水泥充填体的混入对某金矿石浮选的影响及解决措施

韩 良

( 崇礼紫金矿业有限责任公司，河北 崇礼076350)

河北某金矿2 500 t/d 技改工程于2009 年8 月建成投产，选矿厂采用重选+浮选联合工艺，尾矿全部胶结充填井下。随着井下充填量的增加，2013 年以来，采出矿石中混有水泥充填体变得司空见惯，这部分水泥充填体经磨矿后给选矿厂的浮选带来了严重影响，最终导致浮选尾矿金品位升高、回收率下降。

针对水泥充填体混入矿石所带来的问题，在大量试验研究基础上，制定了相应对策，并对流程暴露的其他问题一并进行了改造。

1 矿石性质

矿石中的金属矿物主要为自然金、磁铁矿、赤铁矿，其次为黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿、斑铜矿、铜蓝、方铅矿、磁黄铁矿、斜方碲金矿等; 脉石矿物主要为石英、钾长石、钠长石、斜长石，其次为方解石、绿泥石、绿帘石、黝帘石等，绢云母、磷灰石、榍石、锆石等微量。金主要为粒间金，其次为包裹金和裂隙金。金的嵌布粒度较细，－10 μm 的微粒金占35.92%，+74 μm 的粗粒金仅占5.75%。粒间金主要嵌布在钾长石和石英粒间，或黄铁矿和钾长石粒间，另有少量嵌布在黄铁矿、褐铁矿、云母、碲金矿等两者或三者颗粒间;包裹金包裹于钠长石或石英中，少量包裹于黄铁矿、褐铁矿中;裂隙金主要嵌布在石英裂隙中，少量嵌布在黄铁矿裂隙中，钠长石、褐铁矿、方铅矿裂隙中偶见金粒产出。矿石主要化学成分分析结果见表1。

表1 矿石主要化学成分分析结果Table 1 Main chemical component analysis results of run-of-mine ore %

从表1 可看出: 矿石中有回收价值的元素为金，银具有综合回收价值;有害元素As 等含量非常低。

2 原工艺流程及存在的问题

2.1 原工艺流程及生产指标

原工艺流程见图1，生产指标见表2，浮选给矿粒度筛析结果见表3。

图1 原生产工艺流程Fig.1 The original production process

表2 原生产指标Table 2 The original production quota

2.2 存在的问题

2013 年以后，采出矿石中水泥充填体混入率逐步升高至5%左右，水泥充填体固化过程中生成的CaO·SiO2·nH2O 和Ca( OH)2导致浮选矿浆pH 值从8 ～9升高至12 ～13，严重影响了自然金及黄铁矿的可浮性，导致金浮选回收率下降; 其次，pH 值升高和大量的Ca2+造成浮选泡沫表面张力减小，泡沫变得细小、黏稠，导致生产过程中的“跑槽”现象难以控制;同时，水泥充填体碾磨所形成的细泥夹杂和对目的矿物的罩盖使得中矿循环量显著增大，影响浮选过程的正常进行［1］。此外，水泥充填体易磨使磨矿细度虚高及尼尔森选矿机工作参数不合理( 重选作业金回收率仅为17.37%) ，也对金的回收造成了不利影响。

表3 浮选给矿粒度筛析结果Table 3 Flotation feeding particle size sieve analysis results

3 试验结果与讨论

3.1 条件试验

3.1.1 磨矿细度试验

生产实践表明，尼尔森选矿机仅回收磨矿产品中的较粗粒金，约占矿石总金的20%，而80%左右的金进入浮选作业，因此，用浮选产品指标来确定磨矿细度更加合理。磨矿细度试验采用1 次尼尔森重选、1次粗浮选流程，丁基黄药+戊基黄药+丁铵黑药用量为40 +160 +40 g/t，松醇油用量为10 g/t，试验结果见图2。

图2 磨矿细度试验结果Fig.2 Test results at different grinding fineness

从图2 可看出，随着磨矿细度的提高，浮选粗精矿金品位和金作业回收率均呈先快后慢的上升趋势。综合考虑，确定磨矿细度为－0.074 mm 占65%。

3.1.2 浮选药剂制度优化试验

浮选药剂制度优化试验的给矿为尼尔森选矿机1 次重选尾矿。在磨矿细度为－0.074 mm 占65%情况下进行了尼尔森选矿机工作参数优化试验，确定条件下的尼尔森重选金回收率为22.00%，重选尾矿金品位为2.61 g/t。

消除水泥充填体对浮选影响的试验将从以下2方面入手。①强化硫酸铜对目的矿物的活化，以消除高pH 值带来的目的矿物可浮性变差问题［2］;②选用消泡剂EDA 为矿浆调整剂，以消除浮选泡沫发黏及目的矿物的罩盖问题。

