提高河南某低品位金矿金回收率试验研究_倪青青.pdf

收稿日期2020-04-20 作者简介倪青青 （1985） ， 女， 工程师。 提高河南某低品位金矿金回收率试验研究 倪青青高志宋祖光 1 （河南省岩石矿物测试中心， 河南 郑州 450012） 摘要河南某低品位金矿具有嵌布粒度不均匀、 粒级分布宽和脉石夹杂严重等特点， 金矿物的回收困难。为 提高金的回收率， 在工艺矿物学的研究基础上进行了一系列的选矿试验研究工作。结果表明 ①原矿主要有用矿物 为自然金， 原矿金品位为1.39 g/t； 银品位为3.35 g/t， 可以作为伴生金属综合利用。次要金属矿物主要为黄铁矿， 另 含有少量的黄铜矿、 磁铁矿、 辉铋矿和方铅矿等， 脉石矿物主要为石英、 斜长石、 绿泥石、 云母、 白云石、 方解石， 其次 含少部分角闪石。②金颗粒主要是以包裹金 （占58.83） 形式存在， 其次是裂隙金 （占23.53） ， 粒间金占比较小 （占 17.65） ， 其中石英包裹金占19.11。③在最佳的试验条件下， 采用重浮联合工艺， 经3次尼尔森重选、 1次摇床精 选， 重选尾矿经 “1粗2精2扫” 浮选， 最终可以获得重砂含金986.60 g/t、 金回收率为50.42及浮选精矿含金35.75 g/t、 金回收率为41.57。全流程金的总回收率达到了91.99， 较好地完成了该矿区金矿物的回收。 关键词自然金尼尔森重选液态化水量重力倍数浮选 中图分类号TD922， TD923文献标志码A文章编号1001-1250 （2020） -09-125-06 DOI10.19614/ki.jsks.202009017 Experiment on Improving the Gold Recovery Rate of a Low-grade Gold Mine in Henan NI QingqingGAO ZhiSONG Zuguang2 （Henan Province Rock and Mineral Testing Center， Zhengzhou 450012， China） AbstractA low-grade gold deposit in Henan province are characterized by uneven grain size， wide grain size distribu- tion and serious gangue inclusion，which makes it difficult to recover the gold minerals. In order to improve the recovery rate of the gold，a series of beneficiation experiments were carried out on the basis of mineral processing. The results showed that ①the main useful mineral of the raw ore is native gold. The gold grade is 1.39 g/t in the raw ores. The grade of the siliver is 3.35 g/t，which could be recycled as the associated metal. The secondary metal minerals are mainly pyrite，with a small amount of chalcopyrite，magnetite，bismuth and galenite. The gangue minerals mainly are quartz，plagioclase，chlorite，mi- ca， dolomite and calcite， followed by a small amount of amphibole. ②Gold particles mainly exist in the