四川低品位含砷石英脉型金矿石浮选试验研究.pdf

2 0 1 5 年第6 期有色金属 选矿部分 3 1 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s 儿1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 6 ．0 0 8 四川低品位含砷石英脉型金矿石浮选试验研究 迟晓鹏1 ，唐远1 ，孙忠梅2 ，印万忠1 1 ．福州大学紫金矿业学院，福州3 5 0 1 0 8 ；2 ．紫金矿冶设计研究院，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘要对某低品位难选金矿进行的浮选试验研究表明，硫化矿包裹型金矿宜用浮选法进行分选，在处理该金矿时，组 合捕收剂要比单一型的捕收剂效果好，在磨矿细度6 7 ．O ％一7 4I x m 的条件下，金品位2 ．1 5s ／t 的原矿，经过实验室闭路试验 的一次异步混合浮选、两次精选、两次扫选流程的分选，可获得金精矿品位4 I ．2 4s ／t 、回收率8 5 ．8 3 ％的理想指标。 关键词金矿；含砷硫化矿；石英；异步浮选 中图分类号T 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 5 0 6 - 0 0 3 1 - 0 5 B e n e f i c i a t i o nE x p e r i m e n t a lS t u d yo naL o w - g r a d eG o l d O r eo fA r s e n i c Q u a r t zT y p ef r o mS i c h u a n C H I X i a o p e n g 。，T A N GY u a n 。，S U NZ h o n g m e i 。，Y I NW a n z h o n g 。 J ．C o l l e g eo fZ i j i n 施，l i n g ，F u z h o uU n i v e r s i t y ，F u z h o u3 5 0 1 0 8 ，C h i n a ；2 ．Z 洳D e s i g n a n dR e s e a r c hl n s t a u 把矿h ／矗n i n ga n dM e t a l l u r g y ，S h a n g h a n gF u j m n3 6 4 2 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h er e s u l t so ft h eb e n e f i c i a t i o ne x p e r i m e n t a ls t u d yo nal o w g r a d er e f r a c t o r yg o l do r es h o wt h a tt h e g o l di ns u l f i d eo r ei n c l u s i o ns h o u l db es e p a r a t e db yf l o t a t i o n ．W h e nd e a l i n gw i t ht h i so r e ．c o m b i n e dc o l l e c t o r sw i l l p e r f o r m a n c eb e t t e rt h a ns i I l g l eo n e s ．T h eu s i n go fc o m b i n e dc o l l e c t o r so b t a i n sb e t t e re f f e c t st h a nt h eu s i n go fs i n g l e o n e s ．T h ei d e a lt e c h n i c a li n d e xo fg o l dc o n c e n t r a t ew i t hi t sg r a d eo f41 ．2 4g ／ta n dt h er e c o v e r yo f8 5 ．