超细含金矿泥可选性探索研究
时间：2022-12-05 21:50:02 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王治方
(山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿，山东 莱州 261441)
某金矿选矿厂浮选作业分为矿砂浮选和矿泥浮选两套系统。其中，矿砂浮选用于处理磨矿产品及破碎洗矿矿泥二次分级后沉砂；
矿泥浮选用于处理矿泥二次分级后溢流，浮选流程为“一粗一精”工艺。
破碎洗矿矿泥不仅本身存在氧化程度高、含金矿物粒度细、泥化程度高等特点，并且在采矿、运输、破碎过程中混入的充填材料、机械油等杂质，不可避免地在其中富集，上述因素导致矿泥在分选过程中存在矿物选择性差、易吸附药剂、矿浆粘度高、精矿品位低等诸多难题。从2021年生产指标统计可知，矿泥浮选尾矿品位平均为0.35 g/t，矿泥浮选回收率仅为65%。基于上述原因，为深入剖析限制回收率进一步提高的原因，探求降低尾矿品位的途径，开展了超细含金矿泥工艺矿物学及可选性探索研究。
通过对原矿进行粒度特征分析、化学成分分析、矿物组成分析、常见矿物分布特征分析、主要硫化物分析、载金黄铁矿工艺矿物学研究、脉石伊利石工艺矿物学研究、载金石英工艺矿物学研究、矿井充填物分析，得出以下结论：
1)原矿粒度很小，-400目的含量占96.60%，且绝大多数的原矿粒度在34.0 μm以下。中粒径D50=12.70 μm,D90=34.0 μm。
2)原矿矿泥金品位1.0 g/t，银品位4.6 g/t，含铁2.25%，含硫为0.62%。矿泥中含19种元素：Si、Al、K、Ca、Fe、Mg、Ti、Na、Mn、S、Sr、Cl、P、Pb、Rb、Zr、Cu、Zn、Ba，其中主要成分SiO256.46%、Al2O326.52%、K2O 8.48%、CaO 3.67%、Fe2O32.92%、MgO 1.14%。
原矿含有矿物20余种，分别为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉铜矿、赤铁矿、伊利石、石英、钠长石、正长石、方解石、绿泥石、斜发沸石、黑云母、斧石、重晶石、铁白云石、白云石、菱铁矿、石膏等。
原矿中含硫化物矿物有：黄铁矿占0.49%，黄铜矿占0.02%，还有微量方铅矿、闪锌矿、辉铜矿；
硅酸酸盐脉石矿物有：伊利石、石英、钠长石、正长石、绿泥石、斜发沸石、黑云母、斧石，其中伊利石占66.51%、石英占10.52%、钠长石占8.14%、正长石占4.05%、绿泥石占1.14%；
碳酸盐脉石矿物有：方解石、铁白云石、白云石、菱铁矿等，方解石是最主要的碳酸盐脉石矿物，占2.85%；
硫酸盐矿物：重晶石、石膏，其中重晶石占0.20%。
3)原矿中黄铁矿颗粒粒度非常小，6 μm以下的黄铁矿含量为80.33%。铁矿连生关系复杂，单体解离的黄铁矿含量39.17%，连生体的严重程度依次为：黄铁矿/伊利石、黄铁矿/石英、黄铁矿/正长石、黄铁矿/钠长石、黄铁矿/绿泥石、黄铁矿/角闪石、黄铁矿/沸石。伊利石、石英、正长石、钠长石是影响黄铁矿可浮选性的重要因素。
4)载金黄铁矿解离难度大、载金石英被脉石包裹、矿物来源复杂、原矿中存在大量的伊利石等硅酸盐矿物、粘性矿物等都是影响选矿的重要因素。
1)原矿粒度非常细：-400目占96.6%，+400目占3.4%；
中粒径D50=12.70 μm,D90=34.0μm。
2)含有大量粘土矿物：粘土矿物伊利石占66.51%，使得泥化程度加重，矿浆黏度增加，硫化物表面可能被污染，不能充分与浮选药剂接触，使得浮选效果变差，不利于后续金矿物的浮选捕收。
3)载金矿物黄铁矿颗粒细：6 μm以下的黄铁矿含量为80.33%，颗粒过小，导致浮选过程中载金矿物不易被浮选。
