某金矿浮选药剂制度优化试验与生产实践
2023-06-05周瑞仙
周瑞仙
摘要：某金矿选矿系统浮选作业存在矿浆矿化程度较差、泡沫层薄、泡沫虚且载矿效果差的问题，对浮选指标产生负面影响。为了提升浮选指标，减少金属量损失，开展了浮选药剂制度优化试验研究及生产实践。结果表明：新型捕收剂对该矿石浮选效果较好，选择性能较强;采用碳酸钠、硫酸铜、新型捕收剂等组成的新药剂制度，并通过调整优化，矿浆的矿化程度逐渐转好，泡沫层变厚且泡沫载矿效果较好，浮选指标明显提升，在精矿产率略有降低的前提下，精矿金品位提高了1.69 g/t，金回收率提高了1.79百分点，尾矿金品位降低了0.12 g/t，增加了企业的经济效益。
关键词：金矿;浮选;新型捕收剂;药剂制度;卡林型
中图分类号：TD953文章编号：1001-1277（2023）04-0034-05
文献标志码：Adoi：10.11792/hj20230408
随着全球金矿资源不断开采利用，易处理金矿资源储量日益匮乏［1-2］，难处理金矿的开发利用已成为当前的研究热点之一［3-6］。某矿山位于贵州省黔西南州，为典型的难选冶卡林型金矿，矿石中主要载金矿物为黄铁矿和毒砂，具有砷碳杂质含量高、金品位低、载金矿物嵌布粒度微细不均等特点，对浮选指标影响极大［7-9］。近年来，该矿山勘探资源储量有所增加，但随着开采深度的不断增加，矿石性质随之发生变化，部分矿石金硫比仅为0.4左右，S2-品位高达7%。在实际生产过程中，浮选泡沫层极薄，泡沫脆性大、易碎、载矿效果差等浮选问题异常突出，对浮选指标产生较大影响。故以该矿石为研究对象，开展浮选试验研究，结合新型捕收劑（主要成分为高基黄药，由于专利保护，其他化学组分尚不清楚）进行药剂制度优化，提升浮选指标，增加经济效益。
1 矿石性质
原矿化学成分分析结果见表1。由表1可知，矿石中有价元素主要为金，品位4.24 g/t，S2-品位6.62%，金硫比仅为0.64，有害元素砷、有机碳品位较高，分别为0.69%、1.81%。矿石中金属矿物主要有黄铁矿、毒砂，微量磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿;脉石矿物以石英、白云母为主，其次为高岭石、绿泥石及长石等。载金矿物嵌布粒度极其微细，对磨矿细度要求较高，该矿石选别难度较大。
2 结果与讨论
生产现场磨浮工艺为两段闭路磨矿+两粗两精
四扫浮选选别流程（药剂制度为碳酸钠4 500 g/t，硫酸铜500 g/t，捕收剂丁基黄药+丁铵黑药（385+200）g/t，2号油220 g/t）。为使试验研究结果对生产现场更具有指导意义，实验室试验原矿样取自现场一段磨矿分级溢流，实验室再磨后细度为-0.074 mm占90%，因现场原矿需配矿后进行生产，故试验所取样品金品位有所波动。
2.1 捕收剂
试验条件：磨矿细度-0.074 mm占90%，碳酸钠5 000 g/t，硫酸铜300 g/t，捕收剂（丁基黄药+丁铵黑药、新型捕收剂）500 g/t，2号油50 g/t。试验流程见图1，试验结果见表2。
由表2可知，在捕收剂总用量相同的前提下，通过对捕收剂丁基黄药+丁铵黑药与新型捕收剂浮选效果对比，新型捕收剂浮选指标均优于现场捕收剂，精矿产率13.20%，精矿金品位15.40 g/t、金回收率48.30%，尾矿金品位0.72 g/t，浮选指标较好。
2.2 碳酸钠用量
在磨矿细度-0.074 mm占90%、硫酸铜300 g/t、新型捕收剂500 g/t、2号油50 g/t的条件下，考察pH调整剂碳酸钠用量对浮选效果的影响，试验流程见图2，试验结果见表3。
由表3可知：随着碳酸钠用量逐渐增加，精矿产率变化较小，精矿金品位变化也不显著，金回收率先增加后降低。当碳酸钠用量为5 000 g/t时，矿浆pH较为适宜。碳酸钠不仅能调节矿浆pH，对黄铁矿、毒砂有一定的活化作用，且对矿浆也有一定的分散效果，此外还能消除矿物表面黏附的Ca2+、Mg2+等有害离子对浮选的影响，从而降低捕收剂用量，利于浮选作业［10-11］。综合试验数据分析，碳酸钠较佳用量为5 000 g/t。
2.3 硫酸铜用量
在磨矿细度-0.074 mm占90%、碳酸钠5 000 g/t、新型捕收剂500 g/t、2号油50 g/t的条件下，考察活化剂硫酸铜用量对浮选效果的影响，试验流程见图2，试验结果见表4。
由表4可知：随着硫酸铜用量逐渐增加，精矿金品位保持在14 g/t左右，精矿产率、金回收率及尾矿金品位均随硫酸铜用量增加呈上升趋势。有研究表明，硫酸铜用量过大，不仅对浮选泡沫有一定消泡作用，而且还会同黄药类捕收剂反应，消耗部分药剂，造成浮选过程中硫酸铜及黄药类捕收剂用量增大。同时，由于二者发生反应，减少了铜离子和黄原酸根离子在主要载金矿物黄铁矿表面的吸附量，故黄铁矿表面疏水性降低，导致浮选作业回收率降低［12］。因此，结合试验数据分析，硫酸铜用量不宜过大，较佳用量为400 g/t。
2.4 新型捕收剂用量
在磨矿细度-0.074 mm占90%、碳酸钠5 000 g/t、硫酸铜 400 g/t、2号油50 g/t的条件下，考察新型捕收剂用量对浮选效果的影响，试验流程见图2，试验结果见表5。由表5可知：随着新型捕收剂用量逐渐增加，精矿产率及金回收率也增加，精矿金品位先上升后降低。由于该矿石中有机碳品位高达1.81%，在浮选过程中，碳质物不仅会吸附部分捕收剂，致使捕收剂用量偏大，还会罩盖在黄铁矿表面，对其可浮性产生不利影响［13］。综合考虑，新型捕收剂较佳用量为520 g/t。
2.5 2号油用量