8 3 ％C a nb e o b t a i n e dt h r o u g ht h ec l o s e d c i r c u i tt e s to ft w oa s y n c h r o n o u sf l o t a t i o n ，t w oc l e a n i n g ，a n dt w os c a v e n g i n gt ot h eg o l d o r ew i t hg r a d eo f2 ．1 5s ／tu n d e rt h eg r i n d i n gf i n e n e s s6 7 ．0 ％一7 4 斗m ． K e yw o r d s g o l d ；a r s e n i c b e a r i n gs u l f i d eo r e ；q u a r t z ；a s y n c h r o n o u sf l o t a t i o n 我国金矿资源分布比较广泛，储量相对来说比 较集中，但品位变化差异较大，低品位难处理金矿占 大多数⋯。近年来，随着金矿的开采量持续上升，高 品位易选金矿资源越来越少，低品位难选金矿的开 发和利用成为国内众多科研工作者需直接面对的问 题口J 。人们对黄金的需求量有增无减，嵌布粒度细、 品位低的难选冶金矿资源便成为了重要的原料∞j 。 金矿石选别方法的确定，主要取决于金的矿物学特 征及其颗粒大小的分布HJ ，常采用重选、浮选或直接 浸出的方法进行回收，而浮选是金矿最有效也是最 常见的富集方法之一【5J 。 不同矿物的浮选速率不同 或具有不同的可浮 性 ，相同矿物有时也会出现不同的可浮性和不同的 浮选速度。通常同一浮选作业很难将不同可浮性的 同种或异种矿物充分上浮MJ 。针对四川某含砷金矿 的浮选试验研究发现，若只进行一次粗选，得到的精 矿产品的回收率低，达不到生产要求。为此，本文着 重考察异步混合浮选工艺流程对浮选指标的提升。 第一步混合浮选以回收部分碳和易浮硫化矿为主， 第二步以回收余下可浮硫化矿为主，获得了理想的 综合指标。对提高该金矿的综合利用率和改善生产 实践提供了重要依据。异步浮选工艺已在国内的部 分选矿厂得到推广使用，均获得良好的效果。 1 矿样性质 1 ．1 多元素分析 均匀选取缩分试验样进行化学多元素分析，分 析结果见表1 。 从表l 来看，原矿石中主要回收金属为金，且大 部分由二氧化硅组成，氧化铝和钙镁化合物的含量 也相对较高。因此，预测原矿样中除了石英为主要 的脉石矿物外，还可能含有如绢云母、白云石、长石 基金项目福州大学校人才基金资助项目 0 2 2 4 0 3 ；国家自然科学基金资助项目 5 1 3 7 4 0 7 9 投稿日期2 0 1 4 - 0 7 - 1 9修回日期2 0 1 5 - 0 7 ．1 0 作者简介迟晓鹏 1 9 7 8 一 ，男，山东蓬莱人，博士，讲师，主要从事矿物材料的开发及贵金属的选冶研究。 万方数据 3 2 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第6 期 等易泥化矿物。 表1 原矿多元素分析结果 T a b l e 】M u l t i ．e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n ．o f - m i n eo r e ／％ 元素 A u l A g l ’ 暑 H g l ’ C uS S i 0 2A 1 2 0 3有机碳T F e C a O M s O 否i一■五r 了万1 面1 石F 石百百丽1 西矿瓦i 百百1 面■历r 百百i 一 1 单位为s ／t ，下同。 1 ．2 矿物组成及金的赋存状态 经岩矿鉴定，该试验矿石属弱碳酸盐化绢云母 化硅化花岗斑岩。矿石中主要金属矿物有黄铁矿、 毒砂，偶见辉锑矿、闪锌矿，另有少量金红石、白钛矿 等。主要脉石矿物为石英，其次为绢云母、白云母以 及碳酸盐矿物 如菱铁矿、铁白云石、方解石 ，还有 微量磷灰石和锆石等。 对目的金矿物的赋存状态进行物相分析，结果 见表2 。 表2 金物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fg o l dp h a s e 根据偏反光显微镜鉴定结合物相分析，金主要以 显微、超显微状态赋存于黄铁矿、毒砂等金属硫化物 中；其次金被包裹在碳酸盐矿物中，以及以独立自然 金的形式嵌布在金属矿物或脉石矿物粒间；少量金被 石英包含或分布在绢云母等硅酸盐矿物集合体中。 