3.1.2.1 CuSO4用量试验

CuSO4用量试验的磨矿细度为－0.074 mm 占65%，丁基黄药+戊基黄药+丁铵黑药用量为40 +160 +40 g/t，松醇油用量为10 g/t，试验结果见图3。

图3 CuSO4 用量试验结果Fig.3 Test results on dosage of CuSO4

从图3 可看出，随着硫酸铜用量的增大，浮选粗精矿金品位上升，金回收率先升后降是由于过量的硫酸铜会大量消耗捕收剂所致［4］。综合考虑，确定硫酸铜用量为150 g/t。

3.1.2.2 EDA 用量试验

EDA 的作用是降低泡沫黏性，过量使用会导致泡沫过“脆”，难以形成稳定的泡沫层，因此，确定EDA 的合适用量非常重要。EDA 用量试验的磨矿细度为－0.074 mm 占65%，硫酸铜用量为150 g/t，丁基黄药+戊基黄药+丁铵黑药用量为40 +160 +40 g/t，松醇油用量为10 g/t，试验结果见图4。

图4 EDA 用量试验结果Fig.4 Test results on dosage of EDA

从图4 可看出，EDA 用量增加，浮选粗精矿金品位上升，金回收率先升后降。综合考虑，确定EDA 用量为100 g/t。

3.2 闭路浮选试验

在浮选条件试验和开路试验基础上进行了闭路浮选试验，试验流程见图5，试验结果见表4。

图5 闭路浮选试验流程Fig.5 Closed-circuit flotation test process

表4 闭路浮选试验结果Table 4 Closed-circuit flotation test results

从表4 可看出，采用图5 所示的流程处理尼尔森重选尾矿，最终获得了金品位为94.92 g/t、作业回收率为92.61%的浮选金精矿。

4 主要措施与生产实践

4.1 主要措施

(2) 尼尔森选矿机工作参数优化。将尼尔森选矿机的排矿时间由改造前的55 min 缩短至45 min、并将流态化水量从40 ～43 m3/h 减少至35 ～38 m3/h。

(3) 优化药剂制度和添加地点。适量添加消泡剂EDA 以降低泡沫黏性; 硫酸铜添加位置从搅拌槽前移至球磨机，以延长活化时间，充分活化目的矿物。

(4) 流程结构优化、完善。在药剂制度调整、优化基础上，减少了1 次精选作业; 由于粗选作业第1浮选槽( 共4 槽) 精矿的金品位较高，满足销售要求，本着“能收早收”的原则，现场直接将该槽精矿作为浮选最终精矿的一部分。该措施可显著减少精选作业矿量、改善精选效果。

4.2 生产指标

改造后的2014 年，现场生产平稳，再未出现浮选“跑槽”现象，2014 年的生产指标见表5。

表5 改造后的生产指标Table 5 The production quota after transformation

从表5 并结合表2 可看出，改造后的尼尔森选矿效果明显改善，尼尔森精矿金回收率提高了4.42 个百分点;金总回收率显著提高了6.47 个百分点。

5 结 语

(1) 河北某地下金矿采出矿石中水泥充填体的混入，使矿石中的自然金及载金矿物黄铁矿等的可浮性下降，浮选泡沫变小变黏，磨矿产品细度虚高，加之尼尔森选矿机工作参数不合理等原因，最终导致选矿厂的尼尔森精矿金回收率仅为17.37%，浮选精矿金回收率仅为67.98%，严重影响了金的回收。

(2) 以试验研究成果为基础，通过对磨矿系统、尼尔森重选系统、浮选药剂制度与加药地点及流程结构的优化，现场生产指标显著改善，最终选矿厂的尼尔森精矿金品位和金回收率达1 656.37g/t、21.79%，浮选精矿金品位和金回收率达107.61 g/t和70.03%，尼尔森精矿金回收率和金总回收率分别提高了4.42 和6.47 个百分点。

［1］ 中国科学院过程工程研究院. 崇礼金矿选矿试验研究报告［R］. 北京:中国科学院过程工程研究院，2013.

Institute of Process Engineering，Chinese Academy of Sciences. Chongli Gold Ore Dressing Experiment Study［R］. Beijing:Institute of Process Engineering，Chinese Academy of Sciences，2013.

［2］ 胡善友，崔曙忠. 某金矿尾矿的浮选工艺试验研究与实践［J］.黄金，2004(12) :42-44.

Hu Shanyou，Cui Shuzhong. Experimental research on recovering gold from the tailing of a gold mine by flotation［J］. Gold，2004(12) :42-44.

［3］ 赵立智，胡树伟，李红欣. 尼尔森选矿机在重选工艺流程中的应用与探讨［J］. 有色矿冶，2013(2) :25-27.

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［4］ 余世磊，王毓华，王进明，等. 新疆某黄铁矿型低品位金矿石浮选试验［J］. 金属矿山，2013(5) :78-81.

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