of wrapped gold accounting for 58.83，followed by cracked gold accounting for 23.53 and intergranular gold accounting for 17.65，in which the gold in quartz accounting for 19.11 of the gold. ③Under the best test conditions， the combined process with gravi- ty separation and flotation was adopted. After three times Nelson gravity separation and one cleaning with shaker，the heavy separation tailings were floated by one roughing， two cleaning and two scavenging. Finally， the gravity sand contains 986.60 g/t of gold，the gold recovery rate of 50.42，and the flotation concentrate contains 35.75 g/t of gold，and the gold recovery rate of 41.57 were obtained. The total recovery rate of the gold in the whole process reached 91.99，which well completed the recovery of the gold in the mine. Keywordsnative gold， Knelson gravity concentration， liquid water， gravity multiples， flotation 总第 531 期 2020 年第 9 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 531 September2020 随着矿床埋藏浅、 品位高的金矿资源不断地开 采利用， 易采选的资源逐渐枯竭 ［1］。高品位金矿的稀 缺， 导致国内各金矿选厂或冶炼厂以低品位金矿为 原料， 合理开发利用金矿资源， 特别是低品位黄金矿 产具有重要意义 ［2］。自然金常呈不规则片状、 鳞片 状、 颗粒状、 块状产出 ［3］， 而且一般自然金的粒度分布 极不均匀， 增加了金矿物的回收难度。 河南黄金产量连续多年在全国名列前茅， 但河 南地区金矿资源存在金品位低、 嵌布粒度细、 粒度分 布不均匀等特点， 造成其开发利用难度大。目前金 125 金属矿山2020年第9期总第531期 的回收方法主要有浮选法、 重选法、 浸出法， 但是实 践证明采用单一的选矿方法， 无法有效回收金品位 低、 金矿物分布不均匀、 金矿物共伴生关系复杂的金 矿石。因此， 需要制定合理的选矿工艺流程， 最大限 度地回收有用矿物， 避免资源的浪费。 金选矿工艺流程的制定取决于矿石性质、 生产 规模、 基建投资、 建厂地区经济条件等 ［4］， 其中最主要 的因素为矿石性质。河南某金矿金品位为1.39 g/t ［5］， 金矿物分布极不均匀。黄金选矿生产中， 浮选作业 前设置重选作业回收颗粒金可以有效提升金的回收 率， 目前， 尼尔森作为金的重选作业的主体设备应用 广泛， 本研究采用尼尔森重选重选尾矿浮选的联 合工艺流程， 通过条件试验， 确定流程中的最佳工艺 条件， 以期为该金矿石的开发利用提供一定的技术 依据。 1原矿性质 矿石自然类型主要为硅化、 钾化、 黄铁矿化的含 金绢英岩， 另有部分含金石英脉， 因此为蚀变岩型金 矿。对原矿进行了光片、 薄片、 砂光片、 X射线衍射、 重砂淘洗、 能谱等分析， 确定组成矿石的矿物成分十 余种。