豫西某金矿石选冶试验

2013-08-22乔江晖宋翔宇

金属矿山 2013年9期

乔江晖宋翔宇张慧

(1.中国国土资源经济研究院;2.河南省岩石矿物测试中心;3.中冶集团铜锌有限公司)

世界黄金生产历史虽然相当久远，但20世纪中期以前由于受采选技术和装备水平所限，开采的金矿资源主要是优质资源，且规模有限。随着采选技术和装备水平的进步以及生产规模的扩大，优质金矿资源日渐减少，人们不得不将目光集中在开采难度较大、矿石性质较复杂、金品位较低的矿石资源的开发上。对嵌布粒度较细、与其他金属硫化物共生关系密切的金矿石，浮选法具有显著的优越性;对于嵌布粒度细微、矿石性质复杂的贫金矿石，氰化浸出因工艺简单、技术成熟、易实施而被广泛采用［1-5］。

豫西某金矿石中部分载金矿物为氧化矿，属难选金矿石。为提高该资源的回收效率，高效开发利用该资源，本试验对该矿石进行了浮选—氰化浸出工艺研究。

1 矿石性质

1.1 矿石化学成分分析

矿石主要化学成分分析结果见表1。

从表1可以看出，矿石中Au含量较高，达2.97 g/t，Ag 含量为 13.00 g/t，有综合回收价值，Au、Ag的常见伴生元素Cu、Pb、Zn等含量很低，本试验不考虑这些元素的回收。

表1 矿石主要化学成分分析结果 %

1.2 矿石的矿物组成及含量

经光片、砂光片、薄片鉴定及粉晶X衍射分析，矿石矿物组成见表2。

表2 矿石矿物组成 %

从表2可以看出，该矿石中金属矿物主要为黄铁矿，脉石矿物主要为石英、钾长石、绢云母等，其他矿物少量或微量。有用矿物为金，主要以银金矿的形式存在。

1.3 矿石类型

矿石自然类型以蚀变碎裂岩为主，碎裂蚀变岩、蚀变碎裂流纹岩及蚀变粗面岩次之，少量构造角砾岩。含金矿石以蚀变碎裂岩及碎裂蚀变岩为主。金属矿化以黄铁矿化为主，少量黄铜矿化、铅锌矿化、金矿化以及褐铁矿化;脉石矿化以硅化、绢云母化以及白云石化为主，高岭石化、钾长石化、白铅矿化少量，绿泥石化、方解石化等微量。

矿石工艺类型属少硫化物金矿石。金属矿物以硫化物为主，主要是黄铁矿，可回收有用矿物为自然金、银金矿。

1.4 矿石结构与构造

1.4.1 矿石主要结构

(1)他形晶粒状结构。自然金、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、部分黄铁矿等常呈他形晶粒状不均匀分散或零星分布于矿石中，为该矿区矿石的主要结构。

(2)包含结构。自然金呈他形粒状包含于黄铁矿及少量褐铁矿、方铅矿、白云石之中，黄铁矿还包含方铅矿、闪锌矿、褐铁矿等，闪锌矿包含黄铜矿、方铅矿及黄铁矿，方铅矿包含黄铁矿，石英、长石等脉石矿物包裹黄铁矿等，为矿石较普遍结构。

(3)碎裂结构。受应力作用的影响，黄铁矿晶体常破碎成大大小小的碎粒，有些裂隙发育，部分方铅矿、闪锌矿等也有碎裂现象。

(4)聚粒状结构。黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等常数粒甚至几十粒聚集分布，偶尔自然金也2～3粒聚集分布，形成聚粒状结构。

(5)自形晶粒状结构。少部分黄铁矿呈立方体、个别呈五角十二面体及菱形十二面体状自形晶。

(6)交代结构。少量黄铁矿被褐铁矿交代，方铅矿被白铅矿交代，交代彻底时褐铁矿保留原黄铁矿假象，白铅矿保留原方铅矿假象，形成交代假象结构;偶见铅矾交代方铅矿、斑铜矿交代黄铜矿和辉铜矿、铜蓝交代黄铜矿等。

1.4.2 矿石主要构造

(1)浸染状构造。矿石中的自然金、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿以及部分黄铁矿等呈他形晶粒，以散粒状或聚粒状不均匀分散于矿石之中，为本区矿石主要构造。

