广西含碳型卡林金矿组合药剂高效浮选回收金试验研究

黄庆柒，廖幸锦，韦连军

（广西壮族自治区地质矿产测试研究中心，广西 南宁 530002）

2007年至2020年我国在金矿生产工业位列全球第一［1］，但是受国内金矿资源状况和矿山环境保护压力增大的影响，近五年来我国黄金产量呈下降趋势。据USGS（美国地质调查局）2019年发表的数据显示［2］，我国目前的黄金储量占全球总量的4%为2 000 t、位列全球第八。同时，中国的黄金市场的供需缺口自2000年开始逐年增大，现有数据显示，2019年为最大值622.55 t，受疫情影响，2020年后有所减少［3］。而广西迄今为止已探明金矿床60余处，根据勘查资料初步统计，卡林型、石英脉型、断裂蚀变带型三类矿床较多，分别占广西黄金总储量的51.7%、10.33%、21.32%［4］。因此，广西区内卡林型矿的高效浮选回收技术研究亟需开展。

针对卡林型金矿，近年来国内相关研究工作者有较多的报道。宋龑［5］采用丁黄药和丁铵黑药作为捕收剂，在碱性条件下对贵州太平洞卡林型金矿进行了浮选研究和焙烧浸出试验，综合流程获得了金综合回收率84.86%的指标。孙忠梅等［6］采用了阶段磨矿阶段选别的工艺流程对贵州某卡林型金矿进行了研究，活化剂为硫酸钠和硫酸铜、捕收剂为丁黄药和丁铵黑药，在最佳试验条件下获得Au品位51.10 g／t、回收率88.31%的金精矿。刘凤霞等［7］采用新型捕收剂C08对广西六梅金矿进行研究，试验结果及工业生产指标表明，该药剂在碱性条件下金回收率由采用黄药加黑药作为捕收剂时的84.96%提高到90.59%。

目前国内关于卡林型金矿利用的相关研究报道主要是工艺技术类型，本试验以广西某卡林型金矿作为对象，采用组合药剂对广西某含碳卡林型金矿进行浮选试验，对比不同捕收剂组合方案在回收金时的异同点。

1 矿样及试验方法

1.1 矿样

试验用矿样来自广西百色市某卡林型金矿，原样由顶、底板围岩、夹石样、岩芯样构成，样品中的主要矿物是石英，次要矿物是绢云母，少量矿物是白云石、高岭石，极少量黄铁矿、方解石。各类样品破碎至-2 mm混匀取样进行多元素分析后，根据矿床的Au平均品位配置具有代表性的综合样品用于试验研究。多元素化学分析结果见表1，金矿物相分析见表2，矿样筛分分析结果见表3。

表1 试样主要化学成分分析 %

表2 金矿物物相分析结果 g／t

表3 试样矿样筛分分析

由表1可知，试样中Pb、Zn、Cu含量较低，Au、S及As元素含量相对较高。除了上述的元素以外，该矿样中的C含量为3.34%。

由表2可知，矿石中Au主要载体为硫化矿物；除此以外，金属矿物包裹金占74.45%（含裸露与半裸露金），非金属矿物包裹金占25.55%。

由粒度分析结果可知：该矿样中主要金属元素金矿物的嵌布粒度比较均匀，各粒级中金属矿物品位虽然有波动。总体上金属矿物在（0.3～0.15 mm）和（0.074～0.045 mm）粒级中含量稍低；＋0.5 mm粒级中含量较高达到38.95%，-0.045 mm粒级达到20.48%。

1.2 试验方法

小型试验用XMQ型球磨机磨矿，磨矿给矿粒度为-2 mm，单次磨矿样量500 g。粗、扫选在XFD型1.5 L单槽浮选机中进行，精选采用了1 L和0.5 L两种规格的单槽浮选机。试验用试剂丁基黄药、丁铵黑药、Z200、2＃油、属于工业产品，碳酸钠、硫酸铜、硅酸钠、硫酸等试剂属于分析纯产品，采用一次一因素法进行浮选试验研究。

2 试验结果与讨论

2.1 浮选试验

2.1.1 细度条件试验

为了探索适合该矿样单体解离的磨矿细度，进行了磨矿细度条件试验。由于该矿中含有较多粘土矿物，为了保证矿样在磨矿过程中的良好流动性［8-11］，磨矿浓度为55%。粗、扫选捕收剂采用丁基黄药，用量分别为120 g／t和60 g／t。活化剂硫酸铜用量200 g／t，分散剂硅酸钠用量1 000 g／t，2＃油粗选用量为60 g／t、扫选30 g／t，试验结果如图1所示。

