闪速浮选回收磨矿-分级回路中金矿物试验研究

陈贵民，陈 桥，张福生，佟琳琳，杨雨凡，杨洪英

（1.海南山金矿业有限公司，海南 乐东 572531；2.东北大学冶金学院，沈阳 110819）

海南山金矿业有限公司抱伦金矿是一家日处理能力500 t 的黄金矿山企业，选冶工艺流程为：破碎筛分—磨矿分级—跳汰+摇床重选—浸出吸附—解吸电沉积—火法冶炼[1]。抱伦金矿原矿石金品位大约为10 g/t，金矿物粒度分布范围广，嵌布形式复杂[2]。通过对现场流程考查可知，在磨矿分级过程中，有大量的单体金因其比重大而进入旋流器沉砂中不断循环积累，从而造成过磨损失。因此，尽早回收分级回路中的单体解离金对提高磨矿效率和金回收率具有重要的意义[3]。

闪速浮选通常在高浓度（60%以上）、粗颗粒（-74 μm 含量＜30%）条件下进行，处理的物料主要为磨矿分级回路中分级机的返砂和旋流器沉砂[4-5]。闪速浮选比常规低浓度（30%左右）浮选更适合大比重矿物上浮，大部分细泥已被分级设备的溢流带走，使得返砂为高浓度、粗颗粒矿浆，有用矿物及其连生体矿物相对容易捕收。此外，由于闪速浮选时间较短，大部分粗粒脉石没有足够的时间上浮，使得闪速浮选通常可直接获得合格的精矿品位[6-7]。采用闪速浮选技术，既可以降低循环负荷，改善磨矿分级条件，提高磨机处理能力，又可以避免目的矿物因过磨而产生损失，有利于提高有用矿物的总体回收率[8-10]。

本文以抱伦金矿选矿回路中旋流器沉砂为原料，考察闪速浮选效果，以实现选矿流程中金矿物的尽早回收，从而提高整体金回收率。

1 原料性质

本次研究所用物料为抱伦金矿磨矿分级流程中的旋流器沉砂。取样缩分后对其进行X 射线荧光光谱分析，结果如表1所示。

表1 旋流器沉砂化学成分

由表1 可知，旋流器沉砂中的主要元素对应的化合物SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O 和SO3的含量分别为65.50%、17.22%、6.86%、4.70%和2.14%。

利用XRD、光学显微镜和扫描电子显微镜等方法对旋流器沉砂进行物相分析，结果表明：矿石中的金属矿物主要为黄铁矿，含有少量的黄铜矿、闪锌矿、辉铋矿和单质铋等；脉石矿物主要为石英、白云母，含有少量的绿泥石、斜长石和独居石等。

分析旋流器沉砂粒度，结果如表2所示。由表2可知，旋流器沉砂粒度较粗，小于74 μm 的颗粒含量仅为31.1%。

表2 旋流器沉砂粒度分布

将旋流器沉砂筛分为＜45 μm、45～75 μm 和＞75 μm 三个粒级，采用化学方法探究主要元素在各粒级矿石中的分布，分别检测全粒级矿石和各个粒级矿石中金、银、硫、铁和二氧化硅的含量，各粒级不同元素定量分析结果如表3所示。

表3 旋流器沉砂各粒级矿石多元素分析

分析表3 数据可知，同一元素在各个粒级中含量并不相同，金、银和硫元素在各粒级矿石中的含量差异较大，铁和二氧化硅含量差异较小。＞75 μm 粒级矿石中金品位为43.3 g/t，45～75 μm 粒级矿石中金品位160.4 g/t，＜45 μm 粒级矿石中金品位21.4 g/t。45～75 μm 粒级矿石中金元素含量远高于其他两个粒级，主要原因是磨矿产品经跳汰重选回收了部分粗粒金，同时，部分微细粒金在旋流器分级过程中进入溢流产品中，使得＜45 μm 和＞75 μm 两个粒级中金品位低于45～75 μm 粒级中金品位。相应地，45～75 μm 粒级矿石中银、硫和铁元素含量也较高，这主要与矿物的赋存状态有关，矿石中银多以银金矿的形式存在，而以黄铁矿为主的金属硫化物是重要的载金矿物，因此，45～75 μm 粒级矿石中金、银、硫和铁元素均较高。

