新疆某金矿含金2.0 g/t，金主要赋存于硫化矿和脉石矿物中，同时也有少部分金以银金矿、独立金矿物的形式存在，具有一定的开发利用价值。但工艺矿物学研究表明该金矿中大多数金矿物被包裹在硫和脉石矿物中，仅一次磨矿难以实现充分单体解离[1]，为此，进行金精矿再磨工艺与不再磨工艺效果对比试验研究。
1 矿石性质
矿石中金属矿物主要有自然金、银金矿、黄铜矿、硫锑铜银矿-硫砷铜银矿、闪锌矿、锆石、方铅矿、黄铁矿、毒砂、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿等。非金属矿物主要有石英、云母、绢云母、电气石、绿泥石、泥质等。矿石化学多元素分析结果见表1。
表1 原矿化学多元素分析结果/%
|
元素 |
Cu |
Pb |
Zn |
S |
SiO2 |
Fe |
|
含量 |
0.02 |
0.15 |
0.10 |
1.95 |
50.34 |
6.69 |
|
元素 |
MgO |
As |
Al2O3 |
Au* |
Ag* |
CaO |
|
含量 |
3.06 |
0.10 |
10.35 |
2.00 |
9.00 |
5.40 |
*注：Au、Ag含量单位为g/t。
由表1可见，矿石中的金的含量相对较高，是主要回收的元素，主要的脉石是含SiO2和MgO的矿物。该矿石中砷的含量较低，而硫、铁的含量相对较高。由此可见，金与砷的相关性较小，与硫的相关性较大。金主要赋存在硫和脉石矿物中，同时也有少部分金以银金矿、独立金矿物的形式存在。
2 试验结果与讨论
2.1 粗选条件试验
2.1.1 磨矿细度试验
磨矿细度的选择决定了金矿物与脉石矿物是否充分单体解离[2,3]，本试验主要考察了磨矿细度对选金指标的影响。采用石灰调浆，矿浆pH为8.5，氯化铵用量1000g/t，丁胺黑药用量100g/t。试验结果见表2。
表2 铜粗选磨矿细度对铜浮选的影响/%
|
磨矿细度 （-200目含量） |
产品名称 |
产率 |
品位 |
|||
|
Au* |
As |
Au |
As |
|||
|
65 |
金粗精矿 |
10.24 |
12.83 |
0.09 |
66.02 |
10.24 |
|
89.76 |
0.75 |
0.09 |
33.98 |
89.76 |
||
|
原矿 |
100.00 |
1.99 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
70 |
金粗精矿 |
10.62 |
13.62 |
0.08 |
71.25 |
8.50 |
|
尾矿 |
89.38 |
0.65 |
0.10 |
28.75 |
91.50 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.03 |
0.10 |
100.00 |
100.00 |
|
|
75 |
金粗精矿 |
10.87 |
13.87 |
0.11 |
76.15 |
9.96 |
|
尾矿 |
89.13 |
0.53 |
0.12 |
23.86 |
90.04 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.98 |
0.12 |
100.00 |
100.00 |
|
|
80 |
金粗精矿 |
11.63 |
12.96 |
0.08 |
77.29 |
10.34 |
|
尾矿 |
88.37 |
0.50 |
0.09 |
22.71 |
89.66 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.95 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
由表2可见，随磨矿细度（-200目含量）由65%增大到80%，金粗精矿中金回收率逐渐升高。当磨矿细度为75%时，金的选别指标最好；而当磨矿细度为80%时，虽然粗精矿中金回收率稍有升高，但考虑到现场磨矿细度为80%时所需要的磨矿功耗太大，所以后续试验中金粗选的磨矿细度选取在75%左右较为合适。
为尽可能的提高金的回收率，试验选金工作考虑采用两段粗选进行，延长药剂对金矿物的作用时间[4]，并将两段粗选得到的金粗精矿混合进行精选。
2.1.2 捕收剂种类及用量试验
本试验对金粗选捕收剂种类进行了研究，主要考察了LP-01、BK-301、Mac-12、丁基黄药、乙基黄药、丁铵黑药对金浮选的影响。各种捕收剂对金矿物都有一定的选择捕收能力，其中BK-301、Mac-12对金的选择性较好，金品位最高，但捕收能力较差，金回收率较低；丁基黄药、乙基黄药、LP-01对金的选择捕收能力都不好，金的品位和回收率都较低；而丁铵黑药对金矿物表现出了很强的选择捕收能力，金回收率最高，且金品位也较好。所以在后续试验中选取丁铵黑药作金粗选捕收剂。
选取丁铵黑药为金粗选捕收剂，在磨矿细度为-0.074mm占75%，石灰调浆，矿浆pH为8.5，氯化铵用量为1000g/t条件下，考察丁铵黑药用量对金浮选指标的影响。试验结果如表3所示。
表3 金粗选捕收剂种类对金浮选的影响/%
|
丁铵黑药用量 /g/t |
产品名称 |
产率 |
品位 |
回收率 |
||
|
Au* |
As |
Au |
As |
|||
|
80 |
金粗精矿 |
10.99 |
13.11 |
0.08 |
72.40 |
8.79 |
|
尾矿 |
89.01 |
0.62 |
0.10 |
27.60 |
91.21 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.99 |
0.10 |
100.00 |
100.00 |
|
|
100 |
金粗精矿 |
12.00 |
