金渠矿石浮选柱半工业试验

2018-04-12焦瑞琦杨虎伟张建龙

现代矿业 2018年3期

焦瑞琦　杨虎伟　张建龙

(河南金渠黄金股份有限公司)

河南金渠黄金股份有限公司选矿生产矿石属于典型的小秦岭金矿石特性，采用尼尔森重选+浮选工艺流程，金回收率稳定在90.5%左右。2010年何琦等将旋流-静态微泡浮选柱应用于金渠矿石原矿和尾矿的浮选试验研究；试验结果表明，与常规浮选在试验条件基本相同的情况下进行对比，应用该设备可以获得较好的选矿指标，采用1粗1精1扫流程即可达到浮选目标，简化了流程，效益提高显著[1-2]。

金渠矿石矿脉较多，性质复杂，且随着开采深度的延伸，资源贫、细、杂和泥化现象给其富集回收带来较大困难，用单一选矿方法很难获得较为理想的技术指标。为提高选矿厂资源综合利用率，针对选矿厂金精矿品位偏低、浮选流程能耗高的问题，金渠公司同中国矿业大学合作进一步开展浮选柱的半工业试验研究，通过构建以柱式设备为主体的细粒选矿过程，获得了满意的试验指标，为现场工艺及装备优化提供了可靠的技术依据。

1　矿石性质

金渠矿区位于小秦岭分水岭北侧，以充填为主的中温热液型矿床，矿石工艺类型为少-中硫化物石英脉型含金矿石。金属硫化物矿物以黄铁矿为主，次为黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、方铅矿，少量的闪锌矿以及微量的辉钼矿。金属氧化物为磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿。贵金属矿物主要为自然金、含少量银金矿、微量碲金银矿、碲银矿和碲铋金银矿。脉石矿物主要为石英，少量长石、绢云母、绿泥石、碳酸盐等。有价元素主要是金，作为金主要载体的黄铁矿，多呈自形晶、半自形晶不均匀地分布在矿石中，金矿物多以包裹金、粒间金和裂隙金3种形式存在，其中粒间金占近一半。

金渠矿石工艺矿物特性：①金矿物的组成以中粒金为主，次为细粒金和微粒金，少量粗粒金和巨粒金，表明选矿工艺必须采用重选作业，提前回收粗粒金矿物。②金渠矿石含有数量不等的碲铋金银化合物，且金随着碲、铋含量增加相对富集，碲铋化物性脆，磨矿过程中极易泥化[3]，这也是矿石细粒级品位较高的主要原因。③不考虑化学方法提取金，重选—浮选依然是金渠矿石选矿适宜的工艺流程。

2　生产现状和前期选矿试验研究概况

2.1　生产流程

金渠选矿一车间生产规模1 000 t/d，破碎段和磨矿系统均采用两段一闭路流程，其中一段为磨矿与螺旋分级机组成两个平行的闭路循环，二段磨矿出口安装尼尔森重选对粗粒金进行重选回收，二段磨矿与旋流器形成闭路。浮选作业分两个系列，均采用1粗2精2扫流程，两个系列的尾矿合并进行尾矿再选以降低最终尾矿品位，提高精矿回收率。尼尔森重精砂与浮选精矿混合脱水后外销冶炼厂。选厂浮选设备为XCF-BSK型系列浮选机，槽体有效容积均为4 m3，联合机组XCF型用作吸入槽，BSK型为直流槽，浮选机总数28台。浮选车间工艺流程见图1。

2.2　生产实际情况

现生产工艺近3 a技术指标见表1。浮选柱试验期间各坑口矿石生产指标见表2。

表1　选矿厂近3 a生产技术指标

注：表中数据来源于金渠公司金属平衡报表。

图1　金渠选矿浮选车间工艺流程

坑口名称原矿金品位/(g/t)混合精矿金品位/(g/t)金富集比尾矿金品位/(g/t)金回收率/%12503.2745.8714.030.3689.779502.3933.2313.900.2689.7114032.9251.7417.720.3787.8610604.0549.9712.340.4090.83

注：表中数据来源于车间生产日报表。

由表1、表2可知，950坑口矿石金精矿品位明显偏低，除原矿金品位较低影响外，可能与其采矿中段位置较低(830 m)矿石性质发生变化有关；各坑口矿石生产指标中金富集比偏高，但金属平衡综合指标的金富集比低于14，反映出金渠金精矿品位相比较低，现工艺条件下金回收率不理想。

2.3　前期选矿试验研究及尼尔森重选生产指标

2.3.11403、1060坑口浮选原矿和尾矿指标

1403、1060坑口浮选原矿和尾矿筛析结果见表3。

由表3可知，金在细粒级富集，是典型的粒级偏析现象；在适于常规浮选工艺细度粒级(0.063～0.125 mm)浮选尾矿品位相对较低，金回收率较为理想；+0.125 mm粒级浮选原矿品位不足1 g/t，须通过提高磨矿细度保证选矿效果；-0.045 mm粒级金因原矿品位较高(1403坑口4.85 g/t,1060坑口5.29 g/t)，回收率虽然较高，但尾矿流失品位远高于其他粒级，强化这一粒级段的回收是选矿试验研究的重点。

