贵州某难选卡林型金矿浮选试验

王灿荣

(贵州紫金矿业股份有限公司)

随着易处理金矿资源的枯竭，复杂难处理的金矿石己成为黄金生产的主要资源。据统计，目前全球黄金产量中超过30%来自于难处理矿[1-2]。我国川陕甘金三角、滇黔桂金三角、滇西南上芒岗等地分布有储量巨大的卡林型金矿，该类型金矿嵌布粒度细，碳、砷杂质含量高，是典型的难处理金矿石。由于该类矿石储量巨大，选别难度高，其选别工艺已成为国内外的探究热点[3-5]。

贵州某卡林型金矿，金主要被黄铁矿包裹，过去选厂主要在碱性条件下对含金矿物进行富集，所获得的精矿产品需经过高压预氧化处理后打开金包裹，再进行氰化浸出。在高压预氧化过程中会产生大量的废酸，在废酸处理中需加入大量的碱，导致成本上升。因此，考虑将原碱性浮选改为弱酸性浮选，将废酸加入浮选作业中，一方面可利用酸对矿物表面进行清洗，从而起到活化黄铁矿的作用；同时废酸中含有大量的杂质离子对有用矿物有抑制作用。因此，对该金矿进行了浮选试验研究，以确定最佳的选别工艺及条件[6-8]。

1 矿石性质

1.1 矿石物质组成

贵州某金矿区属卡林型金矿，金以显微或超显微形式赋存于黄铁矿(或毒砂)、碳酸盐、硅酸岩矿物中，黄铁矿为金的主要载体矿物，砷含量较高，主要以雄黄的形式存在。碳酸盐、硅酸盐等脉石矿物的含金比例高，这部分金通过选矿的方法回收，目前可能性不大。矿样含大量的碳质，也吸附着一定量的金，对金的回收存在一定的影响。原矿X-荧光光谱半定量分析，化学多元素分析，金物相分析，矿物组成及相对含量分别见表1～表4。

表1 X-荧光光谱半定量分析结果 %

表2 原矿化学多元素分析结果 %

注：Au、Ag含量单位为g/t。

表3 原矿样金物相分析结果

表4 矿物组成及相对含量 %

由表1、表2可知，试样中主要回收的有价元素是Au，Ag、S含量达到综合回收的要求，有可能富集在金精矿产品中回收，其他元素无回收价值，主要的脉石是含硅酸盐和碳酸盐的矿物。

由表3可知，矿石中的金主要的存在形式为游离金、硫化物包裹金，含有少量的碳酸盐包裹金及硅酸盐包裹金，因此最终精矿产品金回收率可达90%左右。

由表4可知，原矿中金属矿物种类简单，以黄铁矿为主，次为毒砂，少见雄黄、辉锑矿等，显微镜下未观察到自然金颗粒；其中黄铁矿又以莓状黄铁矿为主，次为立方体黄铁矿，少见五角十二面体黄铁矿。脉石矿物主要由碳酸盐(白云石化作用形成)、石英、水云母(玄武质火山碎屑物发生水云母化)组成，次要成分为炭片，其他少量成分有萤石、重晶石、白钛石及陆源碎屑物-泥质(已水云母化)等，偶见海绿石。

1.2 黄铁矿嵌布特征

矿石中黄铁矿以莓状黄铁矿、还未聚集成莓球的黄铁矿单晶体微晶、立方体黄铁矿为主，次为他形粒状黄铁矿，少见五角十二面体黄铁矿。莓状黄铁矿由多颗黄铁矿微晶被有机质黏结而成，矿石中还有相当一部分黄铁矿微晶没有聚集成莓球而散布在矿石中。莓球状黄铁矿不是金的主要载体矿物，不含或含极少量金。矿石中部分立方体黄铁矿也是由莓状黄铁矿转化而来，其含金量不高(见图1～图3)。部分立方体黄铁矿自形、半自形晶常见与毒砂呈包含或连晶关系，这部分黄铁矿与毒砂不是成岩期形成，很可能为成岩后热液形成。它们应为该样品中的主要含金硫化物。黄铁矿的工艺粒径为0.1～0.04 mm，次要粒径为0.04～0.016 mm。

