从山西某金矿尾矿中回收金锌试验研究.pdf

2 0 1 4 年第3 期有色金属 选矿部分 2 1 d o i 1 0 ．3 9 6 蜘j s s n ．1 6 7 l 一9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．0 3 ．0 0 6 从山西某金矿尾矿中回收金锌试验研究 田树国，崔立凤 紫金矿冶设计研究院，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘要介绍菜金矿堆存尾矿综合回收金锌工艺试验研究，采用混合粗选、混合粗精矿顺序浮选金锌的工艺流程 处理该尾矿，最终获得含金3 4 ．2 8 砂、含锌1 0 ．3 6 ％、金回收率6 2 ．9 3 ％的金精矿，含金2 ．1 8 砂、含硫3 7 ．8 6 ％、硫回收 率7 3 ．4 6 ％的硫精矿，含锌4 5 ．6 2 ％、含金1 ．1 2 斫，锌回收率6 7 ．4 7 ％的锌精矿，有效地解决了金锌分离，实现了二次资 源的综合利用，对该矿可持续发展具有重要的现实意义。 关键词金尾矿；混合浮选；金锌分离 中图分类号I I 田1 9 5 3 ；’I D 9 5 2文献标志码A文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 1 4 0 3 _ 0 0 2 l 0 5 E x p e r i m e n t a lS t I l d y 佃m 蜘w r yo fm 柑锄dZ i 眦f r 岫酬dT a i l i n 擎i nS h 舢函 Z 翻Ⅳ鼢叼l l D ，C 研驯咖 C Z 扰nD ∞幻n 伽d 同嘲卿℃，II h s 抗t u t eD 厂j 蜘蛔锄d 磁舀缸池国y ，跚姗叼k 叼A 舭n 3 6 4 2 0 0 。C h 诵函 A b s t r a c t T h ec o m p r e h e n s i v er e c o v e r j ，o fz i n cf 而ms t a c k e d 擘．o I dt a i l i r l 霉r sw 髂b r i e n yi n t r o d u c e di n t l l i sp a p e r ．T h eo r ew a st r e a t e db ys u b s e q u e n c en o t a t i o nt on o a t 擘圳肌d 五n cI I l i n e r a l s ， 锄df i n a l I yt l I e 蹦dc o n c e n n 砒ec o n t a i T l i n g3 4 ．2 8 新A u 鲫d1 0 ．3 6 ％Z nw 鹤o b t a i n e dw i t l lg o l dr _ e c o 唧o f6 2 ．9 3 ％，锄d t h ep 弼t ec o n c e n 妇t ec 伽t a i n s2 ．18 新A u 锄d3 7 ．8 6 ％S 试t hg u l p h u rr e c o 唧o f7 3 ．4 6 ％，肌dt l l ez i n c c o n c e n 乜．a t ec 傩t a i l l s4 5 ．6 2 ％Z na n d1 ．1 2 趴A u ，锄dt h ez i n cr e c o v e r yi s6 7 ．4 7 ％，s o 出e ∞p a r a t i o no f 鼬l da n dz i n cw 鼬e 伍c i e n d ys o l v e d ，锄dr e a l i z e dt l I ec o m p r e h e n s i v er e c o v e r yo fs e c o n d a r y 陀∞u r c ew 协c h h a sa 卿a tp r a c t i c a ls i g n i f i c 锄c ef b rt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ． K e yw o r d s g o l dt a i l i n g s ；b u l l 【n o t a t i o n ；t h e ∞p a r a t i o n0 fg o l d 龃dz i n c 目前我国大部分黄金矿山尾矿金品位都在O ．