王治方

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦，山東 萊州 261441)

0 引言

某金礦選礦廠浮選作業(yè)分為礦砂浮選和礦泥浮選兩套系統(tǒng)。其中，礦砂浮選用于處理磨礦產(chǎn)品及破碎洗礦礦泥二次分級(jí)后沉砂；礦泥浮選用于處理礦泥二次分級(jí)后溢流，浮選流程為“一粗一精”工藝。

破碎洗礦礦泥不僅本身存在氧化程度高、含金礦物粒度細(xì)、泥化程度高等特點(diǎn)，并且在采礦、運(yùn)輸、破碎過程中混入的充填材料、機(jī)械油等雜質(zhì)，不可避免地在其中富集，上述因素導(dǎo)致礦泥在分選過程中存在礦物選擇性差、易吸附藥劑、礦漿粘度高、精礦品位低等諸多難題。從2021年生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)可知，礦泥浮選尾礦品位平均為0.35 g/t，礦泥浮選回收率僅為65%?；谏鲜鲈?，為深入剖析限制回收率進(jìn)一步提高的原因，探求降低尾礦品位的途徑，開展了超細(xì)含金礦泥工藝礦物學(xué)及可選性探索研究。

1 礦泥浮選原礦工藝礦物學(xué)研究

通過對(duì)原礦進(jìn)行粒度特征分析、化學(xué)成分分析、礦物組成分析、常見礦物分布特征分析、主要硫化物分析、載金黃鐵礦工藝礦物學(xué)研究、脈石伊利石工藝礦物學(xué)研究、載金石英工藝礦物學(xué)研究、礦井充填物分析，得出以下結(jié)論：

1)原礦粒度很小，-400目的含量占96.60%，且絕大多數(shù)的原礦粒度在34.0 μm以下。中粒徑D50=12.70 μm,D90=34.0 μm。

2)原礦礦泥金品位1.0 g/t，銀品位4.6 g/t，含鐵2.25%，含硫?yàn)?.62%。礦泥中含19種元素：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%。

原礦含有礦物20余種，分別為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銅礦、赤鐵礦、伊利石、石英、鈉長石、正長石、方解石、綠泥石、斜發(fā)沸石、黑云母、斧石、重晶石、鐵白云石、白云石、菱鐵礦、石膏等。

原礦中含硫化物礦物有：黃鐵礦占0.49%，黃銅礦占0.02%，還有微量方鉛礦、閃鋅礦、輝銅礦；硅酸酸鹽脈石礦物有：伊利石、石英、鈉長石、正長石、綠泥石、斜發(fā)沸石、黑云母、斧石，其中伊利石占66.51%、石英占10.52%、鈉長石占8.14%、正長石占4.05%、綠泥石占1.14%；碳酸鹽脈石礦物有：方解石、鐵白云石、白云石、菱鐵礦等，方解石是最主要的碳酸鹽脈石礦物，占2.85%；硫酸鹽礦物：重晶石、石膏，其中重晶石占0.20%。

3)原礦中黃鐵礦顆粒粒度非常小，6 μm以下的黃鐵礦含量為80.33%。鐵礦連生關(guān)系復(fù)雜，單體解離的黃鐵礦含量39.17%，連生體的嚴(yán)重程度依次為：黃鐵礦/伊利石、黃鐵礦/石英、黃鐵礦/正長石、黃鐵礦/鈉長石、黃鐵礦/綠泥石、黃鐵礦/角閃石、黃鐵礦/沸石。伊利石、石英、正長石、鈉長石是影響黃鐵礦可浮選性的重要因素。

4)載金黃鐵礦解離難度大、載金石英被脈石包裹、礦物來源復(fù)雜、原礦中存在大量的伊利石等硅酸鹽礦物、粘性礦物等都是影響選礦的重要因素。

2 分析礦泥難選的礦物學(xué)原因

1)原礦粒度非常細(xì)：-400目占96.6%，+400目占3.4%；中粒徑D50=12.70 μm,D90=34.0μm。

2)含有大量粘土礦物：粘土礦物伊利石占66.51%，使得泥化程度加重，礦漿黏度增加，硫化物表面可能被污染，不能充分與浮選藥劑接觸，使得浮選效果變差，不利于后續(xù)金礦物的浮選捕收。

3)載金礦物黃鐵礦顆粒細(xì)：6 μm以下的黃鐵礦含量為80.33%，顆粒過小，導(dǎo)致浮選過程中載金礦物不易被浮選。

4)顆粒解離情況：黃鐵礦顆粒狀態(tài)連生情況復(fù)雜，單體解離度為39.17%。其中伊利石、鈉長石、正長石和石英是影響黃鐵礦可浮選性的重要因素。原礦中部分載金礦物石英顆粒與伊利石密切連生，金顆粒難以實(shí)現(xiàn)單體解離，影響金回收。

