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某低品位微细粒金矿石浮选试验研究 ① 邓立佳1, 代淑娟1, 宿少玲2, 胡志刚3 (1.辽宁科技大学 矿业工程学院,辽宁 鞍山 114051; 2.中国科学院金属研究所,辽宁 沈阳 110016; 3.辽宁省地质矿产研究院,辽宁 沈阳 110032) 摘 要 对某低品位微细粒金矿石进行了浮选试验研究,确定了浮选工艺参数为磨矿细度-0.074 mm 粒级占 87.07%,pH 调整剂 硫酸用量 1 500 g/ t,活化剂硫酸铜用量 500 g/ t,捕收剂丁基黄药和丁铵黑药用量均为 75 g/ t,经一次粗选、二次扫选和二次精选闭路 浮选流程获得了精矿金品位 21.30 g/ t、尾矿金品位 0.28 g/ t、精矿产率 7.20%、金回收率 85.51%的选别指标。 关键词 金矿; 浮选; 微细粒 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2017.01.009 文章编号 0253-6099(2017)01-0031-03 Experimental Study on Flotation of Lean Ultrafine-grained Gold Ore DENG Li-jia1, DAI Shu-juan1, SU Shao-ling2, HU Zhi-gang3 (1.School of Mining Engineering, University of Science & Technology Liaoning, Anshan 114051, Liaoning, China; 2.Institute of Metal Research, Chinese Academy of Science, Shenyang 110016, Liaoning, China; 3.Liaoning Institute of Geology and Mineral Resources, Shenyang 110032, Liaoning, China) Abstract Experimental study on flotation of a low-grade ultrafine-grained gold ore was conducted, with flotation parameters obtained as follows the grinding fineness of -0.074 mm 87.07% and the dosage for pH regulator (sulfuric acid), activator (copper sulfate) and collectors (butyl xanthate and ammonium dibutyl dithiophosphate with a weight ratio of 1∶1) as 1 500, 500 and 150 g/ t, respectively. Adopting a closed-circuit flotation flowsheet consisting of one stage of roughing, two stages of scavenging and two stages of cleaning, a gold concentrate with gold grade, recovery and concentrate yield of 21.30 g/ t, 85.51% and 7.20%, respectively, was collected, while the gold lost in the tailings was reduced to 0.28 g/ t. Key words gold ore; flotation; ultrafine grain 金矿资源作为重要的矿产资源,随着需求量不断 增加,易处理金矿资源越来越少,而难处理金矿资源更 多地受到人们的关注。 难处理金矿资源主要包括含碳 金矿石、微细粒嵌布金矿石、含金多金属硫化矿石和含 砷硫化金矿石等[1-2]。 某低品位微细粒金矿石中金矿 物为自然金,自然金与金属硫化矿共生密切,主要充填 在黄铁矿裂隙和粒间,或包裹在闪锌矿、黄铜矿中,少 量分布于脉石中。 由于嵌布在脉石中的金粒度细小,很 难从脉石中解离出来,对金的回收有一定影响。 采用浮 选法进行含金矿物的富集,获得了较好的选别指标。 1 原料性质 样品经颚式破碎机、对辊破碎机破碎至-2 mm,混 匀和缩分,取出选矿试验样品、化验样品和备样。 原矿 化学多元素分析结果见表 1。 由表 1 可知,矿石中可 回收元素为金,含量较低,有害元素为砷。 表 1 原矿化学多元素分析结果(质量分数) / % Au1)PbTFeAsSC 1.810.0854.390.0822.811.07 Ag1)Zn SiO2Al2O3CaOMgO 3.100.07872.659.133.301.66 1) 单位为 g/ t。 矿石中发现的金矿物全部为自然金,镜下观察发 现,自然金在矿石中分布较分散,粒度不均匀,主要以 麦粒状、粒状、短脉状和不规则状产出,多充填在黄铁 矿的孔隙、粒间和边缘,与黄铁矿毗连共生,大部分自 ①收稿日期 2016-09-07 基金项目 国家自然科学基金(51574146) 作者简介 邓立佳(1989-),男,辽宁人,硕士研究生,主要研究方向为难处理金选冶及菱镁矿选矿。 