黄铁矿和毒砂为主要的载金硫化矿物，其中黄 铁矿的粒度偏细，以2 0 3 0p , m 为主，集合体呈点状 星散一稀疏浸染状分布在脉石矿物问，少部分黄铁 矿呈断续微脉状分布在石英脉中。毒砂的粒度以1 0 3 0 岬为主，浸染分布在脉石矿物或黄铁矿粒间， 可与黄铁矿连生，呈简单镶嵌关系。 2 浮选试验研究 原矿的工艺矿物学研究结果表明，绝大部分的 金以硫化物包裹体的形式存在，金属硫化物主要是 黄铁矿和毒砂等。该金矿选矿的侧重点在于硫化矿 的回收，结合生产实际和以往经验，本试验拟采用浮 选法富集并回收目的金矿，并对浮选试验条件进行 了优化。针对不同载金矿物的不同浮选特性，确定 了异步混合浮选的工艺流程，即将传统的混合粗选 人为的分两步进行，以期获得最优的浮选指标。 2 ．1 磨矿细度试验 大部分载金矿物呈细粒浸染状分布于脉石矿物 中，浮选作业前需要进行细磨使载金硫化矿充分单 体解离，同时考虑到矿石中含有的部分易泥化矿物， 所以还要避免过磨造成的矿浆泥化。初步拟定在粗 选药剂用量硫酸铜5 0 0g ／t ，丁基黄药2 0 0g ／t ，松醇 油2 4g ／t 的条件下，按照一次混合粗选流程进行不 同磨矿细度试验，确定试验所要求的合理磨矿细度， 试验结果如图l 所示。 一7 4p , m 粒级含量／％ 图1 磨矿细度试验结果 F i g ．1 R e s u l to fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 由图1 可看出，随着磨矿细度的增加，粗选金精 矿品位下降、回收率呈先升后降的趋势，在磨矿细度 为6 7 ．O ％一7 4t i m 时金回收率最高为7 3 ．8 4 ％。初 步确定试样粗选的磨矿细度为6 7 ．0 ％一7 4p i n ，此 时粗精矿金品位1 7 ．7 9g ／t ，回收率7 3 ．8 4 ％。 2 ．2 水玻璃用量试验 原矿中的主要脉石矿物是硅酸盐类矿物，其次 是碳酸盐类 如云母、白云石、方解石 ，这些都是细 磨后易泥化的矿物。研究表明[ 7 ] ，水玻璃对石英、硅 酸盐及铝硅酸盐类矿物有良好的抑制作用，同时，还 具有较好的分散性。因此，试验采用水玻璃作为调 整剂，并考察其用量对浮选指标的影响。试验流程 采用不同药剂制度的异步混合粗选I 、Ⅱ，流程见图 2 ，试验结果如图3 所示。 由图3 可看出，随着水玻璃用量的增加，精矿1 产 品品位不断升高，且回收率的下降趋势并不明显，在 水玻璃用量为1 0 0g ／t 时回收率达到最高。显然，水 玻璃对脉石矿物的抑制作用还是比较明显的，综合考 虑，选择水玻璃用量为1 0 0g ／t ，此时得到的精矿1 品 位为2 0 ．7 4g ／t ，回收率7 4 ．2 8 ％。 万方数据 2 0 1 5 年第6 期迟晓鹏等四川低品位含砷石英脉型垒壁互翌鲨这堕婴窒翌 ||_厂二二二二__i二jii三j三三二三三三二]so垂 浮选过程中不加硫酸铜时，精矿1 的品位2 8 ．2 0 s ／t 、回收率2 4 ．1 3 ％，指标都非常低。在加人硫酸铜后 精矿l 品位和回收率都有显著增加，因此，可确定硫 酸铜对试验样品的混合粗选I 影响很大。随着硫酸铜 用量的增加，精矿l 产率略增，品位先升后降，回收率 先增高后基本不变。当混合浮选I 硫酸铜用量为3 0 0 s ／t 时，回收率达到6 8 ．4 5 ％，品位仍有4 0 ．4 4g ／ 。当 继续增加硫酸铜用量时，精矿1 品位下降，回收率没 有增加，在尾矿中损失的金属量变化不大，故确定混 合粗选I 的硫酸铜用量为3 0 0g ／t 。用同样的方法确定 混合浮选Ⅱ的硫酸铜用量为1 0 0g ／t 。 2 ．4 捕收剂种类和用量试验 为确定在处理该矿石时单一捕收剂和混合捕收 剂哪种效果更好，试验考察了几种常见的硫化矿捕 收剂丁基黄药、丁基铵黑药、Y 8 9 黄药和乙硫氮的 单独或两两组合效果。试验流程同图2 ，对比结果见 表3 所示。在选择捕收剂时，若与丁基铵黑药联用 的则不另添加松醇油，否则需添加松醇油，且其用量 为2 4g ／t 。 表3捕收剂种类试验结果 5 0 T a b l e3R e s u l to fthekindstestsofc o l l e c t o r s 水玻璃用量， g ‘t - t 图3 水玻璃用量试验结果 F i g ．3 R e s u l to fd o s a g et e s to fs o d i u ms i l i c a t e 2 ．