(2)细脉状构造。黄铁矿常呈细脉状、断续脉状分布;方铅矿、闪锌矿、褐铁矿等有时也各自沿矿石裂隙充填形成细脉状构造，为本区矿石的次要构造。

1.5 自然金赋存状态

矿石中的金以自然金为主，多为可见金，可见金的粒度统计结果见表3，矿石中可见金嵌布状态统计分析结果见表4。

表3 矿石中可见金粒度统计结果

表4 矿石中可见金嵌布状态统计分析结果

从表3可以看出，矿石中的可见金以细粒和微粒为主，近似面积分布率分别为41.90%和35.75%，中粒金分布率为22.35%，未发现粗粒金。

从表4可以看出，矿石中的金以包裹金为主，分布率为73.68%，主要为黄铁矿包裹金，占63.16%;其次为单体金，占21.06%。

2 选矿试验

工艺矿物学研究表明，矿石中金的载体矿物既有黄铁矿、方铅矿等硫化矿，也有褐铁矿、白云石等氧化矿。通常含金硫化矿采用浮选工艺回收，含金氧化矿采用氰化工艺回收［6-7］。在大量探索试验基础上，确定采用浮选+氰化浸出工艺处理该矿石。

2.1 浮选试验

硫化物中金回收粗选条件试验流程见图1。

图1 金浮选粗选条件试验流程

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度是影响选别指标的重要因素，因此，首先对磨矿细度进行了研究。试验固定Na2SiO3总用量为1 000 g/t，CuSO4为150 g/t，丁基黄药 +丁铵黑药为 150+50 g/t，2#油为 60 g/t，试验结果见图 2。

图2 磨矿细度试验结果

由图2可知，随着磨矿细度的提高，粗精矿金品位先小幅上升后下降，金回收率先上升后下降。综合考虑，确定磨矿细度为－0.074 mm占65%。

2.1.2 CuSO4用量试验

CuSO4是黄铁矿的活化剂，进一步活化黄铁矿有利于提高金精矿金回收率［8-9］。因此，对CuSO4用量进行了研究。试验固定磨矿细度为－0.074 mm占65%，Na2SiO3总用量为1 000 g/t，丁基黄药+ 丁铵黑药为 150+50 g/t，2#油为 60 g/t，试验结果见图3。

图3 CuSO4用量试验结果

由图3可知，随着CuSO4用量的增加，粗精矿金品位先小幅上升后升幅增大，粗精矿金回收率先小幅上升后小幅下降，CuSO4用量为150 g/t时，粗精矿金回收率最高。综合考虑，确定CuSO4用量为150 g/t。

2.1.3 Na2SiO3用量试验

Na2SiO3是硅酸盐脉石矿物的有效抑制剂，且对矿泥有良好的分散效果［10］。因此，对磨矿后Na2SiO3的用量进行了试验研究。试验固定磨矿细度为－0.074 mm占65%，CuSO4用量为150 g/t，丁基黄药 +丁铵黑药为150+50 g/t，2#油为60 g/t，试验结果见图4。

图4 Na2SiO3用量试验结果

由图4可见，随着Na2SiO3用量的提高，粗精矿金品位和金回收率均先上升后下降。综合考虑，确定磨矿后Na2SiO3的用量为500 g/t。

2.1.4 丁基黄药+丁铵黑药总用量试验

探索试验表明，丁基黄药与丁铵黑药组合使用可以充分发挥丁基黄药捕收能力强、丁铵黑药选择性好的特点，从而有效提高粗精矿指标［11-12］。丁基黄药与丁铵黑药按质量比3∶1配合时协同效应较好，因此，按此比例进行了丁基黄药+丁铵黑药用量试验。试验固定磨矿细度为－0.074 mm占65%，磨矿后 Na2SiO3的用量为500 g/t，CuSO4用量为150 g/t，2#油为 60 g/t，试验结果见图 5。

图5 丁基黄药+丁铵黑药总用量试验结果

由图5可见，随着丁基黄药+丁铵黑药总用量的增大，粗精矿金品位下降，金回收率先上升后下降。综合考虑，确定组合捕收剂总用量为200 g/t，即丁基黄药+丁铵黑药用量为150+50 g/t。

2.1.5 闭路试验

在条件试验和开路试验基础上进行了金浮选闭路试验，试验流程见图6，试验结果见表5。

图6 浮选闭路试验流程

表5 浮选闭路试验结果

由表5可见，采用图6所示的浮选闭路流程处理该矿石，可以获得金品位为31.20 g/t，回收率为68.50%的金精矿。

2.2 氰化浸出试验

2.2.1 磨矿必要性试验

浮选尾矿氰化浸出试验在XJT－80型浸出搅拌机中进行。试验首先比较了浮选尾矿不磨矿和再磨至－0.074 mm占90%情况下的浸出效果。试验固定搅拌器转数为1 800 r/min，矿浆浓度为25%，石灰用量为2 100 g/t(对应的矿浆pH=10.5)，NaCN初始质量浓度为0.075%，浸出时间为6 h，试验结果见表6。