甘肃某石英脉型难选金矿石选矿试验研究

刘国英，刘 江，祖述宇，郭文军，罗 娜

（1．中钢集团 天津地质研究院，天津300181；2．山东黄金集团 烟台设计研究工程有限公司，山东 烟台264006）

0 引言

1 矿石性质

1．1 矿石的矿物组成

金矿石中的金属矿物主要为黄铁矿、褐铁矿，另有少量的方铅矿、黄铜矿和自然金。金属矿物种类简单，含量较低。脉石矿物主要为石英、长石，次为绢云母、绿泥石及方解石等碳酸盐矿物，少量的黏土矿物。

1．2 矿石的多元素分析

矿石的多元素分析结果见表1。

1．3 矿物各粒级金含量

矿石破碎至－2mm时各粒级矿物中金含量分析结果见表2。

从表2可以看到，样品粒级主要为粗粒级（－1～＋0．6mm，－0．6～＋0．3mm），金主要集中在粗粒级中（70%），少量分布在细粒级中。

1．4 各粒级的矿物成分

矿石的矿物成分是按粒级分别在双目镜下进行鉴定并根据化学成分计算的，经过了X－射线、差热分析、光谱分析和光谱视读器验证。金矿石粒级矿物成分见表3。

表1 矿石的多元素分析结果Table 1 Multi－element analysis of the ore

表2 各粒级矿物中金含量分析结果Table 2 Gold distribution in varied grain sizes

表3 各粒级的矿物成分Table 3 Mineral distribution in varied grain sizes

从表3中可以看出，样品的主要矿物是石英（占89．5%）和黄铁矿（占3．0%），并含有少量的白云母、绢云母、绿泥石、方解石、角闪石等。

同时可以看到，黄铁矿在细粒级中逐渐增加，而从表2中可以看出，细粒级中也伴有金含量的增加，呈现出黄铁矿与金的正相关关系，因此推测金与硫化物矿化有关，细粒级金的主要载体矿物是黄铁矿。

1．5 自然金的赋存状态

矿石中金的赋存状态以包裹金、粒间金和裂隙金3种形式存在。其中裂隙金占比例较大，主要赋存于黄铁矿和石英的裂隙中；粒间金主要赋存于黄铁矿、脉石及其他金属矿物的粒间，这两部分的金在磨矿过程中都比较容易达到单体解离或暴露，而被黄铁矿及脉石矿物包裹的金则较难回收。测定结果见表4。

（1）四年正月初一日，鑽玉華院撰制玉冊訖，宣詔三官四聖，於上元節日，並赴七寶瓊臺。（《太上說玄天大聖真武本傳神呪妙經註》卷一，《中华道藏》30/530）

2 试验流程选择

矿石的物质组分研究表明，该矿石是含金石英脉型硫化矿石，金的嵌布粗细呈不均匀分布，有70%以上集中于粗粒级中，而细粒级金则主要被黄铁矿和脉石包裹，难以解离，导致尾矿品位难以降低，所以该矿石属于较难选矿石。

表4 自然金赋存状态测定结果Table 4 Identification of mative gold occurrence

在研究中，结合矿石具体特点采取了“重选＋浮选”的工艺流程：对原矿磨至－0．074mm占65%进行重选，重选的尾矿直接浮选，然后对浮选尾矿再磨至－0．038mm占96．2%，进行二段浮选，最终得到的尾矿中w（Au）＝0．8×10－6，结果不够理想。考虑到金的分布状态不太均匀，为使细粒级金矿得到充分解离，采用把金矿细磨再经过一粗三扫的单一浮选流程，取得了较好的效果。单一浮选流程见图1。

图1 单一浮选流程Fig．1 Single floatation flow sheet

3 选矿条件试验

3．1 磨矿细度试验

试验目的主要是为了寻找最佳的、合理的磨矿细度，使得金精矿回收率达到最高。大量的预选试验结果证明，磨矿细度太小不利于金矿浮选，故本次试验采用条件为磨矿细度－0．074mm占比分别为85%和95%，采用同样的浮选机（XFD型单槽浮选机），按照图1流程及试验条件进行试验（－0．074 mm为变量），试验结果见表5。