3 硫酸铜用量试验 硫酸铜作为常用活化剂，可以起到改善黄铁矿等 硫化矿的表面性质、增大其可浮性的作用，增强了含 金黄铁矿及其连生体的可浮性，加快了硫铁矿的浮选 速度，减少金连生体在尾矿中的损失率旧驯。因此，在 浮选过程中加入合适计量的硫酸铜也是至关重要的。 试验流程见图2 ，试验结果见图4 。 硫酸铜用量／ g ．f _ 1 图4 硫酸铜用■试验结果 F i g ．4 R e s u l to fd o s a g et e s to fc o p p e rs u l f a t e 在以上几种捕收剂组合中，丁基黄药与丁基铵 黑药联用、单一Y 8 9 黄药、Y 8 9 黄药与丁基铵黑药联 用，均能取得较好的技术指标。Y 8 9 黄药与丁基铵 万方数据 3 4 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第6 期 黑药联用比丁基黄药与丁基铵黑药联用时得到的精 矿品位下降较多，回收率增加不明显。再从药剂价 格方面来说，Y 8 9 黄药比丁基黄药贵2 倍，因此，两 步粗选的捕收剂选用丁基黄药和丁基铵黑药的组合 为宜。 在确定两步粗选所用捕收剂为丁基黄药和丁基 铵黑药的组合后，还需要进行捕收剂药剂用量试验， 结果见表4 。 表4捕收剂用■试验结果 T a b l e4R e s d to ft h ed o s a g et e s t so fc o l l e c t o r s 随着丁基黄药与丁基铵黑药比例的增加，精矿1 品位有所提高，回收率逐渐下降。综合考虑，选择粗 选I 丁基黄药 丁基铵黑药1 5 0 5 0s ／t ；粗选Ⅱ时， 随着二者比例的增加，精矿2 的品位有下降趋势但并 不显著，回收率有较大幅度的回升，在丁基黄药与丁 基铵黑药5 0 2 0s ／t 时最高，因此，确定粗选Ⅱ丁基 黄药 丁基铵黑药5 0 2 0s ／t 较适宜。 _ 4 5u m 粒级含量协 图5 粗精矿再磨细度试验 F i g ．5 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 2 ．5 部分产品再磨试验 在磨矿细度6 7 ．0 ％一7 4p ．m 的条件下进行了上 述条件试验，获得了最优指标。通常异步浮选会把 第l 、2 步混合粗选得到的精矿产品合并再磨，从而 探索在增加磨矿细度时，是否有进一步提高后续浮 选指标的可能性。特别考察了对部分浮选产品进行 细磨，并进行浮选试验。 1 混合精矿再磨试验，将精选I 前的两步混合 粗选得到的精矿合并，并进入磨机再磨，浮选后得到 的精I 精矿的品位和回收率与再磨磨矿细度的关系 见图6 所示。 原矿 磨矿细度6 7 ．O ％一7 4 “m 2 I 水玻璃1 0 0 2 l 硫酸铜3 0 0 2 l k 硫酸铜1 0 0 2 l 丁基黄药 丁基铵黑药5 0 2 0 混合l 粗选Ⅱ [ 二 厂一 2 I | 丁基黄药4 1 ， 尸8 ；II 丁基铵黑药2 0 1 u 尸磐 塾驾 小 3 I 一 尾矿 精矿 图6 闭路试验流程 F i g ．6 R e s d t so fc l o s e d - c i r c u i tt e s t 2 中矿再磨试验，将精选I 和扫选I 的浮选中 矿2 和3 合并，并进入磨机再磨，再经过一次粗选得 到中矿2 ’和中矿3 ’。通过比较前后中矿指标的变 化来确定这部分中矿是否需要再磨。 根据图5 所反映的结果可知，随着混合精矿再 磨细度的增加，精I 精矿的作业回收率逐渐下降，品 位几乎没有变化。因此，确定混合精矿精选前不需 要再磨；对中矿2 和3 再磨，只进行了两组试验，试 验结果表明，再磨细度由5 3 ．1 ％一4 5p a n 增加到 6 2 ．4 ％一4 5 斗m 时，得到的产品的品位和作业回收 率几乎不变。因此，确定这部分中矿产品也不需要 再磨。 部分产品再磨试验表明，两步混合粗选前的磨 矿过程已经使绝大部分可浮目的矿物和石英等脉石 矿物单体解离，进一步的磨矿处理并不能明显改善 浮选指标，综合考虑生产成本问题，对部分产品不进 行再磨处理。 2 ．6 扫选捕收剂用量及精选水玻璃用量试验 经过两步混合粗选后获得的精矿品位、回收率 万方数据 2 0 1 5 年第6 期迟晓鹏等四川低品位含砷石英脉型金矿石浮选试验研究 箜 还都没达到预期目标，在下面的试验中考虑增加精 选来提高金精矿品位；增加扫选来提高浮选回收率。 