12.71 |
0.08 |
75.86 |
8.72 |
|
尾矿 |
88.00 |
0.55 |
0.11 |
24.15 |
91.28 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.01 |
0.11 |
100.00 |
100.00 |
|
|
120 |
金粗精矿 |
12.89 |
11.53 |
0.11 |
74.31 |
15.75 |
|
尾矿 |
87.11 |
0.59 |
0.09 |
25.69 |
84.25 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.00 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
140 |
金粗精矿 |
14.93 |
10.13 |
0.13 |
74.50 |
17.65 |
|
尾矿 |
85.07 |
0.61 |
0.11 |
25.50 |
82.36 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.03 |
0.11 |
100.00 |
100.00 |
|
由表3可至知，随丁铵黑药用量的增加，金粗选回收率逐渐升高。当丁铵黑药用量为100g/t时，金的选别指标最好。此后若继续增大丁铵黑药的用量，粗精矿中金回收率上升不明显，而金品位有所下降。综合考虑选取丁铵黑药的用量为100g/t，同时由于丁铵黑药起泡性能较好，故金粗选时不使用起泡剂[5]。
2.1.3 （石灰+氯化铵）用量试验
原矿试样中砷的含量为0.10%，为了防止这部分砷矿物进入精矿中，影响金精矿的质量，采用石灰作抑制剂抑制这部分砷矿物。但由于石灰对硫和金矿物也有一定的抑制作用，且金与硫的相关性较强，为使金矿物不被石灰所抑制剂，且由于石灰和氯化铵在矿物表面作用比较复杂[6]，采用正交试验综合考察石灰和氯化铵的用量对金浮选的影响。试验采用二因素三水平析因法进行，试验各因数各水平安排见表4，试验结果见表5。
表4 （石灰+氯化铵）二因素三水平析因试验安排
|
试验序号 |
用量安排 |
|
① |
石灰0g/t+氯化铵750 g/t |
|
② |
石灰0g/t+氯化铵1000 g/t |
|
③ |
石灰0g/t+氯化铵1250 g/t |
|
④ |
石灰250g/t+氯化铵750 g/t |
|
⑤ |
石灰250g/t+氯化铵1000 g/t |
|
⑥ |
石灰250g/t+氯化铵1250 g/t |
|
⑦ |
石灰500g/t+氯化铵750 g/t |
|
⑧ |
石灰500g/t+氯化铵1000 g/t |
|
⑨ |
石灰500g/t+氯化铵1250 g/t |
表5 金粗选（石灰+氯化铵）用量对金浮选的影响/%
|
序号 |
产品名称 |
产率 |
品位 |
回收率 |
||
|
Au* |
As |
Au |
As |
|||
|
① |
金粗精矿 |
11.25 |
11.65 |
0.08 |
65.21 |
10.00 |
|
尾矿 |
88.75 |
0.79 |
0.09 |
34.79 |
90.00 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.01 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
② |
金粗精矿 |
13.62 |
10.91 |
0.11 |
74.67 |
18.73 |
|
尾矿 |
86.38 |
0.58 |
0.08 |
25.33 |
81.27 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.99 |
0.08 |
100.00 |
100.00 |
|
|
③ |
金粗精矿 |
13.46 |
10.58 |
0.10 |
72.29 |
14.96 |
|
尾矿 |
86.54 |
0.63 |
0.09 |
27.71 |
85.04 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.97 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
④ |
金粗精矿 |
9.37 |
14.01 |
0.09 |
67.67 |
10.54 |
|
尾矿 |
90.63 |
0.69 |
0.08 |
32.33 |
89.46 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.94 |
0.08 |
100.00 |
100.00 |
|
|
⑤ |
金粗精矿 |
10.87 |
13.87 |
0.11 |
76.15 |
9.96 |
|
尾矿 |
89.13 |
0.53 |
0.12 |
23.86 |
90.04 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.98 |
0.12 |
100.00 |
100.00 |
|
|
⑥ |
金粗精矿 |
12.24 |
11.93 |
0.09 |
73.38 |
11.02 |
|
尾矿 |
87.76 |
0.60 |
0.10 |
26.62 |
88.98 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.99 |
0.10 |
100.00 |
100.00 |
|
|
⑦ |
金粗精矿 |
10.86 |
12.99 |
0.07 |
71.25 |
8.45 |
|
尾矿 |
89.14 |
