某复杂金多金属矿石选矿试验研究

王国强 赵志强 罗思岗 胡杨甲 赵杰

摘要：吉尔吉斯斯坦某金多金属矿石中伴生多种有价元素，有用矿物嵌布状态复杂且嵌布粒度细。针对矿石性质，采用铜优先浮选—金钴混合浮选工艺流程，可初步实现该金多金属矿石中有价金属的有效分选。闭路试验可获得Au品位228.00 g/t、Au回收率12.19 %，Ag品位974.00 g/t、Ag回收率37.71 %，Cu品位27.590 %、Cu回收率80.65 %的铜精矿，以及Au品位65.00 g/t、Au回收率57.22 %，Ag品位28.00 g/t、Ag回收率17.86 %，Co品位0.550 0 %、Co回收率53.02 %的金钴精矿。

关键词：多金属矿;金;铜;钴;优先浮选;混合浮选

中图分类号：TD952文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）05-0060-05doi：10.11792/hj20200512

引 言

金不仅具有较强的抗腐蚀性，而且具有良好的物理机械性能和稳定的化学性能，除作为货币外，还被广泛应用于电子和航天等领域[1-2]。金的主要来源为砂金矿、脉金矿及含金的多金属矿，其中脉金矿中金产量占总产量的65 %～75 %[3-5]。伴随着金矿资源的持续开发利用，易处理金矿资源日趋贫乏，共伴生元素多、赋存状态复杂及有害元素含量高的金矿石将成为回收金的重要资源[6-8]。因此，开发合理高效的选别工艺，使复杂难处理金矿石资源化，是矿业工作者目前及未来一段时间内需要攻克的重要难题。

本次研究针对吉尔吉斯斯坦某金多金属矿石中金、银、铜、钴等有价元素嵌布状态复杂、嵌布粒度细及有害元素砷含量高的技术难题，在研究适合于该矿石的磨矿细度及药剂制度的基础上，采用铜优先浮选—金钴混合浮选对其进行处理，为矿石资源的开发利用提供技术依据。

1 矿石性质

1.1 化学成分及矿物组成

吉尔吉斯斯坦某金多金属矿石中主要有价元素金品位为6.40 g/t，伴生有价元素铜、钴、银的品位分别为0.12 %、0.055 %、8.90 g/t，可综合回收。矿石中金矿物主要为自然金，其次为银金矿、金银矿及黑铋金矿;银矿物主要为碲银矿及含银黝铜矿，其次为金银矿、银金矿;铜矿物主要为黄铜矿，其次为斑铜矿及黝铜矿等;金属硫化物主要为毒砂，其次为黄铁矿;金属氧化物主要为褐铁矿、钙臭葱石及金红石;脉石矿物主要为石英、方解石等。矿石化学成分分析结果见表1，矿石主要矿物组成分析结果见表2。

1.2 主要元素物相分析

将原矿磨至粒度全部小于0.074 mm后进行金、铜、钴的物相分析，结果分别见表3、表4、表5。

由表3～5可知：矿石中金主要以裸露金形式存在，分布率为70.00 %，其次以多种矿物包裹金形式存在;铜主要以硫化铜矿物形式存在，其中71.54 %以原生硫化铜形式存在，9.76 %以次生硫化铜形式存在，其次以结合铜形式存在;钴主要以硫化物形式存在，分布率为80.00 %，其次以氧化物形式存在，分布率为20.00 %。

此外，通过显微镜、扫描电镜检测，并结合物相分析结果表明：矿石中铜主要以独立矿物形式存在，主要为黄铜矿，其次为斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、黝铜矿及铜蓝，铜分布率为81.30 %，这部分铜可浮性较好，易于回收。

