 n o w s h e e t0 fd o s 孵t e s t s0 fs o d i u ms i l i c a t e o 7 3 、 毯 曙 b 桀 堡 懂卜 擎 回 奄 翼 水玻璃用量， g t - 1 图2 水玻璃用量试验结果 F i g ．2 R e s l l l to fd o s a g et e s t so fs o d i 啪s i l i c a t e 从图2 的结果可以看出，随着水玻璃用量的增 加，精矿品位略有提高，回收率增加。综合考虑， 选择水玻璃用量为4 0 0 趴。 2 ．2 粗选硫酸铜用量试验 适宜的硫酸铜用量对含金硫化矿浮选既有活化 作用，又有富集作用【引。试验流程同图1 水玻璃 用量为4 0 0 趴，硫酸铜用量为变量 ，试验结果见 图3 。 从图3 的试验结果可以看出，随着硫酸铜用量 的增加，精矿品位略有变化，回收率呈增加趋势， 但当硫酸铜用量超过2 0 0 趴时，回收率基本不变。 这可能是高浓度的硫酸铜使得泡沫产品中矿泥含量 增大，从而影响金的回收；还可能是由于铜是黄药 的氧化剂，它会使溶液中大量的黄药氧化成双黄 药，使得硫化矿物和金不被活化[ 4 ] 。故选择硫酸铜 用量为2 0 0 趴。 万方数据 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 o ● 3 、 趔 Ⅱ暑 b 蜒 硫酸铜用量／ g ．1 _ 1 图3 硫酸铜用量试验结果 堡 瓣 擎 回 b 婆 F i g ．3 R e s u l to fd o s a g et e s t so fc o p p e rs u l f a t e 2 ．3 粗选捕收剂种类试验 对于性质复杂、难选的金矿石，单一捕收剂药 剂制度往往难以取得理想指标，因此常采用混合用 药制度[ 5 ] 。根据已有的生产实践，本次试验选定了 丁基黄药、异戊基黄药、异丁基黄药、B K 3 0 1 、乙 硫氮、乙基黄药与丁基铵黑药的捕收剂组合进行了 试验。试验流程同图1 水玻璃用量4 0 0g ，t ，硫酸 铜用量2 0 0g ／t ，丁基铵黑药用量4 0 趴，与其组合 捕收剂种类为变量、单位为g ／t ，试验结果见图4 。 丁基黄药异戊基黄药异丁基黄药 B K 乙硫氮乙基黄药 3 0 03 0 03 0 03 0 12 0 03 0 03 0 0 ■品位， g ．1 - 1 口回收率，％ 图4 组合捕收剂种类试验结果 F i g ．4 R e s u I to ft y p et e s t so fc o m b i n e dc o U e c t o r s 从图4 的试验结果可以看出，使用丁基黄药 3 0 0 趴和丁基铵黑药4 0 小时，获得品位1 8 ．7 4 趴、 回收率7 5 ．7 1 ％的金精矿，综合考虑精矿品位和回 收率，选择丁基黄药与丁基铵黑药作为捕收剂。采 用丁基黄药和丁基铵黑药作联合捕收剂，强化了药 剂对有用矿物的选择性及捕收能力，丁基黄药是为 了加强对黄铁矿和毒砂的捕收，而丁基铵黑药比丁 基黄药更能强化对金的捕收，并且其用量较少[ 6 ] 。 2 ．4 粗选捕收剂用量试验 试验流程同图1 水玻璃用量4 0 0g ／t ，硫酸铜 用量2 0 0g ／t ，只加入丁基黄药作为捕收剂的试验 结果见图5 ；丁基黄药用量2 0 0 趴，丁基铵黑药用 量为变量的试验结果见图6 。 f - 3 、 趔 瞎 锫 冀 零 ＼ 褂 擎 回 奄 冀 丁基黄药用量， g t 4 图5 丁基黄药用量试验结果 F i g ．5 R e s u l fo fd o s a g et e s t so fs o d i u mn ．- b u t y l 【a n t } l a t e 丁基铵黑药2 0 酣丁基铵黑药3 0 鲈丁基铵黑药4 0 出 口不加松醇油品位囫加松醇油品位 圈不加松醇油回收率■加松醇油回收率 图6 组合捕收剂用量试验结果 F i g ．6 R e s u l to f d o s a g et e s t so fc o m b i n e dc o l l e c t o r s 从图5 可知随着丁基黄药用量的增加，精矿品 位降低，精矿产率和回收率均大幅度提高，在丁基 黄药用量2 0 0 趴时为转折点。从图6 可知当丁 基黄药用量不变，增加丁基铵黑药用量，精矿品位 有所降低，但回收率大幅度提高，可见，丁基铵黑 药和丁基黄药组合药剂是该含金硫化矿的有效捕收 剂；丁基黄药和丁基铵黑药用量不变，通过加与不 加松醇油对比试验可得，添加松醇油对回收率的提 高效果明显。