图1 八面体黄铁矿微晶向眼球状、莓状黄铁矿聚集

图2 莓状黄铁矿向立方体黄铁矿转化

图3 完好的莓状黄铁矿球体

2 试验结果与讨论

2.1 粗选条件试验

矿石中金主要存在于黄铁矿中，浮选作业主要以选硫作业为主。同时，该矿石含碳较高，高碳会导致药剂大量消耗，浮选作业应先选碳再选硫。故浮选原则流程考虑采用两段粗选，第一段添加少量药剂回收碳，第二段浮选作业增加药剂用量回收黄铁矿。粗选工艺流程及药剂条件见图4。

图4 粗选工艺流程

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度是选矿工艺中极其重要的技术参数，对选别指标及选厂运营成本均具有重要影响。在一段粗选酸液用量为20 L/t、硫酸铜用量200 g/t、丁铵黑药用量60 g/t、丁基黄药用量80 g/t、2#油用量75 g/t，二段粗选酸液用量为60 L/t、硫酸铜用量350 g/t、丁铵黑药用量100 g/t、丁基黄药用量120 g/t、2#油用量75 g/t的条件下考察磨矿细度对浮选指标的影响，试验流程见图4，试验结果见表5。

表5 磨矿细度试验结果

由表5可知，随着磨矿细度的增加，单体解离越充分，粗精矿金品位和回收率均呈上升趋势；当磨矿细度为-0.074 mm 93.1%时，粗精矿1金品位为15.11 g/t，金回收率为19.01%，粗精矿2金品位为8.09 g/t，金回收率为53.21%，指标达到最佳；继续增加磨矿细度，浮选泡沫发黏，作业产率增加，精矿金品位大幅下降；综合考虑，最终确定磨矿细度为-0.074 mm 93.1%。

2.1.2 酸液用量试验

酸液为对载金黄铁矿进行高压预氧化处理后产生的废酸，pH值约为0.5～1.5，酸的加入能对黄铁矿表面起到一定的清洗作用，增强黄铁矿表面活性；但废酸中成分复杂，可能含有一些对有用矿物有抑制作用的金属离子，因此酸的用量对取得好的选矿指标十分重要[9]。在磨矿细度为-0.074 mm 93.1%，一段粗选硫酸铜用量200 g/t、丁铵黑药用量60 g/t、丁基黄药用量80 g/t、2#油用量75 g/t，二段粗选硫酸铜用量350 g/t、丁铵黑药用量100 g/t、丁基黄药用量120 g/t、2#油用量75 g/t的条件下进行酸液用量试验，试验流程见图4，试验结果见表6。

由表6可知，随着废酸用量的增加，粗精矿中的金品位和回收率均呈现先增后减的趋势，当废酸用量为(20+60)L/t时，粗精矿1金品位为15.33 g/t、回收率为19.58%，粗精矿2金品位为7.84 g/t、回收率为56.64%，指标达到最佳；继续增加酸用量，矿石明显受到抑制；综合考虑，最终确定废酸用量为(20+60)L/t。

表6 酸液用量试验结果

2.1.3 硫酸铜用量试验

硫酸铜是黄铁矿浮选中一种常用的活化剂，主要通过在黄铁矿表面发生复分解反应最终形成一层CuS薄膜，使其更容易与黄药类捕收剂作用，达到活化黄铁矿的目的。在磨矿细度为-0.074 mm 93.1%，一段粗选废酸用量20 L/t、丁铵黑药用量60 g/t、丁基黄药用量80 g/t、2#油用量75 g/t，二段粗选废酸用量60 L/t、丁铵黑药用量100 g/t、丁基黄药用量120 g/t、2#油用量75 g/t的条件下进行硫酸铜用量试验，试验流程见图4，试验结果见表7。

由表7可知，随着硫酸铜用量的增加，粗精矿产率上升；当硫酸铜用量为(300+500) g/t时，粗精矿1金品位为15.48 g/t、回收率为22.58%，粗精矿2金品位为8.62 g/t、回收率为56.99%，指标达到最佳；继续增加硫酸铜用量，精矿金品位下降，回收率提升不明显；综合考虑，最终确定硫酸铜用量为(300+500)g/t。