4)颗粒解离情况：黄铁矿颗粒状态连生情况复杂，单体解离度为39.17%。其中伊利石、钠长石、正长石和石英是影响黄铁矿可浮选性的重要因素。原矿中部分载金矿物石英颗粒与伊利石密切连生，金颗粒难以实现单体解离，影响金回收。
5)原矿中矿物来源复杂，除自然矿物外，还有部分来源于井下充填料，导致矿物性质复杂，影响选矿。
通过对尾矿进行粒度特征分析、化学成分分析、矿物组成分析、尾矿常见矿物分布特征分析、尾矿主要脉石矿物分析、尾矿载金石英工艺矿物学研究、尾矿残余黄铁矿工艺矿物学研究、精选尾矿常见矿物分布特征分析、精选尾矿主要脉石矿物分析、精选尾矿载金石英工艺矿物学研究、尾矿金(银)矿物赋存状态研究，得出以下结论：
3.1 尾矿工艺矿物
1)尾矿粒度特征：+200目的粒级占0.53%，-200～+400目粒级占0.27%，-400目粒级最高，为99.20%；
中粒径D50=9.20 μm，D90=22.3 μm。
2)尾矿含有17种元素，分别为Si、Al、K、Ca、Fe、Mg、Ti、Na、Mn、Cl、P、Sr、S、Rb、Zn、Pb、Zr，SiO2含量为57.47%、Al2O3含量为26.42%、K2O含量为8.36%、CaO含量为3.46%、Fe2O3含量为2.47%、MgO含量为1.14%。金品位0.34 g/t，银品位1.5 g/t，含铁1.93%，含硫为0.24%。
3)尾矿含矿物20余种，分别为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉铜矿、赤铁矿、伊利石、石英、正长石、方解石、斧石、绿泥石、白云石、菱铁矿等。粗选尾矿样品中主要矿物成分为脉石矿物，主要有伊利石占68.00%、石英占8.28%、钠长石占4.94%、正长石占4.63%、方解石占1.60%。
4)尾矿残余黄铁矿工艺矿物学，发现尾矿中依然含有部分黄铁矿颗粒，没有被浮选富集，可以增加一段扫选流程，捕收剩余黄铁矿。
3.2 精选尾矿工艺矿物学
1)精选尾矿粒度特征：+200目粒级占0.29%，-200～+400目粒级占0.88%，-400目最高，为98.83%；
中粒径D50=11.1 μm，D90=30.8 μm。
2)精选尾矿含矿物20余种：黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉铜矿、赤铁矿、伊利石、石英、正长石、方解石、绿泥石、菱铁矿、铁白云石等。黄铁矿占0.33%、黄铜矿占0.08%、闪锌矿占0.01%；
伊利石占78.58%、石英占6.09%、正长石占2.39%、方解石占0.84%。
3)精选尾矿含6种常见矿物占全矿物88.62%。6种矿物中硫化矿物为黄铁矿；
脉石矿石有伊利石、石英、正长石、方解石、绿泥石。伊利石含量为78.58%。
4)精选尾矿载金石英工艺矿物学研究，石英颗粒多为连生体，与伊利石关系最密切。
3.3 金(银)矿物赋存状态
1)尾矿中的金(银)矿物类型为自然金、辉银矿和碲银矿，自然金占28.57%，平均成色几乎为100%，辉银矿占57.14%，平均含银量为79.34%，碲银矿含银为42.15%，占14.29。
2)金(银)矿物颗粒在0.45～1.67 μm。尾矿中金(银)矿物的形态为浑圆粒状、麦粒状。浑圆粒状占41.03%，麦粒状占58.97%。
3)尾矿中金(银)矿物被脉石矿物包裹，石英包裹占71.43%，方解石或长石包裹占28.57%。
1)黏土矿物问题：焦家矿泥中含有大量粘土矿物，粘土矿物是庞大矿物族。焦家金矿洗矿矿泥中含有伊利石占66%以上。伊利石属于具有结构负电荷，属于层状矿物，具有大的比表面积，易于吸金。
2)矿物粒度非常细，硫化物表面可能被污染，不能充分与浮选药剂接触，使得浮选效果变差，不利于后续金矿物的浮选捕收。