通讯作者 代淑娟(1967-),女,辽宁新民人,教授,博士,主要从事难处理金选冶及菱镁矿选矿研究。 第 37 卷第 1 期 2017 年 02 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.37 №1 February 2017 万方数据 然金与黄铁矿嵌布关系密切,少部分自然金包裹在黄 铜矿和方铅矿中,还有少量自然金嵌布于脉石中。 自 然金以细粒嵌布为主,含量为 77.19%,其次为微粒级, 含量为 22.81%,未见有+37 μm 粒级的自然金。 2 浮选试验 矿石中可回收的元素为金,载金矿物为黄铁矿等 金属硫化矿。 根据金及载金矿物与脉石矿物间物理化 学性质的差异,可利用浮选工艺将载金矿物从矿石中 分离出来,从而实现金的富集和回收[3-4]。 2.1 磨矿细度试验 按照图 1 所示流程进行了磨矿细度条件试验,结 果见图 2。 图 2 结果表明,随着磨矿细度增加,精矿回 收率增加,粗精矿品位略有降低,-0.074 mm 粒级含量 达到 87.07%后,精矿回收率增加趋缓,尾矿品位也不 再明显降低,因此,确定磨矿细度为-0.074 mm 粒级 占 87.07%。 g/t 2 1000 50 50 40 图 1 磨矿细度试验流程 -0.074mm 9.0 8.8 8.6 8.4 8.2 8.0 90 85 80 75 70 65 60 5060708090100 gt-1 图 2 磨矿细度试验结果 2.2 pH 调整剂种类及用量试验 调整剂是调节捕收剂与矿物颗粒作用的辅助药 剂,浮选过程多在调整剂和捕收剂的适当配合作用下 进行,从而获得最佳的分选指标[5]。 硫酸(H2SO4)和 碳酸钠(Na2CO3)作为在含金硫化矿分选过程中常用 的 pH 调整剂,得到广泛应用。 另外,硫酸、碳酸钠同 时也是黄铁矿的活化剂。 按照图 1 所示流程进行了 pH 调整剂种类及用量试验,结果见表 2。 表 2 调整剂种类与用量试验结果 调整剂 种类 用量 / (gt -1 ) 粗精矿产率 / % 金品位 / (gt -1 ) 金回收率 / % 原矿品位 / (gt -1 ) 无17.188.0079.421.73 Na2CO31 00017.808.2083.141.76 Na2CO32 00015.078.9077.441.73 H2SO41 50017.818.5085.201.78 H2SO43 00017.268.6083.681.77 由表 2 可知,试验所用的 2 种调整剂在一定范围 内对粗精矿品位影响不大,但碳酸钠用量较高时,精矿 回收率较低,随着矿浆 pH 值降低,精矿回收率有所提 高,说明该矿石在酸性条件下更有利于金的浮选回收。 硫酸用量为 1 500 g/ t 时粗精矿金回收率相对较高,因 此,确定矿浆调整剂为硫酸,用量为 1 500 g/ t。 2.3 水玻璃用量试验 水玻璃是常用的脉石矿物抑制剂和矿泥分散剂。 按照图 1 所示流程,考查了在浮选中添加水玻璃对金 及载金矿物与脉石矿物分离的影响,结果见表 3。 表 3 水玻璃用量试验结果 水玻璃用量 / (gt -1 ) 粗精矿产率 / % 金品位 / (gt -1 ) 金回收率 / % 原矿品位 / (gt -1 ) 017.728.4082.641.80 1 00018.488.1083.611.79 2 00018.717.8082.911.76 由表 3 可知,添加水玻璃后,精矿品位有所下降, 精矿回收率变化不大。 因此可以认为水玻璃对提高该 金矿石品位的作用不明显,综合考虑,后续试验不添加 水玻璃。 2.4 硫酸铜用量试验 硫酸铜是硫化矿浮选工艺中常用的活化剂,通过 铜离子在硫化矿表面发生置换反应,形成硫化铜薄膜, 能够使捕收剂更加牢固地吸附在硫化矿表面,从而提 高硫化矿的分选效果[6]。 按照图 1 所示流程,考查了 硫酸铜用量对金富集效果的影响,结果见表 4。 表 4 硫酸铜用量试验结果 硫酸铜用量 / (gt -1 ) 粗精矿产率 / % 金品位 / (gt -1 ) 金回收率 / % 原矿品位 / (gt -1 ) 017.728.4082.641.80 50017.848.3084.251.76 1 00016.528.8081.701.78 表 4 结果表明,适当添加硫酸铜可以提高精矿回 收率,但硫酸铜加入量过大,矿浆表面张力增加,矿化 泡沫变脆,造成泡沫层稳定性变差,精矿产率和金回收 率降低。 确定硫酸铜用量以 500 g/ t 为宜。 23矿 冶 工 程第 37 卷 万方数据 2.5 捕收剂配比试验 丁基黄药和丁铵黑药是有色金属硫化矿和金矿石 浮选的常用药剂[7]。 在捕收剂总用量为 100 g/ t 的条 件下,考查了这两种药剂的配比对该金矿石分选效果的 影响,结果见表5。 试验结果表明,单独使用丁基黄药效 果较差,两种药剂混合使用时,丁铵黑药占比增加,精矿 产率和金回收率趋于增加;单独使用丁铵黑药,浮选泡 沫较粘,精矿产率和金回收率较高,但精矿品位低。 综 合考虑,确定丁基黄药和丁铵黑药的配比为 1∶1。 表 5 捕收剂配比试验结果 丁基黄药 ∶ 丁铵黑药 粗精矿产率 / % 金品位 / (gt -1 ) 金回收率 / % 原矿品位 / (gt -1 ) 1∶015.828.9079.551.77 3∶117.228.6081.731.81 1∶117.848.3084.251.76 1∶319.657.7085.091.78 0∶121.087.3085.151.81 2.6 捕收剂用量试验 捕收剂用量对能否实现目的矿物的充分有效回收 起着关键作用。 