2.3.2金渠公司某坑口原矿工艺矿物性质分析

随着矿山开采标高向下延伸，某坑口矿石进行炭浆法生产时，氰化指标出现异常波动，金回收率平均下降3个百分点。进行原矿多元素分析、金碳物相分析、氰原粒度筛析，分析结果分别见表4～表7。

表3　1403、1060坑口浮选原矿和尾矿粒度筛析结果

表4　原矿化学多元素分析结果　%

注：Au、Ag含量单位为g/t。

表5　金物相分析结果　%

表6　碳物相分析结果 %

表7　氰化原矿粒度筛析结果

由表7可知，金在细粒级富集特性明显。-0.019 mm粒级金分布率占43.62%，是影响金浸出率的主要因素。

2.3.3尼尔森重选用作一段磨矿循环的实际生产指标

2003年金渠公司利用球磨机和分级机间的高差，在球磨机排矿端安装固定格筛作为尼尔森选矿机预筛分，成功在磨矿回路中回收浮选作业无法正常选别的粗粒金、银[4]，金总回收率达91.50%，比现生产工艺金回收率高出近1个百分点。2012年5—9月选矿指标见表8。

表8　2012年5—9月份生产选矿指标统计结果

注:指标来源于金渠金属平衡报表；重选回收率是尼尔森精矿经摇床2次精选后的重精砂，金品位为10%～15%，考虑摇床中矿部分(混入浮选金精矿)，尼尔森金回收率在30%以上。

3　浮选柱半工业试验

浮选是分选细粒及微细粒矿物最有效的方法之一，根据金渠矿石金嵌布粒度特点，需要将其细磨才能保证含金矿物的充分解离；另一方面，原矿中细泥含量也日趋增多，污化了浮选作业条件，精矿品位降低明显。浮选柱作为一种深槽型压气式浮选机，平静的矿浆液相能使选择性捕收剂达到更有效应用而适于微细粒金的分选，其构造简单易自动化、低能高效、选矿富集比大等特点是金渠选矿厂优化浮选工艺的理想选择。在2010年旋流-静态微泡浮选柱试验室试验的基础上，分坑口开展半工业试验研究，以期达到提高精矿质量和金回收率的双重效果。

3.1　浮选柱半工业试验系统

试验以旋流—静态微泡浮选柱为主要设备，包括调浆系统、柱分选系统和液位自动控制系统。主要设备明细见表9，半工业试验设备形象联系见图2。

试验从浮选一系列搅拌桶获取原矿，矿浆通过给料泵进入粗选搅拌桶，通过流量阀控制入料量。给入粗选搅拌桶的矿浆经加药由搅拌桶调浆后流至给料泵内，由给料泵压力给入粗选浮选柱，粗选泡沫(粗精矿)自流入精选给料泵，精选尾矿作为中矿返回粗选给料泵，精选泡沫为最终精矿。粗选尾矿自流进入扫选给料泵，扫选精矿自流进入粗选给料泵，扫选尾矿做为最终尾矿排出，完成1粗1精1扫浮选作业。

表9　浮选柱半工业试验主要设备明细表

图2　半工业试验设备形象联系(数字释义见表9)

3.2　浮选柱半工业试验

3.2.1条件试验

以1粗1精1扫为初步试验流程，通过条件试验确定：处理矿量0.4 t/h，循环泵压力0.25 MPa，粗选捕收剂异戊基黄药补加40～60 g/t、11#油30 g/t，生产药剂搅拌槽已添加异戊基黄药和11#油作为粗选作业使用。

条件试验在试验条件变更后，据情况稳定2～4 h后取样，每0.5 h取样1次，样品集中合并制样化验；连选试验每1 h取样1次，8 h样品合在一起作为一批样，同时取浮选机工业生产样作比较。

3.2.2连选试验

按条件试验初步结果将矿石分为两类。一是950坑口矿石，金回收率提升明显；二是1250、1403和1060坑口矿石，金精矿品位提升明显，金回收率与主生产现场相当。

3.2.2.1950坑口矿石试验

(1)试验工艺流程及药剂用量见图3。

图3　950坑口试验工艺流程

(2)基础指标：生产磨矿细度-0.074 mm 60%～65%，浮选机泡沫金品位为20.16 g/t，生产混合精矿金品位为33.23 g/t(陶瓷过滤机取样)，尼尔森重砂金品位为683.00 g/t，浮选原矿金品位为1.26 g/t。

(3)950坑口试验指标与生产指标对比见表10。

表10　950坑口矿石生产与试验技术指标对比

注:生产金精矿为混合金精矿；富集比1为相对原矿品位；富集比2为相对浮选原矿品位。

由表10可知，浮选柱富集比为24.51，比同等条件浮选机的16.00提高了53.18个百分点；浮选柱试验金总回收率为94.49%相比生产指标89.71%高出4.78个百分点，效果显著。