5)原礦中礦物來源復(fù)雜，除自然礦物外，還有部分來源于井下充填料，導(dǎo)致礦物性質(zhì)復(fù)雜，影響選礦。

3 礦泥浮選尾礦工藝礦物學(xué)研究

通過對(duì)尾礦進(jìn)行粒度特征分析、化學(xué)成分分析、礦物組成分析、尾礦常見礦物分布特征分析、尾礦主要脈石礦物分析、尾礦載金石英工藝礦物學(xué)研究、尾礦殘余黃鐵礦工藝礦物學(xué)研究、精選尾礦常見礦物分布特征分析、精選尾礦主要脈石礦物分析、精選尾礦載金石英工藝礦物學(xué)研究、尾礦金(銀)礦物賦存狀態(tài)研究，得出以下結(jié)論：

3.1 尾礦工藝礦物

1)尾礦粒度特征：+200目的粒級(jí)占0.53%，-200～+400目粒級(jí)占0.27%，-400目粒級(jí)最高，為99.20%；中粒徑D50=9.20 μm，D90=22.3 μm。

2)尾礦含有17種元素，分別為Si、Al、K、Ca、Fe、Mg、Ti、Na、Mn、Cl、P、Sr、S、Rb、Zn、Pb、Zr，SiO2含量為57.47%、Al2O3含量為26.42%、K2O含量為8.36%、CaO含量為3.46%、Fe2O3含量為2.47%、MgO含量為1.14%。金品位0.34 g/t，銀品位1.5 g/t，含鐵1.93%，含硫?yàn)?.24%。

3)尾礦含礦物20余種，分別為黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦、赤鐵礦、伊利石、石英、正長石、方解石、斧石、綠泥石、白云石、菱鐵礦等。粗選尾礦樣品中主要礦物成分為脈石礦物，主要有伊利石占68.00%、石英占8.28%、鈉長石占4.94%、正長石占4.63%、方解石占1.60%。

4)尾礦殘余黃鐵礦工藝礦物學(xué)，發(fā)現(xiàn)尾礦中依然含有部分黃鐵礦顆粒，沒有被浮選富集，可以增加一段掃選流程，捕收剩余黃鐵礦。

3.2 精選尾礦工藝礦物學(xué)

1)精選尾礦粒度特征：+200目粒級(jí)占0.29%，-200～+400目粒級(jí)占0.88%，-400目最高，為98.83%；中粒徑D50=11.1 μm，D90=30.8 μm。

2)精選尾礦含礦物20余種：黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦、赤鐵礦、伊利石、石英、正長石、方解石、綠泥石、菱鐵礦、鐵白云石等。黃鐵礦占0.33%、黃銅礦占0.08%、閃鋅礦占0.01%；伊利石占78.58%、石英占6.09%、正長石占2.39%、方解石占0.84%。

3)精選尾礦含6種常見礦物占全礦物88.62%。6種礦物中硫化礦物為黃鐵礦；脈石礦石有伊利石、石英、正長石、方解石、綠泥石。伊利石含量為78.58%。

4)精選尾礦載金石英工藝礦物學(xué)研究，石英顆粒多為連生體，與伊利石關(guān)系最密切。

3.3 金(銀)礦物賦存狀態(tài)

1)尾礦中的金(銀)礦物類型為自然金、輝銀礦和碲銀礦，自然金占28.57%，平均成色幾乎為100%，輝銀礦占57.14%，平均含銀量為79.34%，碲銀礦含銀為42.15%，占14.29。

2)金(銀)礦物顆粒在0.45～1.67 μm。尾礦中金(銀)礦物的形態(tài)為渾圓粒狀、麥粒狀。渾圓粒狀占41.03%，麥粒狀占58.97%。

3)尾礦中金(銀)礦物被脈石礦物包裹，石英包裹占71.43%，方解石或長石包裹占28.57%。

4 分析尾礦中金流失的原因

1)黏土礦物問題：焦家礦泥中含有大量粘土礦物，粘土礦物是龐大礦物族。焦家金礦洗礦礦泥中含有伊利石占66%以上。伊利石屬于具有結(jié)構(gòu)負(fù)電荷，屬于層狀礦物，具有大的比表面積，易于吸金。

2)礦物粒度非常細(xì)，硫化物表面可能被污染，不能充分與浮選藥劑接觸，使得浮選效果變差，不利于后續(xù)金礦物的浮選捕收。

3)金顆粒小，脈石包裹金，導(dǎo)致金流失。

4)載金礦物黃鐵礦顆粒粒度很細(xì)，浮選過程中細(xì)粒載金礦物不易被浮選，黃鐵礦連生情況復(fù)雜，是影響黃鐵礦可浮選性的重要因素。

5)礦泥中泥土礦物多，小金顆粒容易被夾帶，流失金。

6)部分流失金是礦物來源復(fù)雜，與脈石礦物、粘土礦物、井下充填物有密切關(guān)系。金被包裹、被吸附、或者是井下充填的充填物和膠結(jié)物對(duì)金的吸附，導(dǎo)致金的難以回收和流失。

