充填料对浮选指标的影响及其消除试验研究

黄发波

摘要：针对山东某金矿浮选作业中混入井下充填料而严重影响浮选泡沫黏度，导致生产指标恶化的问题，结合现场生产特点，在对现有生产工艺不进行较大调整的前提下，通过系统梳理并分析浮选过程中出现的各种现象，从充填料混入比例、添加新型充填料及消除充填料对浮选的影响等方面进行了一系列试验研究。结果表明：无论混入何种充填料，均会对浮选指标及操作产生不利影响，且混入比例超过1.0 %后，对浮选指标的影响显著;添加调整剂硫酸铵、硅酸钠和硫酸亚铁均可一定程度消除充填料的影响，但硫酸铵的效果相对更好，当硫酸铵用量为1 000 g/t时，金回收率为96.1 %，满足生产要求。

关键词：充填料;矿泥;浮选;调整剂;硅酸钠;硫酸铵

中图分类号：TD953文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）10-0064-04doi：10.11792/hj20201013

山东某金矿采用细粒尾砂胶结充填采矿法开采[1]，其浮选工艺流程为三段一闭路加洗矿的常规破碎和一次粗选、一次精选、二次扫选。该金矿经过多年生产，浮选作业开始频繁出现泡沫发黏的现象，严重时会从扫选给矿槽外溢大泡。由于浮选泡沫发黏[2]，导致浮选闭路循环不畅，有时甚至会出现浮选作业无法正常运行的现象，从而使得浮选指标严重恶化，浮选尾矿中金品位平均为0.28 g/t，比正常值（0.18 g/t）高0.10 g/t，金回收率降低2百分点，严重影响矿山的经济效益。该金矿对浮选现场工况进行调查发现，井下采取的细粒尾砂胶结充填方式[3-4]可以有效防止地表塌陷，但由于充填料中加入硅酸盐水泥作为胶凝剂[5]，在出矿过程中矿石被充填体污染，从而影响金浮选指标[6]。为此，该金矿就充填料对浮选的影响[7]及其消除方法等开展科技攻关，以期有效提高金回收率，从而提高矿山经济效益。

1 矿石性质

矿石自然类型主要为原生矿石，矿石中金属矿物主要为黄铁矿，其次为黄铜矿、方铅矿和闪锌矿;脉石矿物主要为石英、绢云母，其次为长石、方解石和绿泥石等。金矿物主要为自然金和银金矿，金品位约为3.00 g/t，粒径较细，呈中—细粒嵌布。矿石化学成分分析结果见表1，金矿物嵌布粒度分析结果见表2。

2 试验结果与讨论

为准确考察矿泥对浮选的影响，通过洗矿将矿泥除掉，然后再通过配矿泥的方式进行浮选研究。从井下开采的矿石经破碎后进入洗矿环节，洗矿后得到矿泥和矿砂，通常情况下所得矿砂与矿泥的质量比约为9∶1。其中，礦砂进入粉矿仓经皮带运输机给入一段磨矿，一段磨矿后合格产品给入浮选环节[8-10]。本次小型试验所采集的矿砂样品来自粉矿仓至球磨机中间的皮带上，矿泥采自破碎段洗矿旋流器溢流。

2.1 充填料混入比例对浮选的影响

在不加矿泥和加入10 %矿泥的条件下，改变充填料混入比例为0～2.0 %，保持其他条件不变，试验流程见图1（原矿磨矿细度-0.074 mm占45 %），试验结果见图2。

由图2可知：①当不加矿泥，充填料混入比例在0～2.0 %时，无明显大泡出现;当加入10 %矿泥后，充填料混入比例达到0.5 %时，有大泡出现，浮选指标明显变差。②当不加矿泥，充填料混入比例超过1.0 %时，随着其混入比例的增加，金回收率明显下降;当加入10 %矿泥，充填料混入比例超过1.0 %时，随着充填料混入比例增加，金回收率降低。

2.2 新型充填料对浮选的影响

为考察新型充填料对浮选工艺的影响，采用新型充填料样品（主要成分为硅酸盐类）进行实验室小型试验。

在不加矿泥和加入10 %矿泥的条件下，改变新型充填料混入比例，保持其他条件不变，即捕收剂用量100 g/t，11号油用量40 g/t，磨矿细度-0.074 mm占45 %，试验流程见图1，试验结果见图3。

由图3可知：

2020年第10期/第41卷选矿与冶炼选矿与冶炼黄 金

1）在不加矿泥的条件下：①当未混入新型充填料时，试验过程中不形成大泡、黏泡。②矿石中混入新型充填料后，导致粗精矿产率增加、品位下降，混入新型充填料后降低了部分矿物的可浮性，且随着新型充填料混入比例的增加，粗选泡沫中大泡数量增多;在新型充填料混入比例为0.5 %时，尾矿品位最高，其后随新型充填料混入比例增大略有下降。