3)金颗粒小，脉石包裹金，导致金流失。
4)载金矿物黄铁矿颗粒粒度很细，浮选过程中细粒载金矿物不易被浮选，黄铁矿连生情况复杂，是影响黄铁矿可浮选性的重要因素。
5)矿泥中泥土矿物多，小金颗粒容易被夹带，流失金。
6)部分流失金是矿物来源复杂，与脉石矿物、粘土矿物、井下充填物有密切关系。金被包裹、被吸附、或者是井下充填的充填物和胶结物对金的吸附，导致金的难以回收和流失。
通过元素S沿流程变化分析、元素Au沿流程变化分析、元素 Ag 沿流程变化分析、硫化物沿流程变化分析、硅酸盐矿物沿流程变化分析、碳酸盐矿物沿流程变化分析，得出以下结论：
1)元素S沿流程变化分析，原矿中S元素为0.62%，粗选精矿为2.77%，精矿为9.81%，精选尾矿为1.12%，尾矿为0.24%，S元素的浮选回收率为61.29%。尾矿含S中还有0.24%主要是以硫化物、硫酸盐的形式产生。
2)原矿中Au元素的含量为1.00 g/t，粗选精矿为7.80 g/t，精矿为23.90 g/t，精选尾矿为4.10 g/t，尾矿为0.34 g/t，Au回收率为66.00%。由于入选矿石物料来源复杂、颗粒细小，矿石中含有伊利石绢云母等，给金的浮选回收带来的极大难度。
3)原矿中Ag元素的含量为4.60 g/t，粗选精矿为12.80 g/t，精矿为41.60 g/t，尾矿为1.50 g/t，精选尾矿为8.10 g/t。Ag回收率为67.39%，加强碲化银和辉银矿回收。
4)原矿中主要的硫化物是黄铁矿，还有微量黄铜矿、闪锌矿、辉铜矿、方铅矿。在原矿中黄铁矿含量达到0.49%。最终黄铁矿大部分进入了精矿，精矿中黄铁矿的相对含量达到15.34%，而在尾矿中显微镜下可见，检测微量。黄铁矿是载金矿物，沿浮选流程考察了黄铁矿的走向分配变化，以期分析金的流失问题。
5)硅酸盐矿物是最主要的脉石矿物，石英是载金矿物。有部分金与硅酸盐脉石有密切关系。伊利石、石英、钠长石和正长石等硅酸盐矿物大部分进入到尾矿中，伊利石都是主要的硅酸盐矿物，其在原矿中含量高达66.51%、在精矿中含量高达43.43%，部分金与碳酸盐矿物有关，与金矿物构成连生关系，抑制脉石将进一步提高金精矿品位。
结合上述研究结论及分析，通过矿浆浓度试验、捕收剂种类及用量试验、强化分散浮选试验、强化能量输入浮选探索试验等一系列探索研究，确定最优浮选条件为矿浆浓度10%，加入硅酸钠500 g/t，捕收剂为捕金灵+vd653用量90 g/t，起泡剂11#油40 g/t，浮选机设备转速设为2 500 r/min，后使用最优浮选条件进行试验，入选金品位0.98 g/t，试验流程见图1，试验结果见表1。
图1 最优浮选条件试验流程图
表1 最优浮选条件试验研究
根据最优浮选条件试验结果，进行流程闭路试验，试验流程见图2，浮选流程闭路试验结果见表2。
图2 浮选流程闭路试验流程图
表2 浮选流程闭路试验研究
从2021年生产指标统计可知，矿泥浮选尾矿品位平均为0.35 g/t，矿泥浮选回收率仅为65%，通过超细矿泥工艺矿物学及可选性探索研究，确定最优浮选条件为矿浆浓度10%，加入硅酸钠500 g/t，捕收剂为捕金灵+vd653用量90 g/t，起泡剂11#油40 g/t，浮选机设备转速设为2 500 r/min，尾矿品位由0.35 g/t降低至0.33 g/t，回收率由65%提高至67.13%。
按原矿处理量14 000 t/d，超细矿泥含量3.5%，矿泥品位0.98 g/t，金价390元/g，浮选回收率提高2.13%，氰冶回收率97.2%，年运行350天计算，若应用于生产可增加经济效益为：14 000×3.5%×0.98×2.13%×97.2%×390×350=135.71万元。
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