3 g ，t 以上，一些小型私营黄金矿山企业堆存尾矿 中金品位甚至高达3 ．Og ／t 以上，部分尾矿中还含 有铜、铅、锌、硫、铁、银、锑、钨等有价金属元 素∽】。山西省某金矿过去由于矿山生产工艺相对 落后、生产技术水平较低以及管理条件等限制，企 业为了增长经济效益，选择性地开发富矿资源，部 分有用矿石抛尾堆存，致使大量有价矿产资源未得 到充分利用，资源浪费严重，而且占用了大量的土 地与林地。尾矿粒度较细，长期的风吹雨淋容易污 染环境、造成危害。该堆存尾矿含金0 ．5 矾左右， 金的资源量约1t ，锌品位O ．5 ％左右，锌资源量约 l 万t ，硫品位2 ．7 ％左右，硫资源储量约5 ．4 万t 。 可见，该金矿尾矿虽是早年矿山排出的废弃物，但 收稿日期2 0 1 3 0 5 一1 4修回日期2 0 1 仙3 埘 作者简介田树国 1 9 8 0 - ，男，吉林磐石人，硕士，工程师。 同时又是潜在的矿产资源。如果这种物料通过研 究，金、锌、硫得到有效富集与回收，不仅减少了 环境污染，实现了二次资源综合利用，对于充分合 理地开发和利用矿产资源、促进矿山的可持续发展 具有重要意义。 1 矿石性质 该尾矿中主要金属矿物有黄铁矿、赤铁矿、 磁铁矿、闪锌矿，含有少量的褐铁矿、黄铜矿、 方铅矿、黝铜矿、磁黄铁矿。非金属矿物主要以 石英为主。其次为铝硅酸盐矿物以及碳酸盐矿物。 自然金主要以细粒、微细粒包裹于黄铁矿中。光 学显微镜下显示，被黄铁矿包裹的金粒度介于2 ～ 1 6 斗m ，没有发现单体解离的自然金。矿石中锌 万方数据 2 2 有色套晨 选矿部分2 0 1 4 年第3 期 主要以闪锌矿为主，含有少量的氧化锌。根据 光学显微镜下统计的13 0 0 余颗闪锌矿的粒度范 围计算，有5 2 ．6 ％的闪锌矿粒度大于7 4 斗m ， 表l T a b l e1 3 1 ．2 ％的闪锌矿颗粒介于4 4 ～7 4 肛m ，1 6 ．2 ％的闪 锌矿颗粒小于4 4p 胁。试样化学多元素分析结果 见表1 。 试样化学多元素分析结果 M u h j e l e I ∞n ta r l a l y s i sr e s u l t0 ft l l es 锄叩l e| ％ H g I ’ M n 0 ．2 0o ．1 8 组分A u l ’ A 9 1 ’ C u P bz nsA sc S i 0 2J I 山D 3 C a 0 M g o F e T i 0 2K 如№扣 0 ．0 2O ．0 5 50 ．52 ．5 3O ．0 1 41 ．1 95 4 ．7 51 3 ．0 65 ．2 6 1 ．5 4 4 ．8 8 0 ．2 83 ．7 5o ．5 4 含量 0 ．58 ．4 0 1 单位为出，下同。 2 选矿试验 2 ．1 试验方案的确定 本研究在工艺矿物学的基础上，根据目的矿物 的嵌布特性，主要进行了“抑硫浮锌”与“全硫混 浮金锌分离”两种工艺对比试验。根据探索试验 结果对比，抑硫浮锌工艺流程由于矿石中锌含量较 低，且矿石是多年堆存的尾矿，由于自然风化、侵 蚀及残余药剂的作用，矿石性质复杂，脉石矿物容 易泥化，在采用石灰高碱调浆的条件下，矿浆极易 产生絮凝现象，严重影响了锌的回收。而全硫浮选 法不加石灰浮选，矿石泥化产生的絮凝影响降低， 粗选金锌回收率均较高。根据探索试验结果及原矿 性质分析，主要进行全硫混浮粗精矿金锌分离工 艺的介绍。 