综上所述，选择丁基黄药、丁基铵黑 药和松醇油用量分别为2 0 0 、4 0 和2 4 趴。 2 ．5 粗选矿浆浓度试验 矿浆浓度是浮选过程的重要影响因素，不仅可 以影响精矿的品位和回收率，还可影响浮选药剂的 用量，所以确定合适的矿浆浓度是十分必要的。矿 浆浓度试验流程见图7 ，试验结果见图8 。 从图8 可以看出，随着矿浆浓度的增加，精矿 品位降低，回收率增加。在矿浆浓度为3 2 ％时，得 到品位1 4 ．4 6g ／t 、回收率8 0 ．1 7 ％的浮选金精矿。 再增加矿浆浓度，精矿品位继续下降，回收率增加 的幅度不大。综合考虑精矿品位和回收率，选择矿 浆浓度为3 2 ％。 舳加∞∞∞∞加m O 堡瓣擎回 一。乏一＼迥咯 舳阳∞∞∞如加m 0 万方数据 2 0 1 3 年第6 期迟晓鹏等湖南黄铁矿毒砂型金矿石的选矿试验研究 5 9 原矿 变量 药剂用量单位虮 位m i I l 精矿尾矿 图7 矿浆浓度试验流程 F i g ．7 n o w s h e e to fp u l pd e n s i t yt e s t o } 3 、 遥 嚷 锫 寞 零 、 锝 擎 回 奄 班 矿浆浓度，％ 图8 矿浆浓度试验结果 F i g ．8 R e s u ho fp u l pd e n s i t yt e s t 2 ．6 闭路试验 为获得较高的精矿品位和尽可能大的金回收 率，闭路试验采用一次粗选、三次扫选、三次精选 的浮选流程并将中矿直接返回到原矿磨矿作业。闭 路试验流程和工艺条件见图9 ，试验结果见表3 ， 精矿化学多项分析结果见表4 。 表3 ’r a b k3 闭路试验结果 R e s l l l to fc l o s e d c i I ℃l I i tt e s t 由表3 可知，闭路试验可获得品位4 1 ．4 3 趴， 回收率8 0 ．9 4 ％的金精矿。 表4精矿化学多项分析结果 7 r a b l e4 M u l t i e l e I n e n t 锄a l y s i s0 fc o n c e n 砸L t e ，％ 垂茎坐 型些里堡查避 含量 4 1 ．4 3。2 ．9 38 ．9 21 5 ．7 41 8 ．5 21 ．8 7 3 结论 1 工艺矿物学表明，原矿样属黄铁矿一毒砂 型金矿石。自然金的粒度很细 小于0 ．0 0 8m m ， 原矿 尾矿 图9 闭路试验流程 F i g ．9 F l o w s h e e t0 fc l o s e d c i r c u i tt e s t 或包裹于黄铁矿和毒砂内；或分布在脉石矿物中， 加上载金矿物黄铁矿和毒砂本身的粒度也细，这些 将给选矿造成困难。该矿中金是唯一具有回收价值 的元素。 2 在试验确定磨矿细度为一7 4 斗m 占8 9 ．8 ％条 件下，使用丁基黄药和丁基铵黑药的组合捕收剂， 并添加适量松醇油有利于金回收率的提高；随着矿 浆浓度的增加，精矿品位降低，回收率增加到一定 程度增幅不大，适合的矿浆浓度为3 2 ％。 3 对于采用一次粗选、三次精选、三次扫选 的浮选闭路试验流程选别，可获得品位4 1 ．4 3 趴、 回收率8 0 ．9 4 ％的金精矿。所用工艺流程较简单， 药剂种类少，易于在工业上实现。 参考文献 [ 1 ] 李俊萌．难处理金矿石预处理工艺研究与应用现状[ J ] ． 有色矿山。2 0 0 2 ，3 l 5 2 1 2 9 ． [ 2 ] 于雪．某含碳微细粒金矿石浮选工艺研究[ J ] ．黄金， 2 0 1 1 ，3 2 1 0 5 2 5 5 ． [ 3 ] 高起鹏．某金矿石浮选试验研究[ J ] ．有色矿冶，2 0 1 2 ，2 8 1 1 5 一1 7 ． [ 4 ] M B M 蒙特．黄铁矿和毒砂的氧化态对含金硫化矿石 浮选的影响[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 3 7 1 5 1 9 ，1 1 ． [ 5 ] 余胜利，王毓华，张英，等．某难选低品位金矿的选矿试 验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 3 2 1 7 2 1 ，2 5 ． [ 6 ] 王学娟，刘全军．贵州水银洞低品位卡林型金矿矿石选 矿试验[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 5 2 8 3 1 ． 万方数据