提高河南某低品位金矿金回收率试验研究

倪青青 高 志 宋祖光

（河南省岩石矿物测试中心，河南郑州450012）

随着矿床埋藏浅、品位高的金矿资源不断地开采利用，易采选的资源逐渐枯竭［1］。高品位金矿的稀缺，导致国内各金矿选厂或冶炼厂以低品位金矿为原料，合理开发利用金矿资源，特别是低品位黄金矿产具有重要意义［2］。自然金常呈不规则片状、鳞片状、颗粒状、块状产出［3］，而且一般自然金的粒度分布极不均匀，增加了金矿物的回收难度。

河南黄金产量连续多年在全国名列前茅，但河南地区金矿资源存在金品位低、嵌布粒度细、粒度分布不均匀等特点，造成其开发利用难度大。目前金的回收方法主要有浮选法、重选法、浸出法，但是实践证明采用单一的选矿方法，无法有效回收金品位低、金矿物分布不均匀、金矿物共伴生关系复杂的金矿石。因此，需要制定合理的选矿工艺流程，最大限度地回收有用矿物，避免资源的浪费。

金选矿工艺流程的制定取决于矿石性质、生产规模、基建投资、建厂地区经济条件等［4］，其中最主要的因素为矿石性质。河南某金矿金品位为1.39 g/t［5］，金矿物分布极不均匀。黄金选矿生产中，浮选作业前设置重选作业回收颗粒金可以有效提升金的回收率，目前，尼尔森作为金的重选作业的主体设备应用广泛，本研究采用尼尔森重选—重选尾矿浮选的联合工艺流程，通过条件试验，确定流程中的最佳工艺条件，以期为该金矿石的开发利用提供一定的技术依据。

1 原矿性质

矿石自然类型主要为硅化、钾化、黄铁矿化的含金绢英岩，另有部分含金石英脉，因此为蚀变岩型金矿。对原矿进行了光片、薄片、砂光片、X射线衍射、重砂淘洗、能谱等分析，确定组成矿石的矿物成分十余种。金属矿物主要有黄铁矿、闪锌矿、磁黄铁矿、钛铁矿、黄铜矿，有少量自然金、微量碲铅矿等；非金属矿物主要有石英、斜长石、绿泥石、云母、白云石、方解石，其次含少部分角闪石等。其中有用矿物主要是自然金。

原矿的化学成分分析结果见表1，自然金的粒度分析及嵌布特征分别见表2、表3。

注：带“*”单位为g/t。

由表1可知，原矿中金品位为1.39 g/t，为主要回收元素，银品位为3.35 g/t，可以作为伴生金属回收。

由表2可知，原矿中金的分布粒级较宽，通过单一的选矿手段无法较好地进行金的回收。粗颗粒单体金在磨矿过程中，经过多次冲击和摩擦呈片状、球状，最终成为难以回收的细粉而流失，所以对于粗粒金，应尽早在磨矿分级回路中回收［6］。

由表3可知，原矿中金颗粒主要是以包裹金形式存在（占58.83%），其次是裂隙金（占23.53%），粒间金占比较小（占17.65%）。其中石英包裹金占19.11%，该部分金中的细粒级和微细粒金容易损失在尾矿中。

2 试验结果与分析

2.1 重选试验

尼尔森选矿机主要用于回收巨粒金及粗、中颗粒金，其回收粒级一般为+0.037 mm中粒金，而+0.074 mm粗粒金为易回收粒级，-0.037 mm细粒金仅能部分回收或较难回收。根据矿石中金粒度嵌布情况的不同，工业上尼尔森选矿机对脉金矿的选矿回收率一般在20%～60%之间。矿石工艺矿物学研究表明原矿中粒金（0.037～0.074 mm）占39.59%，粗粒金（0.074～0.295 mm）占35.26%。从矿石工艺矿物学的研究结果来看，理论上矿石中容易通过尼尔森重选回收的金的总比例可以达到74.85%。

2.1.1 液态化水量试验

固定磨矿细度为-0.075 mm占60%，重力倍数为60G，给矿速度为500 g/min，给矿量为1 kg/次，考察液态化水量对金粗选精矿指标的影响，试验结果见图1。

由图1可知，随着尼尔森液态化水量增加，金粗精矿中金的品位逐渐升高，金的回收率则逐渐减少。这是因为，当给矿细度和重力倍数一定时，随着液态化水量增加，物料受到的反向冲洗力逐渐增加，物料被冲散的程度也逐渐增加，导致部分细颗粒金受到反向冲洗力的作用流失至尾矿中，进而导致金的回收率降低。而随着尼尔森液态化水量增加，物料受到的反向冲洗力逐渐增加，物料被冲散的程度也逐渐增加，因此能够实现颗粒金与其它物料的有效分离，颗粒金最大极限地富集至富集腔中，从而表现出金精矿金的品位随着尼尔森液态化水量的增加而逐渐增加。从试验数据来看，当液态化水量为3.5 L/min的时候，金粗精矿中金的品位和回收率指标相对较理想，所以试验室内选择尼尔森液态化水量为3.5 L/min。