表5 磨矿细度条件试验结果Table 5 Gold recoveries for varied grain sizes of the ore ground

试验结果表明，随着磨矿细度增加，精矿的回收率有所增加，尾矿的品位和回收率明显降低，故选择磨矿细度－0．074mm占95%较好。

3．2 捕收剂种类条件试验

为了考察捕收剂类型对浮选效果的影响，进行了不同种类的捕收剂试验。试验条件为磨矿细度－0．074mm占95%，加入矿浆pH值调整剂Na2CO31 000×10－6，活化剂CuSO4100×10－6，按照图1流程及条件进行试验，分别加入不同的捕收剂，其中，1号捕收剂为乙黄药（90×10－6），2号捕收剂为乙黄药：丁胺黑药＝2∶1（60×10－6，30×10－6），3号捕收剂为 YF－100（90×10－6），4号捕收剂为乙黄药：油酸＝1∶2（90×10－6，180×10－6）。对粗精矿的金品位和回收率的影响结果见图2。

图2 捕收剂种类试验结果Fig．2 Test of collectors

图2表明，加入3号和4号捕收剂金的回收率相对高些，但加入4号捕收剂后金的品位大幅下降。由于油酸难溶于水，不易溶解和分散，常需皂化、乳化或加温方能使用［2］，受限条件比较多。综合考虑，选择3号捕收剂YF－100较好。

3．3 碳酸钠用量试验

矿浆的pH值是影响浮选效果的重要因素之一，其主要作用在于，造成有利于浮选药剂的作用条件，改善颗粒表面状态和浆体中的离子组成［2］。在不同的pH值条件下，浮选结果不尽相同。试验采用碳酸钠来调整矿浆的pH值，考察不同的碳酸钠用量对浮选效果的影响，试验结果见图3。

由图3可见，当碳酸钠用量选择1 000×10－6时，精矿中金的回收率和品位达到最佳效果，故选择碳酸钠用量为1 000×10－6。

3．4 活化剂用量试验

活化剂的主要作用是增加捕收剂吸附固着的区域，提高捕收剂的浮选活性。硫酸铜是闪锌矿和黄铁矿的活化剂，目前广泛使用，故本次试验活化剂采 用硫酸铜［2］，考察粗选条件下不同的硫酸铜用量对浮选产生的影响，试验结果见图4。

图3 碳酸钠用量试验结果Fig．3 Test of varied NaCO4volume for floatation

图4 硫酸铜用量试验结果Fig．4 Test of varied Cu SO4volume for floatation

从图4可以看出，不加硫酸铜的条件下，金矿的品位和回收率都是最低的，当硫酸铜用量＞100×10－6时，金矿的品位下降，而回收率则先上升后又下降。综合考虑，硫酸铜用量选择200×10－6较为合理。

3．5 捕收剂用量试验

考察粗选条件下捕收剂YF－100用量对浮选结果的影响，试验流程见图1，试验结果见图5。

图5 捕收剂用量试验结果Fig．5 Test of varied collector volume for floatation

试验结果（图5）表明，随着YF－100用量的增加，粗精矿中金的回收率不断增加，但金品位不断下降，这说明随着捕收剂的增加，精矿的产率不断增加，从而导致产品质量下降。综合考虑，选择捕收剂YF－100用量以90×10－6为最佳。

3．6 浮选闭路试验

在上述各项条件试验的基础上，对该矿石进行了闭路试验，闭路流程见图6，试验结果见表6。

图6 闭路试验流程Fig．6 The closed circuit of floatation test

表6 闭路试验结果Table 6 Result of the closed circuit of floatation

从表6可以看出，闭路试验结果的精矿中w（Au）＝109．8×10－6，回收率为97．24%，尾矿中w（Au）＝0．5×10－6，指标较为理想。

4 结语

（1）该矿石是含金石英脉型硫化矿石，金的嵌布 粗细不均匀分布，70%以上集中在粗粒级中，而细粒级金则主要被黄铁矿和脉石矿物包裹，难以解离，导致尾矿品位难以降低，所以该矿石属于较难选矿石。

（2）试验研究初步对该矿石采用“原矿粗磨－重选－一段浮选－尾矿细磨－二段浮选”的工艺流程，选别效果不好；而将矿石磨细再经过一粗三扫的单一浮选工艺流程，可获得较好的技术指标，并且工艺简单，投资少、成本低。

（3）闭路试验结果表明，在磨矿细度为－0．074 mm占95%的条件下，使用复合捕收剂YF－100，可以获得精矿品位为w（Au）／10－6＝109．8×10－6，回收率为97．24%的较好指标。

［1］周中定．微细粒浸染型金矿石选金试验研究［J］．黄金，2003，24（6）：43．

［2］魏德州．固体物料分选学［M］．北京：冶金工业出版社，2000：365－366．