金属矿物主要有黄铁矿、 闪锌矿、 磁黄铁矿、 钛铁矿、 黄铜矿， 有少量自然金、 微量碲铅矿等； 非金 属矿物主要有石英、 斜长石、 绿泥石、 云母、 白云石、 方解石， 其次含少部分角闪石等。其中有用矿物主 要是自然金。 原矿的化学成分分析结果见表1， 自然金的粒度 分析及嵌布特征分别见表2、 表3。 注 带 “*” 单位为g/t。 由表1可知， 原矿中金品位为1.39 g/t， 为主要回 收元素， 银品位为3.35 g/t， 可以作为伴生金属回收。 由表2可知， 原矿中金的分布粒级较宽， 通过单 一的选矿手段无法较好地进行金的回收。粗颗粒单 体金在磨矿过程中， 经过多次冲击和摩擦呈片状、 球 状， 最终成为难以回收的细粉而流失， 所以对于粗粒 金， 应尽早在磨矿分级回路中回收 ［6］。 由表 3 可知， 原矿中金颗粒主要是以包裹金形 式存在 （占 58.83） ， 其次是裂隙金 （占 23.53） ， 粒 间金占比较小（占 17.65）。其中石英包裹金占 19.11， 该部分金中的细粒级和微细粒金容易损失 在尾矿中。 2试验结果与分析 2. 1重选试验 尼尔森选矿机主要用于回收巨粒金及粗、 中 颗粒金， 其回收粒级一般为0.037 mm 中粒金， 而0.074 mm粗粒金为易回收粒级， -0.037 mm细粒 金仅能部分回收或较难回收。根据矿石中金粒度嵌 布情况的不同， 工业上尼尔森选矿机对脉金矿的选 矿回收率一般在20～60之间。矿石工艺矿物学 研究表明原矿中粒金 （0.037～0.074 mm） 占 39.59， 粗粒金 （0.074～0.295 mm） 占35.26。从矿石工艺矿 物学的研究结果来看， 理论上矿石中容易通过尼尔 森重选回收的金的总比例可以达到74.85。 2. 1. 1液态化水量试验 固定磨矿细度为-0.075 mm占60， 重力倍数为 60G， 给矿速度为500 g/min， 给矿量为1 kg/次， 考察液 态化水量对金粗选精矿指标的影响， 试验结果见图1。 由图1可知， 随着尼尔森液态化水量增加， 金粗 精矿中金的品位逐渐升高， 金的回收率则逐渐减少。 这是因为， 当给矿细度和重力倍数一定时， 随着液态 化水量增加， 物料受到的反向冲洗力逐渐增加， 物料 被冲散的程度也逐渐增加， 导致部分细颗粒金受到 反向冲洗力的作用流失至尾矿中， 进而导致金的回 收率降低。而随着尼尔森液态化水量增加， 物料受 到的反向冲洗力逐渐增加， 物料被冲散的程度也逐 渐增加， 因此能够实现颗粒金与其它物料的有效分 离， 颗粒金最大极限地富集至富集腔中， 从而表现出 126 倪青青等 提高河南某低品位金矿金回收率试验研究2020年第9期 金精矿金的品位随着尼尔森液态化水量的增加而逐 渐增加。从试验数据来看， 当液态化水量为3.5 L/min 的时候， 金粗精矿中金的品位和回收率指标相对较 理想， 所以试验室内选择尼尔森液态化水量为 3.5 L/min。 2. 1. 2重力倍数试验 固定磨矿细度为-0.075 mm占60， 液态化水量 为3.5 L/min， 给矿速度为500 g/min， 给矿量为1 kg/次， 考察重力倍数对金粗选精矿指标的影响， 试验结果 见图2。 由图2可知， 随着尼尔森重力倍数增加， 金粗精 矿中金的品位呈下降趋势， 金的回收率则刚开始变 化不大后出现骤降。这是因为， 当给矿细度和反冲 洗水量一定时， 随着重力倍数增加， 物料受到的离心 力逐渐增加， 但是超过极限值后再增加重力倍数， 也 很难增加金的回收率， 另外由于富集腔的体积是固 定的， 过分增加重力倍数， 可能会导致富集腔内的中 细粒级颗粒金被其它物料取代从而排至尾矿中， 进 而导致金回收率下降。综合考虑选取尼尔森重力倍 数为60G。 2. 2浮选试验 2. 2. 1磨矿细度试验 有用矿物的单体解离是实现矿物高效分选的 先决条件 ［7］， 为保证浮选获得较好的工艺指标， 研究 磨矿细度对浮选的影响至关重要。固定石灰用量 为1 300 g/t， 粗选捕收剂MAMC用量为 （3030）g/t， 2号油用量为40 g/t， 考察磨矿细度对金粗选精矿指 标的影响， 试验结果见图3。 