2.1.2 重力倍数试验

固定磨矿细度为-0.075 mm占60%，液态化水量为3.5 L/min，给矿速度为500 g/min，给矿量为1 kg/次，考察重力倍数对金粗选精矿指标的影响，试验结果见图2。

由图2可知，随着尼尔森重力倍数增加，金粗精矿中金的品位呈下降趋势，金的回收率则刚开始变化不大后出现骤降。这是因为，当给矿细度和反冲洗水量一定时，随着重力倍数增加，物料受到的离心力逐渐增加，但是超过极限值后再增加重力倍数，也很难增加金的回收率，另外由于富集腔的体积是固定的，过分增加重力倍数，可能会导致富集腔内的中细粒级颗粒金被其它物料取代从而排至尾矿中，进而导致金回收率下降。综合考虑选取尼尔森重力倍数为60G。

2.2 浮选试验

2.2.1 磨矿细度试验

有用矿物的单体解离是实现矿物高效分选的先决条件［7］，为保证浮选获得较好的工艺指标，研究磨矿细度对浮选的影响至关重要。固定石灰用量为1 300 g/t，粗选捕收剂MA+MC用量为（30+30）g/t，2号油用量为40 g/t，考察磨矿细度对金粗选精矿指标的影响，试验结果见图3。

由图3可知，随着磨矿细度的增加，金粗精矿中金的回收率逐渐增加，当磨矿细度达到-0.074 mm占60%后，金回收率的提升幅度不大；金粗精矿中金的品位随着磨矿细度的提高逐渐升高。综合考虑，选取磨矿细度为-0.074 mm占60%的磨矿细度较为适宜。

2.2.2 石灰用量条件试验

石灰是黄铁矿的有效抑制剂，具有成本低、来源广等优点，其通过生成亲水性的氢氧化物膜覆盖于黄铁矿表面，从而抑制了黄铁矿的上浮［8］，进而有效地提高精矿品位。固定磨矿细度为-0.074 mm占60%，粗选捕收剂MA+MC用量为（30+30）g/t，2号油用量为40 g/t，考察石灰用量对金粗选精矿指标的影响，试验结果见图4。

由图4可知，随着石灰用量的增加，金粗精矿中金的品位逐渐升高，尤其当石灰用量从600 g/t提高至1300 g/t（对应pH值从8.1提升至9.1）的时候，金粗精矿中金的品位从21.37 g/t提高到了30.13 g/t；随着石灰用量的增加，金粗精矿中金的回收率逐渐降低，矿浆pH值在9.1～9.7之间的时候，粗精矿品位和回收率的指标相对较理想，综合考虑选取石灰用量为1 300 g/t，此时矿浆pH值约为9.1。

2.2.3 捕收剂种类试验

浮选金矿的捕收剂市场上有较多种类，如黄药类、黑药类等。根据不同的矿石性质，使用不同的药剂或药剂组合会对选矿指标产生一定的影响。本试验主要对乙戊基钠黄药（60 g/t）、丁基钠黄药+丁铵黑药（50+10 g/t）、MA+MC（30+30 g/t）和 Y-89（60 g/t）几种药剂组合进行考察。固定磨矿细度为-0.074 mm占60%，石灰用量为1 300g/t，2号油用量为40 g/t，试验结果见图5。

由图5可知，丁基钠黄药+丁铵黑药为捕收剂所获得的粗精矿中金的回收率最高，可以达到80.91%，MA+MC为捕收剂剂时所得金的回收率比丁基钠黄药+丁铵黑药稍微低一点，Y-89所得到的金回收率最低，从所获得的金粗精矿中金品位来看，Y-89做捕收剂时所得金的品位最高，可以达到32.13 g/t，MA+MC做捕收剂时所得金的品位比Y-89低一点，可以达到30.13 g/t，综合品位和回收率两方面考虑，选取金的捕收剂为MA+MC。

2.2.4 捕收剂MA+MC配比试验

选取为MA+MC的组合药剂，考察捕收剂MA+MC配比对金粗选精矿指标的影响。固定磨矿细度为-0.074 mm占60%，石灰用量为1 300 g/t，2号油用量为40 g/t，试验结果见图6。

由图6可知，在MA+MC总用量为60 g/t的情况下，随着MC用量的增加，金精矿中金的品位逐渐降低，金的回收率逐渐升高，综合考虑，选择MA与MC配比为1∶1。

2.2.5 捕收剂用量条件试验

选取MA和MC比例为1∶1，考察捕收剂用量对金粗选精矿指标的影响。固定磨矿细度为-0.074 mm占60%，石灰用量为1 300 g/t，2号油用量为40 g/t，试验结果见图7。