在磨矿细度-0.074 mm占90%、碳酸钠5 000 g/t、硫酸铜400 g/t、新型捕收剂520 g/t的条件下，考察起泡剂2号油用量对浮选效果的影响，试验流程见图2，试验结果见表6。由表6可知：随着2号油用量逐渐增加，精矿产率相对稳定，获得的精矿金品位及金回收率指标较好;当 2号油用量为75 g/t时，各项浮选指标综合较优，精矿金品位达21 g/t左右。因此，确定适宜的2号油用量为75 g/t。
2.6 闭路试验
在条件试验获得的最佳工艺参数下，采用两粗两精四扫浮选流程进行闭路试验，试验流程见图3，试验结果见表7。由表7可知，闭路试验获得的精矿产率27.03%，精矿金品位16.70 g/t、金回收率89.44%，尾矿金品位0.73 g/t。
2.7 生产实践
在前期实验室试验研究结果基础上，结合现场实际生产情况及作业产品取样分析结果，对采用新型捕收剂的药剂制度进行了逐步调整优化，生产稳定后，最终生产药剂用量为碳酸钠3 500 g/t、硫酸铜400 g/t、新型捕收剂780 g/t、2号油110 g/t，实际药剂用量与前期实验室研究结果存在偏差。这是由于生产现场浮选作业泡沫层极薄且不稳定、起泡效果差、作业回收率低、有机碳含量高且还吸附了部分浮选药剂等，造成二者用量存在偏差。药剂制度优化前后药剂用量对比见表8，生产指标对比见表9。
药剂制度优化后，矿浆的矿化程度逐渐转好，泡沫层变厚且泡沫载矿效果较好，在精矿产率略有降低的前提下，生产中获得的精矿金品位18.25 g/t，尾矿金品位0.85 g/t，金回收率83.28%。相比药剂制度优化前，精矿金品位及金回收率分别提高了1.69 g/t、1.79百分点，尾矿金品位降低了0.12 g/t。
3 结 论
1）某矿石中有价元素主要为金，品位4.24 g/t，S2-品位6.62%，金硫比仅为0.64，有害元素砷、有机碳品位较高，分别为0.69%、1.81%，该矿石选别难度较大。
2）通过捕收剂浮选效果对比，新型捕收剂对该矿石浮选效果较好，对现场生产矿样适应性更强，药剂选择性较强，获得的浮选指标较为理想。
3）浮选药剂制度优化及现場生产调整后，除新型捕收剂外，其余浮选药剂用量均有所降低，浮选指标明显提升，生产现场获得的精矿金品位18.25 g/t，尾渣金品位0.85 g/t，金回收率83.28%。初步估算，按年处理矿量33万t，原矿金品位4 g/t，黄金价格380元/g计算，累计年增加企业经济效益超800万元。
4）由于矿石选别难度大，以及砷、碳等有害元素影响，后续会进一步探索新的工艺流程及药剂制度，提升浮选指标。
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Flotation reagent regime optimization test and its production practice in a gold mine
Zhou Ruixian
（Guizhou Zijin Mining Co.，Ltd.）
Abstract：The flotation operation of the ore-dressing system in a gold mine is challenged by poor slurry enrichment，thin foams layers，and vulnerable foams that don't perform in carrying concentrates.The flotation index is negatively affected.To improve the flotation index and mitigate metal loss，the experimental study to optimize the flotation reagent regime as well as its production practice is carried out.The results show that the new type of collector has a good flotation effect on the ore and is highly selective;the new reagent regime is established by sodium carbonate，copper sulfate，and the new collector.By optimizing the new regime，the enrichment of the slurry becomes better，the foam layer becomes thicker and the concentrate carrying effect is better，significantly improving the flotation index.While the concentrate productivity is slightly lower，the gold grade of the concentrates increases by 1.69 g/t，the gold recovery rate increases by 1.79 percentage points，the gold grade of tailings decreases by 0.12 g/t，and the economic profits are increased.
Keywords：gold ore;flotation;new type collector;reagent regime;carlin type