2.1.4 丁铵黑药用量试验

采用丁铵黑药作为捕收剂回收黄铁矿的同时，还可强化对金的回收[10]。在磨矿细度为-0.074 mm 93.1%，一段粗选废酸用量20 L/t、硫酸铜用量300 g/t、丁基黄药用量80 g/t、2#油用量75 g/t，二段粗选废酸用量60 L/t、硫酸铜用量500 g/t、丁基黄药用量120 g/t、2#油用量75 g/t的条件下进行丁铵黑药用量试验，试验流程见图4，试验结果见表8。

表7 硫酸铜用量试验结果

表8 丁铵黑药用量试验结果

由表8可知，随着丁铵黑药用量的增加，粗精矿产率上升；当丁铵黑药用量为(60+100) g/t时，指标达到最佳；继续增加丁铵黑药用量，泡沫发黏，部分矿泥进入精矿产品，导致精矿金品位下降；综合考虑，最终确定丁铵黑药用量为(60+100)g/t。

2.1.5 丁基黄药用量试验

采用丁基黄药作为一种常用的硫化矿捕收剂对黄铁矿有较好的捕收效果。在磨矿细度为-0.074 mm 93.1%，一段粗选废酸用量20 L/t、硫酸铜用量300 g/t、丁铵黑药用量60 g/t、2#油用量75 g/t，二段粗选废酸用量60 L/t、硫酸铜用量500 g/t、丁铵黑药用量100 g/t、2#油用量75 g/t 的条件下进行丁基黄药用量试验，试验流程见图4，试验结果见表9。

由表9可知，随着丁基黄药用量的增加，粗精矿产率上升；当丁基黄药用量为(80+120) g/t时，指标达到最佳；继续增加丁基黄药用量，泡末产品中金品位波动不大且略有降低，回收率提升不明显；综合考虑，最终确定丁基黄药用量为(80+120)g/t。

2.2 开路试验

条件试验结果表明，在弱酸性条件下，能够实现对该金矿石的有效回收利用，但最终产品无法达到继续加工的要求。因此在条件试验的基础上，结合生产实际情况，采用图5流程及药剂用量进行浮选开路试验，进一步提高精矿产品的金品位，试验结果见表10。

由表10可知，采用2粗2精3扫的开路流程，可获得品位为22.55 g/t的金精矿，但金回收率较低，仅69.08%。因此，需通过闭路试验提高精矿产品的回收率。

表9 丁基黄药用量试验结果

图5 开路试验流程

2.3 闭路试验

根据开路试验结果，采用2粗2精3扫中矿循环返回的闭路流程进行试验，试验流程及药剂用量见图6，试验结果见表11。

由表11可知，闭路流程可获得金品位为20.79 g/t、回收率为84.15%的金精矿，表明弱酸性浮选能对该金矿进行有效回收。

3 结 语

表10 开路试验结果

表11 闭路试验结果

(1)贵州某卡林型金矿含金3.81 g/t，少量金以游离金的形式存在，主要载金矿物为黄铁矿，矿石嵌布粒度细，有机碳含量较高，属难处理金矿石。

(2)为进一步提高企业经济效益，将碱性浮选改为弱酸性浮选，通过高压预氧化处理产生的废酸调整矿浆pH值，通过试验确定了最佳条件：磨矿细度为-0.074 mm 93.1%，一段粗选酸液用量为20 L/t、硫酸铜用量200 g/t、丁铵黑药用量60 g/t、丁基黄药用量80 g/t、2#油用量75 g/t，二段粗选酸液用量为60 L/t、硫酸铜用量350 g/t、丁铵黑药用量100 g/t、丁基黄药用量120 g/t、2#油用量75 g/t。

图6 闭路试验流程

(3)通过2粗2精3扫中矿循环返回的闭路流程，可获得金品位为20.79 g/t、回收率为84.15%的金精矿产品，实现了对该金矿资源的有效利用。

参 考 文 献

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