0.64 |
0.09 |
28.75 |
91.55 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.98 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
⑧ |
金粗精矿 |
12.00 |
12.71 |
0.08 |
75.86 |
8.72 |
|
尾矿 |
88.00 |
0.55 |
0.11 |
24.15 |
91.28 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.01 |
0.11 |
100.00 |
100.00 |
|
|
⑨ |
金粗精矿 |
13.37 |
11.11 |
0.09 |
73.17 |
10.03 |
|
尾矿 |
86.63 |
0.63 |
0.12 |
26.83 |
89.97 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.03 |
0.12 |
100.00 |
100.00 |
|
注：表中带*的单位为g/t
由表5可见，随石灰、氯化铵用量的增加，金浮选指标变化较大。当石灰用量为250g/t、氯化铵用量为1000g/t时，金的选别指标最好。因此选取石灰250g/t、氯化铵1000g/t作为后续试验条件。
2.2 精选条件试验
2.2.1 抑制剂种类试验
为了得到合格的金精矿，进行了金粗精矿精选条件试验，并在精选试验中加入脉石矿物抑制剂，考察不同种类的脉石矿物抑制剂对金精选指标的影响，同时加入少量的氯化铵保护金矿物。试验流程图见图1，试验结果见表6。
图1 金精选抑制剂种类条件试验流程图
表6 金精选抑制剂种类对金选矿指标的影响/%
|
抑制剂种类 |
产品名称 |
产率 |
品位 |
回收率 |
||
|
Au* |
As |
Au |
As |
|||
|
水玻璃 |
金精矿 |
6.31 |
21.60 |
0.07 |
68.84 |
4.42 |
|
金中矿1 |
5.03 |
2.64 |
0.08 |
6.71 |
4.02 |
|
|
尾矿 |
88.66 |
0.55 |
0.10 |
24.46 |
91.56 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.98 |
0.10 |
100.00 |
100.00 |
|
|
碳酸钠 |
金精矿 |
6.52 |
20.87 |
0.07 |
68.72 |
4.56 |
|
金中矿1 |
4.86 |
2.47 |
0.07 |
6.06 |
3.40 |
|
|
尾矿 |
88.62 |
0.56 |
0.10 |
25.21 |
92.03 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.98 |
0.10 |
100.00 |
100.00 |
|
|
空白 |
金精矿 |
6.78 |
20.18 |
0.07 |
69.46 |
5.27 |
|
金中矿1 |
4.56 |
2.54 |
0.07 |
5.88 |
3.55 |
|
|
尾矿 |
88.66 |
0.55 |
0.09 |
24.67 |
91.18 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.97 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
由表6可见，在金精选时加入抑制剂水玻璃和碳酸钠后，效果不明显。主要表现在金精矿中金品位变化不大，而金回收率却有所下降。因此综合考虑决定在金精选时采用空白精选不加抑制剂。
2.2.2 氯化铵用量试验
考虑到矿浆pH值高时会对金矿物有所抑制[7]，所以在金精选时加入氯化铵保护金矿物，本试验主要考察了氯化铵用量对金精选指标的影响，试验结果见表7。
表7 金精选氯化铵用量对金选矿指标的影响/%
|
氯化铵用量 g/t |
产品名称 |
产率 |
品位 |
回收率 |
||
|
Au* |
As |
Au |
As |
|||
|
0 |
金精矿 |
5.83 |
22.69 |
0.07 |
66.81 |
4.53 |
|
金中矿1 |
5.37 |
3.36 |
0.09 |
9.11 |
5.37 |
|
|
尾矿 |
88.80 |
0.54 |
0.09 |
24.08 |
90.10 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.98 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
150 |
金精矿 |
6.46 |
21.43 |
0.07 |
68.90 |
4.52 |
|
金中矿1 |
4.93 |
2.84 |
0.08 |
6.97 |
3.94 |
|
|
尾矿 |
88.61 |
0.55 |
0.10 |
24.14 |
91.53 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.01 |
0.10 |
100.00 |
100.00 |
|
|
300 |
金精矿 |
6.78 |
20.18 |
0.07 |
69.46 |
5.27 |
|
金中矿1 |
4.56 |
2.54 |
0.07 |
5.88 |
3.55 |
|
|
尾矿 |
88.66 |
0.55 |
0.09 |
24.67 |