试验工作在小型试验室中进行，试验设备主要 有圆锥形球磨机x M Q 一痧2 4 0 9 0 ，粗扫选浮选 机型号为x F D 一3 L ，精选浮选机型号为X F D 系列 1L 、0 ．5L 、O ．3 5L 挂槽浮选机。 2 ．2 混合粗选条件试验 混合粗选主要探索磨矿细度、捕收剂用量、 分散剂硅酸钠、以及调整剂碳酸钠对金锌选别的 影响。 2 ．2 ．1 磨矿细度试验 该矿石是经过二十多年堆存的尾矿，细度一7 4 斗m 占5 0 ％左右，在长期堆存过程中，硫化矿物表 面容易被氧化或侵蚀，适度的磨矿可以改变其表面 性质。因此对该矿样进行了磨矿条件的试验研究。 分别考察了一7 4 “m 粒级含量为7 0 ％、7 5 ％、8 0 ％、 8 5 ％、9 0 ％的细度条件试验。磨矿细度对混合粗选 指标的影响如图1 所示。 由图1 可知，随着一7 4 斗m 含量由7 0 ％增加到 8 5 ％时，粗精矿中金、锌的品位变化不大，当磨矿 细度大于8 5 ％时，粗精矿中金、锌的品位开始下 降。而粗精矿中金、锌的回收率是随着磨矿细度的 增加呈显著上升趋势，当一7 4 m 含量大于8 5 ％ 时，金、锌回收率变化不明显，综合产品指标考 虑，磨矿细度确定为一7 4 斗m 含量占8 5 ％。 堡 褂 擎 回 ∞ 1 蛊I 、- ， 堡 通 咯 儡7 07 27 47 67 8 即8 28 4 跖邪帅9 2 7 4 斗m 含量，％ 图1 磨矿细度对混合粗选的影响 F i g ．1 E c to f 鲥n d i n g6 n e n ∞s 佃b u 【l k 砌螬l i l l g n o t a 丘o n 金品位为矾，下同。 2 ．2 ．2 捕收剂条件试验 在磨矿细度试验基础上，进行了捕收剂条件试 验。目前在生产上广泛使用的硫化矿捕收剂种类很 多，其中丁基黄药是硫化矿选矿中普遍应用的捕收 剂，其捕收性较强，同时对硫化矿中伴生金银亦有 较强的捕收性能，可有效地使硫化矿物与其它脉石 矿物分离‘] 。试验主要进行了自然p H 矿浆体系 下。丁基黄药的用量对该矿石中目的矿物的选别效 果。捕收剂丁基黄药用量对混合粗选指标的影响如 图2 所示。 由图2 可知，混合精矿中金、锌品位随着丁基 黄药的用量增加呈下降趋势，而回收率随着丁基黄 药的增加而增加，当丁基黄药的用量超过1 0 0 虮 时，金、锌回收率变化不明显，因此，选择丁基黄 药用量为1 0 0 虮。 2 ．2 ．3 硅酸钠用量条件试验 选矿过程中由于矿石自身性质 含泥量高低 与入选矿石的磨矿细度的影响，容易产生泥化作 万方数据 2 0 1 4 年第3 期田树国等从山西某金矿尾矿中回收金锌试验研究 2 3 丁基黄药用量，【g f - 1 图2 丁基黄药用量对混合粗选指标的影响 F i g ．2 E 珏I e c to fs o d i u mn b u t y lx a n t h a t ed o s a g eo n b u l kn o t a t i o no fr o u g h i n g 用，从而影响浮选泡沫产品质量，降低目的矿物的 品位与回收率阳] 。因此，在该老尾矿磨矿细度达 到一7 4 “m 含量占8 5 ％的条件下，考察分散剂对浮 选指标的影响是十分必要的。硅酸钠是碱性介质中 硅酸盐矿物的有效分散药剂与抑制剂，由于该尾矿 脉石矿物主要以石英及铝硅酸盐矿物为主，因此本 研究主要考察了硅酸钠用量在浮选体系中对混合粗 选精矿指标的影响。用量分别为0 、5 0 0 、10 0 0 、 15 0 0 、20 0 0 趴。硅酸钠用量对混合粗选指标的 影响如图3 所示。 试验结果表明，硅酸钠的使用可以有效分散矿 泥，减少混合精矿中的矿泥量，提高混合精矿中 金、锌的品位，而硅酸钠的使用不影响金、锌的回 收率。根据试验结果确定其用量为5 0 0g ／t 。 零 ＼ 瓣 擎 国 硅酸钠用量， g t 。 图3 硅酸钠用量对混合粗选的影响 F i g ．