由图7可知，随着捕收剂MA+MC用量的增加，金精矿中金的品位逐渐降低，金的回收率先升高后逐渐趋于平缓。当MA+MC用量分别为10 g/t时，就可以取得较好的选矿指标，进一步增加捕收剂用量并没有带来回收率的大幅提升，反而降低了金精矿的品位，因此，选择捕收剂MA+MC用量为（10+10）g/t。

2.2.6 起泡剂用量条件试验

2号油有较强的起泡性，可生成大小均匀、结构致密、粘度适中的稳定泡沫，是国内使用最广泛的起泡剂。但用量过大时，气泡变小变脆，恶化浮选指标，甚至转变为消泡剂。试验磨矿细度为-0.074 mm占60%，石灰用量为1 300 g/t，捕收剂MA+MC用量为（10+10）g/t，考察起泡剂用量对金粗选精矿指标的影响，试验结果见图8。

由图8可知，随着起泡剂2号油用量的增加，金粗精矿中金的品位先基本不变后逐渐降低，金的回收率则先升高后降低，综合考虑，确定2号油用量为20 g/t。

2.2.7 粗选矿浆浓度条件试验

浮选过程中，矿浆浓度过低时，会增加药剂消耗量，影响精矿回收率；当矿浆浓度过高，精矿夹杂严重，影响精矿质量。固定磨矿细度为-0.074 mm占60%，石灰用量为1 300 g/t，捕收剂MA+MC用量为（10+10）g/t，2号油用量为20 g/t，考察粗选矿浆浓度对金粗选精矿指标的影响，试验结果见图9。

由图9可知，随着浮选矿浆浓度的增加，金粗选精矿中金的品位逐渐降低，金的回收率先升高后降低，综合考虑确定矿浆浓度为25%。

2.3 重—浮联合工艺

由试验室尼尔森重选试验结果可知，对该矿石采用尼尔森回收取得的金回收率比较理想，但是精矿富集倍数较低，主要是由于上述试验都是在1 kg的给矿条件下取得的，为了模拟工业生产中尼尔森的使用效果（高富集比），就必须有大量的给矿，工业上尼尔森富集倍数在1 000倍左右，对于一些砂金矿富集倍数可能会达到几千倍。为了达到1 000倍的富集倍数，完全采用试验室尼尔森进行试验，则需要至少100 kg的矿样，显然该方法是无法在试验室内进行的，为了模拟出实际生产的效果，我们采用的试验方法为：①首先准备20 kg矿样，分别用磨机把它们磨至-0.074 mm占30%的细度，全量进入尼尔森进行选别；②对第1次尼尔森选别的尾矿，进行再次磨矿，使得磨矿细度达到-0.074 mm占45%，对再磨后的矿石再次采用尼尔森进行选别；③对第2次尼尔森选别的尾矿进行再磨，使得磨矿细度达到约-0.074 mm占60%；④对第3次尼尔森选别的精矿进行人工淘洗，使得摇床重砂质量达到约10 g，则此时的精矿产率达到0.05%；⑤将摇床尾矿混入第三次尼尔森选别后的尾矿中，搅匀后作为浮选作业的给矿；⑥对重选尾矿按照2.2中浮选的最佳工艺条件进行浮选闭路试验，获得浮选精矿，则重选+浮选的联合工艺流程完成。试验流程见图10，试验结果见表4。

注：金含量的单位为g/t。

由表4可知，在最佳的试验条件下，采用重—浮联合工艺，经3次尼尔森重选、1次摇床精选，重选尾矿经“1粗2精2扫”浮选，最终可获得重砂和浮选精矿2种金精矿产品。重选的精矿产品金品位达到986.60 g/t，回收率达到50.42%；浮选精矿金品位达到35.75 g/t，回收率达到了41.57%。金的总回收率为91.99%，取得了较好的效果。

3 结 论

（1）矿石自然类型主要为硅化、钾化、黄铁矿化的含金绢英岩，另有部分含金石英脉，为蚀变岩型金矿。原矿主要有用矿物为自然金，其品位为1.39 g/t，银品位为3.35 g/t，可以作为伴生金属综合利用，次要金属矿物主要为黄铁矿，另含有少量的黄铜矿、磁铁矿、辉铋矿和方铅矿等，脉石矿物主要为石英、斜长石、绿泥石、云母、白云石、方解石，其次含少部分角闪石。

（2）对自然金嵌布特征进行了统计，可以看出金颗粒主要是以包裹金（58.83%）形式存在，其次是裂隙金（占23.53%），粒间金占比较小（17.65%）。其中石英包裹金占19.11%，该部分金中的微细粒金容易损失在尾矿中。

（3）通过重—浮联合工艺可以获得重砂含金986.60 g/t，金回收率为50.42%，浮选精矿含金35.75 g/t，金回收率为41.57%，金的总回收率为91.99%。