山阳县某低品位金矿重选试验研究

贺国帅，黄晓毅，罗小新，陈晓博，杨平伟，范予晨

（陕西冶金设计研究院有限公司，陕西 西安 710032）

1 引言

金矿的选矿方法主要有重选法、浮选法、氰化浸出法和联合选别法［1-2］。与浮选、氰化浸出等工艺相比，重选是根据矿物间的密度和粒度的差异进行分选的方法，其特点是不用添加药剂，完全依靠重力或离心力进行选别，选别后废水可以回用，具有绿色、环保、节能等优点［3-4］，将“金山银山就是绿水青山”的环保理念落到实处。因此，在选金行业，重选优先被选用。

重选作业常用的设备有摇床、跳汰机、溜槽等，但是都有局限性。如摇床处理能力小，跳汰机处理粒度下限高，溜槽富集比较低等。尼尔森离心选矿机作为一种新型的重选设备，利用附加离心力增大了矿物间的差异，分选效率高，占地面积小，在金矿选厂应用较多。

本试验针对山阳某低品位金矿，在工艺矿物学的基础上，综合考虑了当地多山少地、环境保护严格的情况，开展了重选条件试验，最终获得了较好的工艺指标。

图1 样品制备流程

2 原矿性质

试验矿样由甲方负责采取，矿石处理工艺如图1。矿石在处理前，挑选有代表性的矿石用于物相分析，破碎筛分好的样品按配样方案里的比例进行配制，再经混匀缩分，获得综合试验样，取出一部分用于化学分析。

表1 矿石的X荧光光谱半定量分析结果 %

表2 矿石的多元素化学成分分析结果 %

2.1 原矿化学性质

为了明确矿石的化学性质，进行了X荧光光谱半定量分析和多元素化学成分分析。

由表1和表2可知，矿石中可供选矿回收的主要有价元素是Au，品位为1.05g/t，其余元素品位太低，难以回收。此外，S和As含量较低，有利于保证金精矿的质量。

2.2 矿物组成及含量

采用显微镜对矿石进行了表面观察，并对矿石进行了扫描电镜能谱分析。结果表明，矿石中主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿，其次为方铅矿、黄铜矿、砷黝铜矿，还有少量碲铋矿、自然碲、辉铋铅矿、辉铅铋矿、褐铁矿、磁铁矿及其他氧化铁矿物等。贵金属矿物为自然金、银金矿、金银矿、自然银、碲银矿、辉银矿、硫铅铋银矿。脉石矿物以石英为主，其次为伊利石、绿泥石、白云石等。矿物相对含量检测结果见表3。

表3 矿石矿物成分 %

2.3 金物相分析

为了探明金的存在形式，对矿物进行了金物相分析。由表4可知，金主要以裸露金及半裸露金、硫化物包体金状态存在，合计占比为76.59%；其余多存在于包裹体中，但碳酸盐、氧化铁及硅酸盐中的包体金较难回收。

表4 金物相分析结果 %

2.4 金的赋存状态分析

由表5可知，矿石中金矿物以粒间金、包裹金为主，分别占46.25%、41.06%（其中金属矿物包裹金占33.81%）；裂隙金含量较少，仅占12.69%。

表5 金矿物赋存状态检测结果 %

3 选矿试验研究

根据原矿性质，矿石中裸露及半裸露金较多，占42.69%。由于当地环保要求严格，不适合采用浮选和氰化工艺。因此，试验优先选用了重选工艺流程。

在设备的选择上，主要考察了摇床和尼尔森离心选矿机。经比较发现，尼尔森离心选矿机占地面积更小，处理效率更高，更适合山阳地区多山少地的现状。因此，本次试验以离心选矿机为主。

为了选择最佳的工艺参数，进行了尼尔森离心选矿机重选条件试验，试验流程见图2。

图2 重选条件试验流程图

3.1 磨矿细度条件试验

根据矿石中金的赋存状态可知，易回收的金有一半左右呈包裹金状态。因此，选择合适的磨矿细度对金回收的效果至关重要。在给矿浓度为35%，冲洗水流量为3.5L/min，重力G值为60g的条件下开展磨矿细度试验，试验结果如图3所示。