(4)现场生产重精砂、浮选精矿与混合金精矿比较，三者比较情况见表11。

表11　生产重精砂、浮选金精矿与混合金精矿对比　g/t

由表11可知，混合精矿与浮选精矿金品位相差13.07 g/t，理论混合精矿与混合精矿金品位相差8.19 g/t；金渠公司将性质相差较大的这两种产品混合在一起销售，既不科学也不合理，粗颗粒金在生产流程中易出现局部富集积存，且影响产品销售收入。

3.2.2.21250、1403和1060坑口矿石试验

在950坑口试验的基础上，开展其他3个坑口矿石的条件试验和连选试验。浮选柱试验流程以1粗1精1扫为主。

(1)1250、1403和1060坑口矿石浮选柱半工业试验和生产试验对比结果见表12。

表12　3个坑口浮选柱半工业试验与生产试验指标对比

由表12可知，①3个坑口浮选柱半工业试验的金回收率均低于生产试验金回收率，原因是未考虑重选作业影响，浮选柱半工业试验为作业回收率，生产试验为车间金综合回收率，表10中试验尾矿品位与生产尾矿品位接近，说明试验和生产金回收率基本相当；②在生产精矿混合有重精砂的情况下，3个坑口的试验单一浮选金品位比生产精矿金品位分别提高了68.65、55.51和71.98个百分点，说明浮选柱半工业试验富集效果相当理想；③生产原矿金品位与试验浮选原矿金品位相差幅度远小于950坑口的差距，主要原因是尼尔森重选在试验期间工作不正常引起。

(2)1060坑口矿石连选试验结果分析。对1060坑口矿石原矿、精矿和尾矿进行筛析，与生产相关数据进行对比，对比结果见表13。

由表13可知，①原矿中+74 μm粒级含量为40.67%，金分布率仅为12.00%，可见在磨矿过程中发生了较为明显选择性磨矿偏析现象，有用矿物向细粒级集中。-38 μm粒级的含量为39.71%，金分布率高达71.97%，这部分细粒级有用矿物的回收是关键所在。②+74 μm粒级试验精矿和生产精矿金品位相同，金回收率生产指标优于试验指标；-74+38 μm粒级试验精矿金品位相比生产有一定提升，金回收率接近；-38 μm粒级试验金回收率和精矿金品位体现了生产指标无可比拟的优势；建议生产使用“柱机联合”工艺。③试验磨矿细度-0.074 mm粒级含量不到60%，而-38 μm粒级含量已近40%；建议进行阶段磨矿、阶段浮选工艺试验。④1060坑口-38μm粒级试验精矿金回收率相比生产指标较高，但在-38 μm粒级的流失依然是尾矿品位“跑高”的主要原因。可考虑将泥砂分选并对矿泥进行针对性回收[5]。⑤-38 μm粒级浮选精矿金品位高达89.11 g/t，考虑可通过增加精矿产率降低这一粒级精矿品位的方法进一步提高金回收率。⑥1060等3个坑口矿石重选回收从原矿品位和浮选原矿品位差值看不太理想，造成浮选压力增大，这也是金综合回收率不高的一个重要因素。

表13　1060坑口矿石产品筛析对比结果

(3)1250坑口矿石重砂分离试验。金渠矿石性质矿物粒度组成特性显示，粗、中粒金占有相当比例，金具有较大密度的天然特性，无论采用何种选矿工艺，都必须有重选作业的参与[6]。车间用CD30尼尔森，调整设备必要的工艺技术参数稳定2 d后，分5、10、15、20 min 4个富集时间进行尼尔森重砂接取试验，试验结果见表14。当班生产日指标：原矿品位4.22 g/t，处理矿量326 t，混合精矿品位53.21 g/t，混合精矿量22.72 t。

由表14可知，①尼尔森重选置于二段磨机出口，磨机产物不是“全通过”情况下，重选回收率稳定在40%左右，说明1250坑口矿石适于重选法回收；②富集时间延长和重砂品位呈正比关系，可根据需要调整富集时间，满足对重砂品位的要求；③强化

表14　1250坑口矿石尼尔森重砂产品分离试验结果

重选作业，实现“快金快拿”，减轻浮选压力，以提高金渠矿石金的综合回收率。

3.3　950坑口矿石生产浮选原矿、尾矿筛析检验

浮选柱半工业试验因时间原因没有对950坑口矿石尾矿粒度组成检验分析，金渠选矿试验室在另一批950坑口矿石生产期间，采样检验分析，研究950坑口矿石浮选柱试验回收率高于其他坑口矿石的主要原因。磨矿细度-0.074 mm 58%(其中1系列0.074 mm 64.95%、2系列0.074 mm 54.54%)。车间综合指标见表15，1系列、2系列浮选原矿和尾矿粒度组成见表16。