由图3可知， 随着磨矿细度的增加， 金粗精矿中 金的回收率逐渐增加， 当磨矿细度达到-0.074 mm 占 60 后， 金回收率的提升幅度不大； 金粗精矿中 金的品位随着磨矿细度的提高逐渐升高。综合考 虑， 选取磨矿细度为-0.074 mm 占 60 的磨矿细度 较为适宜。 2. 2. 2石灰用量条件试验 石灰是黄铁矿的有效抑制剂， 具有成本低、 来源 广等优点， 其通过生成亲水性的氢氧化物膜覆盖于 黄铁矿表面， 从而抑制了黄铁矿的上浮 ［8］， 进而有效 地提高精矿品位。固定磨矿细度为-0.074 mm 占 60， 粗选捕收剂MAMC用量为 （3030） g/t， 2号油 用量为40 g/t， 考察石灰用量对金粗选精矿指标的影 响， 试验结果见图4。 由图4可知， 随着石灰用量的增加， 金粗精矿中 金的品位逐渐升高， 尤其当石灰用量从600 g/t提高 至1300 g/t （对应pH值从8.1提升至9.1） 的时候， 金粗 精矿中金的品位从21.37 g/t提高到了30.13 g/t； 随着 127 金属矿山2020年第9期总第531期 石灰用量的增加， 金粗精矿中金的回收率逐渐降 低， 矿浆pH值在9.1～9.7之间的时候， 粗精矿品位和 回收率的指标相对较理想， 综合考虑选取石灰用量 为1 300 g/t， 此时矿浆pH值约为9.1。 2. 2. 3捕收剂种类试验 浮选金矿的捕收剂市场上有较多种类， 如黄药 类、 黑药类等。根据不同的矿石性质， 使用不同的药 剂或药剂组合会对选矿指标产生一定的影响。本试 验主要对乙戊基钠黄药 （60 g/t） 、 丁基钠黄药丁铵黑 药 （5010 g/t） 、 MAMC （3030 g/t） 和Y-89 （60 g/t） 几 种药剂组合进行考察。固定磨矿细度为-0.074 mm 占60， 石灰用量为1 300g/t， 2号油用量为40 g/t， 试 验结果见图5。 由图5可知， 丁基钠黄药丁铵黑药为捕收剂所 获得的粗精矿中金的回收率最高， 可以达到80.91， MAMC为捕收剂剂时所得金的回收率比丁基钠黄 药丁铵黑药稍微低一点， Y-89所得到的金回收率最 低， 从所获得的金粗精矿中金品位来看， Y-89做捕收 剂时所得金的品位最高， 可以达到32.13 g/t， MAMC 做捕收剂时所得金的品位比Y-89低一点， 可以达到 30.13 g/t， 综合品位和回收率两方面考虑， 选取金的 捕收剂为MAMC。 2. 2. 4捕收剂MAMC配比试验 选取为 MAMC 的组合药剂， 考察捕收剂 MA MC配比对金粗选精矿指标的影响。固定磨矿细度 为-0.074 mm占60， 石灰用量为1 300 g/t， 2号油用 量为40 g/t， 试验结果见图6。 由图 6可知， 在 MAMC总用量为 60 g/t的情况 下， 随着MC用量的增加， 金精矿中金的品位逐渐降 低， 金的回收率逐渐升高， 综合考虑， 选择MA与MC 配比为1 ∶ 1。 2. 2. 5捕收剂用量条件试验 选取MA和MC比例为1 ∶ 1， 考察捕收剂用量对金 粗选精矿指标的影响。固定磨矿细度为-0.074 mm 占60， 石灰用量为1 300 g/t， 2号油用量为40 g/t， 试 验结果见图7。 由图7可知， 随着捕收剂MAMC用量的增加， 金 精矿中金的品位逐渐降低， 金的回收率先升高后逐 渐趋于平缓。当MAMC用量分别为10 g/t时， 就可 以取得较好的选矿指标， 进一步增加捕收剂用量并 没有带来回收率的大幅提升， 反而降低了金精矿的 品位， 因此， 选择捕收剂MAMC用量为 （1010） g/t。 2. 2. 6起泡剂用量条件试验 2号油有较强的起泡性， 可生成大小均匀、 结构 致密、 粘度适中的稳定泡沫， 是国内使用最广泛的起 泡剂。但用量过大时， 气泡变小变脆， 恶化浮选指 标， 甚至转变为消泡剂。试验磨矿细度为-0.074 mm 占60， 石灰用量为1 300 g/t， 捕收剂MAMC用量为 （1010） g/t， 考察起泡剂用量对金粗选精矿指标的影 响， 试验结果见图8。 