图3 磨矿细度条件试验结果

从图3可以看出，随着磨矿细度的增加，粗精矿中金的回收率先急剧增大后基本不变，而且粗精矿中金品位持续增加。当磨矿细度为-0.074mm矿粒占比70%以上时，回收率在74%左右，变化不大。鉴于磨矿成本在选矿成本中占比约60%左右，费用较高，最终选择磨矿细度为-0.074mm矿粒占比70%［5］。

3.2 冲洗水流量条件试验

在尼尔森重选试验中，矿石适度分散是选别的前提条件，而矿石的分散效果与冲洗水有着密切的关系。因此，在磨矿细度为-0.074mm的矿粒占比70%，给矿浓度为35%， 重力G值为60g条件下开展了冲洗水流量条件试验。从图4可以看出，随着冲洗水流量逐渐增大，粗精矿中金回收率逐渐增大，但是当达到3.5L/min时，金回收率基本不变。因此，冲洗水流量选择3.5L/min最佳。

图4 冲洗水流量条件试验试验结果

3.3 重选G值条件试验

重选G值的大小，代表附加离心力的大小，是尼尔森离心选矿机的关键参数。因此，合适的G值对于获取好的选别指标至关重要。在磨矿细度-0.074mm 占70%，给矿浓度为35%，冲洗水流量为3.5L/min条件下开展重选G值条件试验。由图5可知，粗精矿回收率在重力值60 g以上时趋于平稳，约为74%。故重选G值选择常用的60g。

图5 重选G值条件试验结果

3.4 重选给矿浓度条件试验

在确定了尼尔森离心选矿机的磨矿细度、冲水流量、重选G值之后，为了进一步优化选别指标，开展了重选给矿浓度条件试验。试验条件：磨矿细度 -0.074mm 占70%，重选G值 60g，冲洗水流量3.5L/min。

图6 给矿浓度条件试验结果

由图6可知，随着给矿浓度的增加，粗精矿金品位和回收率均有所下降。当给矿浓度为30%～35%时，其下降幅度很小。结合现场生产情况综合考虑，选择给矿浓度为35%。

3.5 闭路试验

图7 闭路流程图

表6 重选闭路试验结果

在粗选条件探索的基础上，结合摇床、溜槽选金的优点［6-7］，开展了如图7所示的闭路试验。由表6可知，原矿经尼尔森一次粗选-尼尔森一次扫选-溜槽一次扫选及摇床两次精选的闭路试验，可获得金品位1086g/t、金回收率51.92%、银品位6912g/t、银回收率47.30%的高品位金精矿，以及金品位为16.42g/t、金回收率31.73%、银品位为100g/t、银回收率27.51%的低品位金精矿，使资源得到最大回收，实现了效益最大化，最终取得了金总回收率83.65%、银总回收率74.81%的理想选矿指标。

3.6 产品检测

对高品位金精矿、低品位金精矿和尾矿进行了检测，检测结果分别见表7、表8和表9。根据检测结果可知，高品位金精矿和低品位金精矿的含As量均远低于0.3%，满足金精矿一级品国家标准质量控制要求。

从表9可以看出，尾矿中有价元素含量较低，进一步回收的意义不大。

表7 高品位金精矿精矿化学多元素分析结果 %

表8 低品位金精矿化学多元素分析结果 %

表9 尾矿化学多项分析结果 %

4 结论

（1）山阳某低品位金矿可供选矿回收的主要有价元素是Au，品位为1.05 g/t，其余元素品位太低，难以回收。此外，S和As含量较低，对保证金精矿的质量有利。

（2）经试验，最终确定了“尼尔森粗选-尼尔森一次扫选-溜槽二次扫选-摇床两次精选”的闭路工艺流程。可获得金品位1086 g/t、金回收率51.92%、银品位6912 g/t、银回收率47.30%的高品位金精矿，以及金品位为16.42 g/t、金回收率31.73%、银品位为100 g/t、银回收率27.51%的低品位金精矿。最终取得了金总回收率83.65%、银总回收率74.81%的理想选矿指标。

（3）通过产品检测分析发现，高品位和低品位金精矿中含砷量均低于金精矿一级品国家标准质量控制要求。同时尾矿中有价元素含量较低，进一步回收的意义不大。