91.18 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.97 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
由表7可见，在金精选时加入氯化铵后，效果明显。主要表现在金的回收率逐渐升高，而金的品位影响不大。当氯化铵用量为300g/t时效果最好，所以后续试验在金第一次精选时加入氯化铵300g/t。
2.2.3 精选次数试验
为了得到合格的金精矿，进行了金精选次数条件试验，试验结果见表8。
表8 金精选次数对金选矿指标的影响/%
|
精选次数 |
产品名称 |
产率 |
品位 |
回收率 |
||
|
Au* |
As |
Au |
As |
|||
|
精选一次 |
金精矿 |
6.78 |
20.18 |
0.07 |
69.46 |
5.27 |
|
金中矿1 |
4.56 |
2.54 |
0.07 |
5.88 |
3.55 |
|
|
尾矿 |
88.66 |
0.55 |
0.09 |
24.67 |
91.18 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.97 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
精选两次 |
金精矿 金中矿1 金中矿2 尾矿 原矿 |
5.42 4.84 1.62 88.12 100.00 |
24.09 3.42 3.34 0.55 2.01 |
0.08 0.09 0.08 0.10 0.10 |
64.96 8.24 2.69 24.11 100.00 |
4.34 1.36 1.30 90.01 100.00 |
|
精选三次 |
金精矿 金中矿1 金中矿2 金中矿3 尾矿 原矿 |
4.98 4.87 1.54 0.46 88.15 100.00 |
25.80 3.36 3.36 2.29 0.53 1.98 |
0.07 0.09 0.07 0.06 0.09 0.09 |
64.89 8.26 2.61 0.53 23.70 100.00 |
3.87 4.87 1.20 0.31 89.75 100.00 |
由表8可见，在金粗精矿经过三次精选后可以得到品位较高的金精矿，此时可以获得含金25.80g/t、金回收率64.89%，含砷0.07%、砷回收率3.87%的金精矿。
虽然金精矿的品位有25.80g/t，但还是偏低，还有进一步提升的空间，而如果按照常规的精选试验通过增加精选次数来提高金的品位，效果肯定不理想。在原矿试样鉴定时发现金与硫、铁的相关性较强，大多数金矿物被包裹在硫和脉石矿物中，要想进一步提高金的品位，必须进行金粗精矿再磨，促进金矿物充分单体解离[8,9]，使金品位得到有效的提高。
2.2.4 精矿再磨细度试验
本试验主要考察了金粗精矿再磨细度对金选矿指标的影响，试验流程图见图2，试验结果见表9。
图2 金粗精矿再磨细度条件试验流程图
表9 金粗精矿再磨细度对金选矿指标的影响/%
|
再磨细度 |
产品名称 |
产率 |
品位 |
回收率 |
||
|
Au* |
As |
Au |
As |
|||
|
不再磨 -0.025mm含量 占15% |
金精矿 |
6.78 |
20.18 |
0.07 |
69.46 |
5.27 |
|
金中矿1 |
4.56 |
2.54 |
0.07 |
5.88 |
3.55 |
|
|
尾矿 |
88.66 |
0.55 |
0.09 |
24.67 |
91.18 |
|
|
原矿 |
100.00 |
1.97 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
-0.025mm含量 占75% |
金精矿 |
5.01 |
28.97 |
0.07 |
71.50 |
3.51 |
|
金中矿1 |
6.25 |
2.04 |
0.09 |
6.28 |
5.63 |
|
|
尾矿 |
88.74 |
0.51 |
0.10 |
22.22 |
90.87 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.03 |
0.10 |
100.00 |
100.00 |
|
|
-0.025mm含量 占85% |
金精矿 |
4.67 |
30.30 |
0.07 |
70.40 |
3.63 |
|
金中矿1 |
6.57 |
2.21 |
0.09 |
7.22 |
6.57 |
|
|
尾矿 |
88.76 |
0.51 |
0.09 |
22.38 |
89.80 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.01 |
0.09 |
100.00 |
100.00 |
|
|
-0.025mm含量 占95% |
金精矿 |
4.42 |
31.10 |
0.07 |
68.73 |
3.87 |
|
金中矿1 |
6.78 |
2.45 |
0.08 |
8.31 |
6.78 |
|
|
尾矿 |
88.80 |
0.52 |
0.08 |
22.96 |
89.35 |
|
|
原矿 |
100.00 |
2.00 |
0.08 |
100.00 |
100.00 |
|
由表9可知，随着金粗精矿磨矿细度的增加，金的品位逐渐升高。说明提高金粗精矿再磨细度对金品位的提高有明显的效果。当金粗精矿再磨细度为85%时，金的选别指标最高，所以选取金粗精矿再磨细度（-0.025mm含量）为85%。
2.3 闭路试验
为了进一步验证金粗精矿再磨工艺方案研究结果和考察中矿返回对浮选的影响[10]，在开路流程试验的基础上进行了金粗精矿再磨工艺方案闭路流程试验。闭路试验流程图见图3，试验结果见表10。
表10 金粗精矿再磨工艺方案闭路流程试验结果/%