由图8可知， 随着起泡剂2号油用量的增加， 金粗 精矿中金的品位先基本不变后逐渐降低， 金的回收率 则先升高后降低， 综合考虑， 确定2号油用量为20 g/t。 2. 2. 7粗选矿浆浓度条件试验 浮选过程中， 矿浆浓度过低时， 会增加药剂消耗 量， 影响精矿回收率； 当矿浆浓度过高， 精矿夹杂严 128 2020年第9期倪青青等 提高河南某低品位金矿金回收率试验研究 重， 影响精矿质量。固定磨矿细度为-0.074 mm 占 60， 石灰用量为 1 300 g/t， 捕收剂 MAMC 用量为 （1010） g/t， 2号油用量为20 g/t， 考察粗选矿浆浓度 对金粗选精矿指标的影响， 试验结果见图9。 由图9可知， 随着浮选矿浆浓度的增加， 金粗选 精矿中金的品位逐渐降低， 金的回收率先升高后降 低， 综合考虑确定矿浆浓度为25。 2. 3重浮联合工艺 由试验室尼尔森重选试验结果可知， 对该矿石 采用尼尔森回收取得的金回收率比较理想， 但是精 矿富集倍数较低， 主要是由于上述试验都是在1 kg的 给矿条件下取得的， 为了模拟工业生产中尼尔森的 使用效果 （高富集比） ， 就必须有大量的给矿， 工业上 尼尔森富集倍数在1 000倍左右， 对于一些砂金矿富 集倍数可能会达到几千倍。为了达到1 000倍的富 集倍数， 完全采用试验室尼尔森进行试验， 则需要至 少100 kg的矿样， 显然该方法是无法在试验室内进行 的， 为了模拟出实际生产的效果， 我们采用的试验方 法为 ①首先准备20 kg矿样， 分别用磨机把它们磨 至-0.074 mm占30的细度， 全量进入尼尔森进行选 别； ②对第1次尼尔森选别的尾矿， 进行再次磨矿， 使 得磨矿细度达到-0.074 mm占45， 对再磨后的矿石 再次采用尼尔森进行选别； ③对第2次尼尔森选别的 尾矿进行再磨， 使得磨矿细度达到约-0.074 mm 占 60； ④对第3次尼尔森选别的精矿进行人工淘洗， 使得摇床重砂质量达到约10 g， 则此时的精矿产率达 到0.05； ⑤将摇床尾矿混入第三次尼尔森选别后的 尾矿中， 搅匀后作为浮选作业的给矿； ⑥对重选尾矿 按照2.2中浮选的最佳工艺条件进行浮选闭路试验， 获得浮选精矿， 则重选浮选的联合工艺流程完成。 试验流程见图10， 试验结果见表4。 注 金含量的单位为g/t。 由表4可知， 在最佳的试验条件下， 采用重浮 联合工艺， 经3次尼尔森重选、 1次摇床精选， 重选尾 矿经 “1粗2精2扫” 浮选， 最终可获得重砂和浮选精 矿 2 种金精矿产品。重选的精矿产品金品位达到 986.60 g/t， 回收率达到50.42； 浮选精矿金品位达到 35.75 g/t， 回收率达到了 41.57。金的总回收率为 91.99， 取得了较好的效果。 3结论 （1） 矿石自然类型主要为硅化、 钾化、 黄铁矿化 的含金绢英岩， 另有部分含金石英脉， 为蚀变岩型金 129 矿。原矿主要有用矿物为自然金， 其品位为1.39 g/t， 银品位为3.35 g/t， 可以作为伴生金属综合利用， 次要 金属矿物主要为黄铁矿， 另含有少量的黄铜矿、 磁铁 矿、 辉铋矿和方铅矿等， 脉石矿物主要为石英、 斜长 石、 绿泥石、 云母、 白云石、 方解石， 其次含少部分角 闪石。 （2） 对自然金嵌布特征进行了统计， 可以看出金 颗粒主要是以包裹金 （58.83） 形式存在， 其次是裂 隙金 （占23.53） ， 粒间金占比较小 （17.65） 。其中 石英包裹金占19.11， 该部分金中的微细粒金容易 损失在尾矿中。 （3）通过重浮联合工艺可以获得重砂含金 986.60 g/t， 金回收率为50.42， 浮选精矿含金35.75 g/t， 金回收率为41.57， 金的总回收率为91.99。 参 考 文 献 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） ， 2013 （2） 17-25. 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