2 闪浮试验研究

2.1 捕收剂选择

旋流器沉砂粒度较粗，游离金和硫化物含量相对较高，金矿物主要分布在＞45 μm 的矿石中，选择合适的捕收剂有利于金矿物的高效回收。利用XFD Ⅲ型浮选机进行常用捕收剂的浮选效果对比试验，设定浮选矿浆浓度60%，捕收剂用量100 g/t，试验流程如图1所示。不同捕收剂浮选结果如表4所示。

图1 闪浮试验流程

表4 不同捕收剂浮选结果

由表4 试验结果可知，异戊基黄药对旋流器沉砂的浮选效果最好，在相同的浮选条件下获得的精矿品位和金回收率均最高，经过90 s 粗选可得精矿品位为1 822.05 g/t，回收率为73.88%，因此本研究选用异戊基黄药作为浮选捕收剂。

2.2 捕收剂用量

以异戊基黄药为捕收剂，浮选时间90 s，考察异戊基黄药用量对闪浮效果的影响，试验结果如图2所示。

图2 捕收剂用量对闪浮效果影响

由图2 可知，捕收剂用量对闪浮效果有较大影响，随着捕收剂用量增大，浮选精矿品位先稍有增加后不断降低，金回收率先快速增加后增加速度减慢。这主要与精矿产率增加有关，当捕收剂用量为40 g/t 时，捕收剂浓度不够，未能与目标矿物有效接触，金回收率较低，浮选效果不佳；当捕收剂用量增大至100 g/t时，金回收率快速增加，在此过程中，虽然精矿产率增加，但精矿品位几乎没有降低；随着捕收剂用量进一步增加，金回收率增加速度减慢，精矿产量不断增加，精矿品位开始快速降低。综合以上分析，选择捕收剂用量为100 g/t 为最优，此时精矿品位为1 858.42 g/t， 金回收率为74.41%。

2.3 闪浮时间

确定异戊基黄药用量为100 g/t，考察闪浮时间对效果的影响，试验结果如图3所示。在30～60 s 内，随着浮选时间增加，精矿品位略有降低，金回收率增加迅速，当浮选时间超过90 s 后，金回收率增加速度减慢，而精矿品位急速减低。结合精矿品位和金回收率变化，笔者认为，当浮选时间为90 s 时，精矿品位较高且有较好的回收效果，因此选择闪浮时间为90 s。此时，精矿品位为1 826.03 g/t，金回收率为74.98%。综上所述，异戊基黄药对旋流器沉砂捕收效果最佳，其最优闪浮条件为捕收剂用量100 g/t，闪浮时间90 s。

图3 浮选时间对闪浮效果影响

3 闪浮精矿中金矿物分析

利用体视镜、偏光显微镜和扫描电子显微镜分析闪浮精矿中的金矿物特征。镜下观察发现，闪浮精矿中含有大量的单体金以及金与硫化矿物的连生体颗粒，图4 为体视镜下的粗粒金（170 μm）照片，图5 为偏光显微镜下金与辉铋矿的连生体颗粒，图6（a）和图6（b）分别为扫描电子显微镜下游离金的形貌图和EDS 能谱图。通过对精矿中金矿物赋存状态分析可知，闪速浮选能够有效回收旋流器沉砂中的游离金、硫化物连生体金。

图4 单体金颗粒（170 μm）

图5 金-辉铋矿连生体颗粒（Bis：辉铋矿）

图6 精矿扫描电镜照片

4 结论

抱伦金矿分级-磨矿回路中存在大量游离金循环累积，旋流器沉砂金品位为57.3 g/t，其中＞75 μm 粒级、45～75 μm 粒级以及＜45 μm 粒级矿石中金品位分别为43.3 g/t、160.4 g/t 和21.4 g/t，45～75 μm 粒级矿石中金含量最高；对旋流器沉砂进行闪速浮选，异戊基黄药的浮选效果最好，当捕收剂异戊基黄药用量为100 g/t，浮选时间为90 s 时，闪速浮选效果最佳，可以获得金品位1 826.03 g/t、金回收率74.98%的闪浮精矿；闪速浮选能够有效回收旋流器沉砂中的游离金及硫化物连生体金，在磨矿-分级回路中引入闪浮流程可有效解决金矿物大量循环累积问题。