2）在加入10 %矿泥的条件下：①浮选泡沫层比不加矿泥时厚，且泡沫层厚度和黏度均随新型充填料混入比例的增加而增大;当不加新型充填料、仅加入10 %矿泥时，试验过程中无大泡、黏泡形成;随着新型充填料混入比例的增加，粗选泡沫中大泡数量增多，泡沫消失速度变慢。②加入10 %矿泥与不加矿泥相比，尾矿品位变化不明显，但粗精矿产率增加;矿石中加入10 %矿泥再混入新型充填料后，比矿石中只加入10 %矿泥的粗精矿产率明显增加，同时尾矿品位也略增大。

由上述试验及分析可知：①在不加矿泥的情况下，不论矿石中混入哪种充填料，均造成浮选过程中大泡、黏泡数量增多，浮选精矿产率升高;当矿石中混入新型充填料后，尾矿品位略有升高。②矿石中加入10 %矿泥与不加矿泥相比，尾矿品位变化不明显，但粗精矿产率增加、品位降低;矿泥对回收率几乎没有影响，充填料对浮选指标的影响规律不受矿泥的存在而改变。

总的来说，充填料对开路浮选指标的影响主要是粗精矿产率增加、品位降低，对尾矿品位影响较小或不明显。但是，由于充填料可浮性较好，造成浮选泡沫发黏，对生产浮选指标、操作会造成不利影响，因此应设法避免或减少充填料混入矿石中。

2.3 消除充填料影响试验

为消除充填料的影响，进行了调整剂试验研究。采用现场异戊基黄药作为捕收剂、11号油作为起泡剂，硫酸铵、硅酸钠（水溶液俗称水玻璃）、硫酸亚铁均为分析纯，其中硫酸铵对浮选矿浆具有活化作用，硅酸钠对矿浆具有分散作用，硫酸亚铁对微细矿泥具有絮凝作用。固定试验条件：加入10 %矿泥，充填料混入比例1.0 %，捕收剂用量100 g/t，11号油用量40 g/t，磨矿细度-0.074 mm占48 %。试验流程见图4。

2.3.1 硫酸銨用量

硫酸铵用量试验结果见图5。

由图5可知：硫酸铵用量为500～2 000 g/t时，对泡沫影响不明显，矿浆pH变化也不明显。添加硫酸铵可消除充填料的不良影响，能够明显改善浮选指标，在其用量为1 000 g/t时，金回收率最高，同时随着其用量的增加，粗精矿产率越来越低，品位相对越来越高。综合考虑，选择硫酸铵用量为1 000 g/t。

2.3.2 硅酸钠用量

硅酸钠用量试验结果见图6。

由图6可知：硅酸钠使矿浆具有很好的流动性，当其用量为70 g/t时，泡沫黏度明显降低，泡沫中大泡数量明显减少，并很快消散;当其用量为140 g/t时，泡沫中不再形成大泡，表明硅酸钠可有效消除黏泡。硅酸钠用量在70 g/t时，尾矿品位最低，金回收率最高，再增加其用量，尾矿品位变化较小，因此适宜的硅酸钠用量为70 g/t。

2.3.3 硫酸亚铁用量

硫酸亚铁用量试验结果见图7。

由图7可知：采用硫酸亚铁作为活化剂，试验取得了较好的指标，硫酸亚铁用量在50～200 g/t时，对浮选泡沫影响不明显，矿浆pH变化也不明显。当硫酸亚铁用量为50 g/t时，金回收率最高;当硫酸亚铁用量超过50 g/t后，随着其用量的增加，金回收率有所下降。

综合分析3种调整剂试验结果，硫酸铵较其他2种药剂的效果更好，当硫酸铵用量为1 000 g/t时，金回收率最高，为96.1 %。

3 结 论

1）由于充填料可浮性较好，造成浮选泡沫发黏，对生产浮选指标及操作造成不利影响。当矿石中充填料混入比例超过1.0 %时，对金回收率的影响较为明显，随着充填料混入比例的增加，金回收率降低。

2）添加硫酸铵、硅酸钠和硫酸亚铁均可一定程度消除充填料对浮选指标的影响，但硫酸铵的效果相对更好。当硫酸铵用量为1 000 g/t时，金回收率可达到96.1 %，指标较好，满足生产要求。

[参 考 文 献]

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Effects of filling materials on flotation index and experimental study on their elimination

Huang Fabo

（Metallurgical Laboratory Branch of Shandong Gold Mining Technology Co.，Ltd.）

Abstract：The flotation foam viscosity is seriously affected and the production index is deteriorated by the mixing of underground filling materials in a gold mine in Shandong Province.Based on the characteristics of field production，and systematical sorting and analysis of various phenomena occurring in the flotation process without much adjustment to the existing production process，a series of experiments were carried out from the aspects of mixing proportion of slime and filling material，addition of new type filling material and elimination of the influence of filling material on flotation.The results show that the filling material will impose side effect on the flotation index and operation no matter what kind it is，and with its proportion over 1.0 %，the index is affected in a significant way;the addition of regulator such as ammonium sulfate，sodium silicate and ferrous sulfate can mitigate the influence of filling material to some extent while ammonium sulfate performs better：the recovery of gold is 96.1 % when ammonium sulfate is added at 1 000 g/t，meeting the production requirement.

Keywords：filling material;ore slime;flotation;regulator;sodium silicate;ammonium sulfate