3 E f k c to fs o d i u ms i l i e a t e d o s a g eo nb u l k n o t a t i o no fr o u g h i n g 2 ．2 ．4 碳酸钠用量条件试验 碳酸钠既是p H 调整剂又是已氧化的黄铁矿的 活化剂，它的存在可以改善黄铁矿与捕收剂的作用 提高可泽陛，同时碳酸钠对矿泥可以起到一定的分 散作用。因此本试验过程中进行了碳酸钠的用量试 验，考察碳酸钠对混合粗选的影响。其用量分别为 0 、5 0 0 、10 0 0 、15 0 0 、20 0 0g ／t ，对混合粗选精 矿指标的影响见图4 。 由图4 可知，碳酸钠的使用对混合粗精矿中 金、锌的回收率基本没有影响，金、锌品位略有提 高，综合考虑药剂成本及效益投资，暂不采用碳酸 钠调节矿浆。 碳酸钠用量／ g r ’ 图4 碳酸钠用量对混合浮选的影响 F i g ．4 E f f 宅c to fs o d i u mc a r b o n a t ed o s a g eo nb u l k n o t a t i o no fm u 曲i n g 2 ．3 混合精矿分离试验 混合精矿通过镜下鉴定，闪锌矿的解离度很 高，各个粒级的解离情况相似，各粒级解离颗粒均 占该粒级颗粒数的9 6 ％以上。未解离的闪锌矿颗粒 内分布乳滴状黄铜矿或与黄铜矿、黄铁矿、黝铜矿 构成连晶。根据闪锌矿解离情况，混合精矿精选时 不需要进行磨矿，可直接进行浮选分离。结合该尾 矿工艺矿物学研究结果，金主要以微细粒包裹于黄 铁矿中，最初分离方案确定为石灰高碱条件下锌硫 分离，欲得到高硫金精矿与锌精矿两种精矿产品。 但在试验过程中发现，即使矿浆p H 调整到1 2 以 上，锌精矿中金品位仍大于1 0g ／t ，金锌互含高。 因此，考察金、锌顺序浮选方案。矿浆p H 为1 l 左右，在硫酸锌与亚硫酸钠1 1 组合抑制锌矿物 总量在20 0 0 ～25 0 0g ／t 时，对该矿中锌的抑制效 果较好 条件下，采用乙硫氮作为选金捕收剂，金 精矿中金的回收率有上升趋势，当乙硫氮用量大于 4 0g ／t 时，金的回收率变化不明显；而尾矿中的锌 随着乙硫氮用量的增加而降低。采用丁基黄药作为 选金捕收剂时，金的回收率有所增加，可达到7 5 ％ 左右，但选金尾矿中的锌回收率急剧下降。因此金 锌分离时选金捕收剂适合使用乙硫氮。 混合精矿选金尾矿选锌时采用硫酸铜活化闪锌 矿，乙硫氮为捕收剂，分别确定了硫酸铜与乙硫氮 的用量对选锌指标的影响，如图5 、图6 所示。试 验结果表明，硫酸铜对闪锌矿起到良好的活化作 用，当硫酸铜的用量为1 0 0g ／t 左右时，活化效果 万方数据 2 4 有色含■ 选矿部分2 0 1 4 年第3 期 显著，锌精矿质量较好，当加大硫酸铜用量时，锌 精矿中锌品位降低，但回收率变化不明显，其原因是 硫酸铜过量，部分黄铁矿被活化随闪锌矿一起上浮， 从而降低了锌精矿的品位。由于选金尾矿中9 0 ％以 上的矿物均是硫化矿，因此在选锌时同样选择了捕 收性能相对较弱的乙硫氮作为闪锌矿的捕收剂， 乙硫氮用量为3 0 加左右时，锌精矿的指标较好。 堡 静 擎 回 ， } 的 1 盖i 一 堡 逍 喀 硫酸铜用量， g 一 图5 硫酸铜用量对锌浮选的影响 F i g ．5 E 任毛c to fc 叩p e rs u l f ．a t ed 0 8 a g eo nz i n cn o t a t i o n 堡 姗 莩 叵 e k 镉 、- ， 堡 遥 略 乙硫氮用量， g 一 图6 乙硫氮用量对锌浮选的影响 F i g ．6 E 船c to fS N 一9d o s a | g l e ∞五n cn o t a d o n 2 ．4 浮选开路试验 综合各条件进行开路试验。试验流程如图7 ， 试验结果见表2 。可获含金4 2 ．3 9 加、含锌8 ．5 6 ％、 金回收率为5 2 ．2 2 ％的金精矿，和含锌4 5 ．