试验过程中，扫选加入丁基黄药与丁基铵黑药的组 合捕收剂，精选I 再次加人起抑制和分散作用的水 玻璃，精选和扫选过程分别单独考虑。 试验过程中，当水玻璃用量由3 0g ／t 增加到5 0 g ／t 时，经过两次精选可得到品位7 1 ．7 3g ／t 、回收率 5 6 ．3 6 ％的浮选金精矿。扫选I 捕收剂用量选择丁基 黄药 丁基铵黑药4 0 2 0g ／t 时，所得产品 中矿3 的作业回收率3 0 ．5 6 ％为最高；扫选Ⅱ选择丁基黄药 丁基铵黑药加 2 0g ／t 时，所得的尾矿品位降到了 0 ．2 2g ／t ，回收率减少到6 ．8 6 ％，已达到较低的指标。 2 ．7 全流程开路试验． 在已确定的最佳条件下对试验样品进行全流程 的开路试验，其中精选I 水玻璃用量为5 0g ／t ，扫选 I 、扫选Ⅱ的捕收剂用量均为丁基黄药 丁基铵黑 药4 0 2 0g ／t ，最终得到精尾矿和四个中矿产品。 经过全流程的开路试验，可以得到金精矿的品 位为7 1 ．1 6g ／t ，回收率5 6 ．8 0 ％的指标。 2 ．8 全流程闭路试验 根据上述条件试验所得的结果，选择确定的最 优药剂制度进行全流程的闭路试验。闭路试验采用 异步混合粗选、两次精选、两次扫选的流程，属典型 的异步混合浮选工艺流程，试验流程见图6 所示，试 验结果见表5 。 表5闭路试验结果 1 丑I b l e5R e s u l t so fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t 通过闭路试验，最终可得到产率4 ．4 9 ％、品位 4 1 ．2 4g ／t 、回收率8 5 ．8 3 ％的浮选金精矿。进一步对 浮选得到的金精矿产品进行多项分析，结果见下表6 。 表6金精矿多元素分析结果 T a b l e6M u l t i - e l e m e n ta n a i y s i sr e s u l t sc I fg o l dc o n c e n t r a t e 元素A u l ’ A 9 1 ’ sA s H g有机碳 品位／％4 1 ．2 4 5 ．0 61 5 ．3 21 ．3 20 ．0 10 ．4 3 3结论 1 原矿中绝大部分金呈细粒包裹于黄铁矿、毒 砂等硫化矿内，属典型低品位难选金矿。载金矿物 集合体点状嵌布在石英脉石中，磨矿细度在6 7 ．0 ％ 一7 4 岬时，可以使载金矿物解离出来。而且对浮 选产品的再磨并不会进一步提高后续的浮选指标。 2 异步浮选中的第1 步混合粗选将一部分易浮 的有机碳和硫化矿优先上浮，第2 步则将滞后活化 的闪锌矿等其他硫化矿上浮，使载金矿物都充分回 收，从而获得较理想指标。 3 在磨矿细度6 7 ．0 ％一7 4 岬的条件下，采用 丁基黄药和丁基铵黑药的组合捕收剂 不用添加松 醇油 ，有助于浮选过程中提高金的回收率。水玻璃 对石英等脉石的抑制作用较明显，同样也起到一定 的分散作用。 4 通过一系列的优化试验，对含金2 ．1 5g ／t 的 原矿，最终的闭路试验可以获得金精矿品位4 1 ．2 4 g ／t 和回收率8 5 ．8 3 ％的较好浮选指标。试验采用的 异步浮选工艺流程简单，易于操作，指标稳定，使用 的药剂种类较少，易于工业生产上的实施。 参考文献 [ 1 ] 李家毓．云南文山某金矿选矿试验研究[ D ] ．昆明昆明 理工大学，2 0 0 9 ． [ 2 ] 周东琴，代淑娟，李宏伟，等．新疆某原生金矿选矿试验 研究[ J ] ．有色矿冶，2 0 0 9 ，2 5 4 i2 6 - 2 8 ． [ 3 ] 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 ． [ 4 ] 王洪杰，贺政，赵明林．金回收技术的研究[ J ] ．北京 矿冶研究总院学报，2 0 0 4 4 12 7 - 2 9 ． [ 5 ] 龚乾．黄金选冶技术动向[ J ] ．黄金科学技术，1 9 9 0 3 2 7 - 3 1 ． [ 6 ] 印万忠．浮选工艺流程的变革与优化[ c ] ．／／王运敏． 2 0 1 4 第五届中国矿业科技大会论文集．北京1 冶金工业 出版社，2 0 1 4 1 - 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