5 礦泥浮選流程中硫化物和金走向分析

通過元素S沿流程變化分析、元素Au沿流程變化分析、元素 Ag 沿流程變化分析、硫化物沿流程變化分析、硅酸鹽礦物沿流程變化分析、碳酸鹽礦物沿流程變化分析，得出以下結(jié)論：

1)元素S沿流程變化分析，原礦中S元素為0.62%，粗選精礦為2.77%，精礦為9.81%，精選尾礦為1.12%，尾礦為0.24%，S元素的浮選回收率為61.29%。尾礦含S中還有0.24%主要是以硫化物、硫酸鹽的形式產(chǎn)生。

2)原礦中Au元素的含量為1.00 g/t，粗選精礦為7.80 g/t，精礦為23.90 g/t，精選尾礦為4.10 g/t，尾礦為0.34 g/t，Au回收率為66.00%。由于入選礦石物料來源復(fù)雜、顆粒細(xì)小，礦石中含有伊利石絹云母等，給金的浮選回收帶來的極大難度。

3)原礦中Ag元素的含量為4.60 g/t，粗選精礦為12.80 g/t，精礦為41.60 g/t，尾礦為1.50 g/t，精選尾礦為8.10 g/t。Ag回收率為67.39%，加強(qiáng)碲化銀和輝銀礦回收。

4)原礦中主要的硫化物是黃鐵礦，還有微量黃銅礦、閃鋅礦、輝銅礦、方鉛礦。在原礦中黃鐵礦含量達(dá)到0.49%。最終黃鐵礦大部分進(jìn)入了精礦，精礦中黃鐵礦的相對(duì)含量達(dá)到15.34%，而在尾礦中顯微鏡下可見，檢測(cè)微量。黃鐵礦是載金礦物，沿浮選流程考察了黃鐵礦的走向分配變化，以期分析金的流失問題。

5)硅酸鹽礦物是最主要的脈石礦物，石英是載金礦物。有部分金與硅酸鹽脈石有密切關(guān)系。伊利石、石英、鈉長石和正長石等硅酸鹽礦物大部分進(jìn)入到尾礦中，伊利石都是主要的硅酸鹽礦物，其在原礦中含量高達(dá)66.51%、在精礦中含量高達(dá)43.43%，部分金與碳酸鹽礦物有關(guān)，與金礦物構(gòu)成連生關(guān)系，抑制脈石將進(jìn)一步提高金精礦品位。

6 礦泥可選性試驗(yàn)研究

結(jié)合上述研究結(jié)論及分析，通過礦漿濃度試驗(yàn)、捕收劑種類及用量試驗(yàn)、強(qiáng)化分散浮選試驗(yàn)、強(qiáng)化能量輸入浮選探索試驗(yàn)等一系列探索研究，確定最優(yōu)浮選條件為礦漿濃度10%，加入硅酸鈉500 g/t，捕收劑為捕金靈+vd653用量90 g/t，起泡劑11#油40 g/t，浮選機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)速設(shè)為2 500 r/min，后使用最優(yōu)浮選條件進(jìn)行試驗(yàn)，入選金品位0.98 g/t，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

圖1 最優(yōu)浮選條件試驗(yàn)流程圖

表1 最優(yōu)浮選條件試驗(yàn)研究

根據(jù)最優(yōu)浮選條件試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，浮選流程閉路試驗(yàn)結(jié)果見表2。

圖2 浮選流程閉路試驗(yàn)流程圖

表2 浮選流程閉路試驗(yàn)研究

7 結(jié)語

從2021年生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)可知，礦泥浮選尾礦品位平均為0.35 g/t，礦泥浮選回收率僅為65%，通過超細(xì)礦泥工藝礦物學(xué)及可選性探索研究，確定最優(yōu)浮選條件為礦漿濃度10%，加入硅酸鈉500 g/t，捕收劑為捕金靈+vd653用量90 g/t，起泡劑11#油40 g/t，浮選機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)速設(shè)為2 500 r/min，尾礦品位由0.35 g/t降低至0.33 g/t，回收率由65%提高至67.13%。

按原礦處理量14 000 t/d，超細(xì)礦泥含量3.5%，礦泥品位0.98 g/t，金價(jià)390元/g，浮選回收率提高2.13%，氰冶回收率97.2%，年運(yùn)行350天計(jì)算，若應(yīng)用于生產(chǎn)可增加經(jīng)濟(jì)效益為：14 000×3.5%×0.98×2.13%×97.2%×390×350=135.71萬元。