丁基黄药和丁铵黑药按 1 ∶1配比,捕收 剂总用量试验结果见表 6。 试验结果表明,捕收剂用量 增加,粗精矿产率和回收率随之增加,精矿品位降低。 当丁基黄药和丁铵黑药用量各为 75 g/ t 时,金回收率达 到 85.80%,继续增加药剂用量,金回收率不再增加,尾 矿品位不再降低。 确定捕收剂用量为丁基黄药和丁铵 黑药各 75 g/ t。 表 6 捕收剂用量试验结果 捕收剂用量 / (gt -1 ) 粗精矿产率 / % 金品位 / (gt -1 ) 金回收率 / % 原矿品位 / (gt -1 ) 7016.278.6080.881.73 10017.728.4083.791.78 13018.268.1084.581.75 15018.598.2085.801.78 17019.237.8085.691.75 2.7 闭路试验 在条件试验基础上进行了闭路试验,试验流程见 图 3,结果见表 7。 采用一次粗选、两次精选、两次扫选 的浮选闭路试验流程,得到最终精矿金品位为 21.30 g/ t、精矿回收率为 85.51%。 2.8 浮选精矿化学多元素分析 浮选精矿化学多元素分析结果见表 8。 由表 8 可 知,精矿金含量达到 21.30 g/ t,精矿中有害元素为砷、 硫、碳,并含有少量铅、锌,对后期的进一步回收会有一 定影响,需适当加以考虑。 g/t 1 1 2 2 500 200 4min 2min 2min 3min 3min -0.074mm87.07 2 200 30 30 20 2 200 30 30 20 2 1500 500 75 75 40 图 3 闭路试验流程 表 7 浮选闭路试验结果 产品名称产率/ %金品位/ (gt -1 )回收率/ % 精矿7.2021.3085.51 尾矿92.800.2814.49 原矿100.001.79100.00 表 8 精矿化学多元素分析结果(质量分数) / % Au1)Ag1)TFeAsSCuPbZnC 21.3034.6025.720.7923.560.260.540.672.54 1) 单位为 g/ t。 3 结 论 对某低品位微细粒金矿石进行了浮选试验研究。 在磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 87.07%、pH 调整剂 硫酸用量 1 500 g/ t、活化剂硫酸铜用量 500 g/ t、捕收 剂丁基黄药和丁铵黑药用量均为 75 g/ t 的药剂制度作 用下,采用一粗二精二扫闭路浮选流程,获得了精矿金 品位 1.79 g/ t、尾矿金品位 0.28 g/ t、精矿产率 7.20%、 金回收率 85.51%的指标。 精矿中含有有害元素砷、 硫、碳,并含有少量的铅、锌,对后期的进一步回收会有 一定影响,需适当加以考虑。 参考文献 [1] 李 岩,周桂英,宋永胜. 青海某含砷金精矿焙烧浸出试验研究 [J]. 金属矿山, 2009(8)57-59. [2] 聂光华,刘春龙. 微细粒金矿石选矿试验研究[J]. 中国矿业, 2006,15(11)76-78. [3] 胡为柏. 浮选[M]. 北京冶金工业出版社, 1986. (下转第 38 页) 33第 1 期邓立佳等 某低品位微细粒金矿石浮选试验研究 万方数据 表 4 浮选闭路试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuMoSCuMoS 钼精矿0.0330.3548.854.570.0368.960.07 铜精矿1.76722.850.07034.1287.175.1829.69 硫精矿3.030.350.04840.752.306.0561.07 尾矿95.170.0510.0050.1910.5019.839.17 原矿100.000.460.0242.02100.00100.00100.00 3 结 论 1) 工艺矿物学分析表明矿石中主要可回收矿物 为黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿,并且矿石中的黄铁矿及黄 铜矿呈浸染状、脉状及细脉浸染状构造。 有用矿物嵌 布粒度较细,部分矿物呈紧密共伴生态,需要细磨才能 单体解离。 粗选细磨既增加能耗,同时还会使铜钼异 步浮选过程中含铜矿物增加,导致后续铜钼分离难度 增加。 综合考虑经济效益和工艺流程等因素,采用阶 段磨矿以提高选矿指标和经济效益。 2) 采用异步混合浮选工艺产出铜钼混合精矿及 铜精矿、硫精矿,将铜浮选作业分为两个阶段,第一阶 段是在充分回收钼矿物的同时将可浮性较好的铜矿物 一并回收获得铜钼混合精矿,然后再对铜钼混合精矿 再磨分离得到钼精矿和铜精矿;第二阶段选用捕收能 力强的捕收剂强化含铜矿物的回收,所得铜硫精矿再 磨后进行铜硫分离得到铜精矿和硫精矿。 通过优化和 控制异步混合浮选工艺中的磨矿细度,最终获得品位 22.85%、回收率 87.17%的铜精矿和品位 48.85%、回收 率 68.96%的钼精矿。 参考文献 [1] Guang-yi Liu, Yi-ping Lu, Hong Zhong, et al. A novel approach for preferential flotation recovery of molybdenite from a porphyry copper- molybdenum ore[J]. 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