图1 磨矿细度对浮选指标的影响

细度条件试验结果表明，随着磨矿细度的提高，在细度-0.074 mm含量为85%时达到最高。而细度超过85%之后，含碳脉石比表面积急剧增大消耗了部分药剂，这可能是造成回收率下降的原因。当-0.074 mm含量超过70%粗精矿品位有下降的趋势，这可能是矿石中云母泥化后在浮选过程中夹杂严重，从而影响粗精矿品位。因此，确定-0.074 mm占85%为最佳磨矿细度。

2.1.2 捕收剂及组合选择试验

在磨矿细度条件的基础上，进行捕收剂的筛选及组合方式的试验。根据DFT模拟计算的结果，确定丁基黄药和丁铵黑药可作为卡林型金矿的基础捕收剂。由于该矿中C含量为3.34%，在浮选过程中会对选别指标造成较大影响［12-13］。因此，考虑加入具有硫氨酯类捕收剂来弱化含碳脉石对浮选指标的影响。该试验磨矿细度为-0.074 mm占85%，捕收剂用量粗选为100 g／t、扫选50 g／t，其他药剂与细度条件一致。试验结果见表4。

由表4结果可知，丁基黄药、丁胺黑药以及Z200单独使用都可以对该样品中的载金矿物进行较好的回收。其中丁基黄药可以获得的精矿中金品位最高，而丁胺黑药可以获得较好的回收率。对各类药剂进行组合后，在相同的药剂用量下，选别效果得到了明显的改善。当采用丁基黄药与Z200（质量比1∶1）组合作为捕收剂，获得的精矿中Au品位和回收率均为最优。这可能由于丁基黄药与Z200的极性基团之间具有一定的协同作用［14-16］，从而增强了捕收剂在矿物表面的键合能力，最终起到了提高回收率作用。

表4 捕收剂及组合试验结果

2.1.3 捕收剂用量条件试验

根据确定的捕收剂种类，考查了捕收剂用量对该矿样选别指标的影响。该试验在活化剂硫酸铜用量200 g／t，分散剂硅酸钠用量1 000 g／t，2＃油粗选用量为60 g／t、扫选30 g／t，捕收剂用量为变量的条件下进行，试验结果如图2所示。

图2 粗选捕收剂用量对浮选指标的影响

由图2可知，精矿中Au品位会随药剂用量的增加而降低，而回收率与药剂用量成正比例关系。综合考虑技术经济指标，确定粗选捕收剂最佳用量为120 g／t。

2.1.4 pH值条件试验

为了查明所确定的捕收剂方案在不同pH条件下的选别能力，采用硫酸和碳酸钠作为调整剂，进行了pH条件试验，试验结果如图3所示。

图3 pH值对浮选指标的影响

从pH条件试验结果可以看出，pH值变化对组合捕收剂的浮选指标有一定的影响。随着pH值的提升Au回收率一直下降，Au品位先降低而后提升。从品位变化趋势判断，硫酸和碳酸钠对脉石矿物都有一定的抑制效果。综合来看pH值的变化对捕收剂的捕收性能影响不大，因此决定采用原生电位作为该矿的浮选pH条件。

2.2 实验室闭路试验

在闭路试验之前还进行了活化剂用量条件试验、分散剂硅酸钠条件试验以及开路试验，通过这些试验确定了硫酸铜、硅酸钠的最佳用量以及精选次数。浮选药剂添加后搅拌时间为2 min，此后再进行另外一种药剂的添加或刮泡。闭路试验流程如图4所示，试验结果见表5。

表5 闭路试验结果

图4 闭路试验流程

采用该浮选流程和相应的药剂制度，获得的选别指标较理想。在原矿品位为3.67 g／t的情况下，经三次精选和两次扫选后获得金精矿Au品位58.64 g／t、回收率89.97%。

3 结 论

1.对不同的药剂及组合药剂浮选回收卡林型金矿的试验结果表明，在相同用量下组合药剂的捕收能力明显优于单一药剂。

2.采用丁基黄药与Z200组合作为捕收剂，可在较宽pH值范围对含碳卡林型金矿进行回收。

3.最终闭路试验结果表明，所确定的捕收剂方案可在原矿品位为3.67 g／t的情况下，经三次精选和两次扫选后获得金精矿Au品位58.64 g／t、回收率89.97%。