8 6 ％、含 金1 ．1 8 趴、锌回收率为7 0 ．6 6 ％的锌精矿。 2 ．5 闭路流程试验 以上试验表明，采用“全硫混浮金锌再分离 工艺”可有效地浮选分离金锌矿物，获得较好的金 精矿与锌精矿，尾矿中金锌降到双零排放。根据混 合粗选以及混合粗精矿分离条件试验结果，以开路 流程为基础，进行了闭路试验，闭路试验结果见 表3 。 3 结论 1 该堆存尾矿性质复杂，含金品位0 ．5 趴左 表2浮选开路试验结果 。I 铀l e21 k 陀s 山o fo p e n 呻i r c l l i tn 0 舡m 帆t e s t ，％ 浮选时间单位m i l l 药剂用量单位驴 U - 7 4I 蛐含量8 5 ％ l cN a 颧0 ，5 0 0 I 丁基黄药l ∞ 越醐勰 。。t 。- 1 5 l 丁基黄药5 0 } | 松醇油1 4 l 扫选l l 3 由土土，4 辜罴雩2 5 2 中矿3 中矿2 扫选2 T 1 “刖田’ ≤量。。。i 3 J tII p H l l ．5 中矿4lI Z I I S 0 ．1 ∞o N a 毋0 ，10 0 0 ．V ．．V 乙硫氮3 0 甲移l尾谚 3 ’5 } 乙甑1 5 J金括泐 金精矿广_ 1 c u s 0 ．1 0 0 J F 乙硫氮3 0 中争s 护m 4 广气，1 ’ 锌精矿硫精矿 图7 开路试验流程 F i g ．7 n o w s h ∞to fo p e I 卜c i 托u “丑矾a t i o nt e 8 t 右，金的资源量约lt ，锌品位0 ．5 ％左右，锌资源 量约l 万t ，硫品位2 ．7 ％左右，硫资源储量约5 ．4 万t ，金锌具有回收价值。 2 采用“金锌混合粗选混合粗精矿金锌顺 序浮选分离”工艺处理该尾矿，浮选在原矿样含金 万方数据 2 0 1 4 年第3 期田树国等从山西某金矿尾矿中回收金锌试验研究 2 5 表3闭路试验结果 ’I a b l e3 7 r h er e 叭l to fc l ∞e dc i m l l i tt e 8 t ／％ 产品名称产率_ 菇r 嵩竽百一i _ 』等 金精矿 o ．9 83 4 ．2 81 0 ．6 33 7 ．3 96 2 ．9 31 8 ．5 61 2 ．5 2 锌精矿o ．8 31 ．1 24 5 ．6 23 6 ．∞1 ．7 46 7 ．4 7 1 0 ．2 3 硫精矿 5 ．甜2 ．1 8O ．∞3 7 ．弱2 3 ．加5 所 7 3 舶 尾矿9 2 ．5 l o ．0 r 7O ．0 5o ．1 21 2 ．1 38 舯3 ．7 9 原矿l ∞．oo ．5 3 O ．5 62 ．9 3l ∞．o1 ∞．0l ∞．0 0 ．5 虮、含锌O ．5 ％的条件下，可获得含金3 4 ．2 8 驴、 金回收率为6 2 ．9 3 ％的金精矿，含金2 ．1 8 虮、金回 收率2 3 ．2 0 ％、含硫3 7 ．8 6 ％、硫回收率7 3 ．4 6 ％的硫 精矿，和含锌4 5 ．6 2 ％、锌回收率6 7 ．4 7 ％的锌精矿。 3 磨矿细度对该矿中金锌的混合浮选起到至 关重要的作用。由于该尾矿长期堆存，导致硫化矿 表面不同程度的氧化，且尾矿中部分硫化矿物没有 解离，因此，在浮选过程中需细磨，使目的矿物解 离，为金锌综合回收创造条件。 4 该尾矿综合回收金锌工艺流程简单，能产 出金精矿、锌精矿与含金硫精矿3 种精矿产品，既 降低了药剂用量，又减少了精矿中金、锌互含，充 分回收该尾矿中的有价金属元素。 5 积极开展老尾矿库中有色金属及黄金回收 的研究，尤其是对黄金矿山老尾矿中金的回收，对 矿产资源综合利用有着重要的现实意义。 参考文献 [ 1 ] 李礼，谢超．金尾矿综合利用技术研究与应用进展 [ J ] ．资源与环境，2 0 1 2 ，2 8 9 8 1 6 - 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