1.3 主要矿物粒度分布

为充分了解矿石中主要矿物粒度分布，采用线段法在显微镜下测定矿石中黄铜矿等硫化铜矿物集合体，毒砂、黄铁矿等硫-砷化矿物集合体的嵌布粒度，统计结果见表6。

由表6可知：矿石中硫化铜矿物集合体嵌布粒度以细粒为主，有相当部分呈微粒产出;其中，0.010 mm粒级以下产率为4.23 %，0.015 mm粒级以下产率为7.31 %，这部分铜矿物在选矿过程中难以单体解离，是浮选过程中易损失部分。硫-砷化矿物集合体嵌布粒度以中粒为主，其次呈细粒或粗粒产出，少部分呈微粒产出;其中，0.010 mm粒级以下产率为0.37 %，0.015 mm粒级以下产率为3.01 %，这部分硫-砷化矿物在选矿过程中难以单体解离，浮选过程中不易回收。

2 试验方案制定

矿石中矿物种类多且金、银、铜、钴等有价元素嵌布状态复杂。金为矿石中主要回收有价元素，铜、银、钴为主要可伴生回收有價元素。此外，矿石中主要有害元素砷含量高，在试验过程中应关注砷的走向及其对主要产品质量的影响。

工艺矿物学研究结果表明：矿石中铜品位虽较低，但铜主要以硫化铜形式存在，原则上可采用优先选铜的方案进行回收，同时大部分银及少部分金富集进入铜精矿中;矿石中钴主要赋存于毒砂、钴毒砂、斜方砷铁矿、辉砷钴矿等富砷硫化矿物中，同时一部分金以毒砂、斜方砷铁矿等硫-砷化矿物粒间金、裂隙金及包裹金形式产出，大部分钴和部分同硫-砷化矿物关系较为密切的金可一同通过浮选法进行回收，并获得金钴混合精矿。因此，确定初步试验方案为铜优先浮选—金钴混合浮选，在回收金的同时综合回收铜和钴。

3 试验结果与讨论

3.1 磨矿细度

磨矿产品粒度过粗或过细将直接影响浮选工艺指标，因此只有确定合适的磨矿细度，才能确保有价金属的有效回收[9-11]。磨矿细度试验流程见图1，试验结果见图2。

由图2可知：在磨矿细度-0.074 mm占90 %时，金、银、铜、钴等有价元素均可获得相对较高的回收率，因此确定磨矿细度-0.074 mm占90 %为宜。

3.2 铜浮选条件试验

3.2.1 石灰用量

石灰用量试验流程为一次粗选，试验条件为磨矿细度-0.074 mm占90 %，捕收剂Z-200用量24 g/t，起泡剂BK204用量12 g/t，石灰用量分别为0，500，1 000，1 500和2 000 g/t。石灰用量试验结果见图3。

由图3可知：当石灰用量小于1 500 g/t时，铜粗精矿中铜回收率随石灰用量的增加而提高;当石灰用量增加到2 000 g/t时，铜粗精矿中铜回收率下降。综合考虑，确定石灰用量为1 500 g/t。

3.2.2 Z-200用量

Z-200用量试验流程为一次粗选，试验条件为石灰用量1 500 g/t，磨矿细度-0.074 mm占90 %，起泡剂BK204用量12 g/t，捕收剂Z-200用量分别为8 g/t、16 g/t、24 g/t和32 g/t。Z-200用量試验结果见图4。

由图4可知：随着Z-200用量的增加，铜粗精矿中铜、金和砷回收率逐渐提高;当Z-200用量为24 g/t时，铜粗精矿中铜回收率为81.74 %，金回收率为15.28 %，砷回收率为0.96 %;当Z-200用量增加到32 g/t时，铜粗精矿中铜和金回收率不再增加，有害元素砷回收率继续提高。因此，确定Z-200用量为24 g/t。

3.3 金钴混合浮选条件试验

金钴混合浮选条件试验给矿为铜粗选尾矿。

3.3.1 pH调整剂

pH调整剂种类及用量试验流程为一次粗选，试验条件为硫酸铜用量100 g/t，捕收剂丁基黄药用量100 g/t，起泡剂BK204用量40 g/t，pH调整剂分别为碳酸钠1 000 g/t、碳酸钠2 000 g/t、硫酸600 g/t、硫酸1 200 g/t、硫酸1 600 g/t。pH调整剂种类及用量试验结果见图5。

由图5可知：矿浆中加入pH调整剂后，金钴粗精矿中金和钴回收率整体好于不添加pH调整剂。硫酸的浮选效果好于碳酸钠，当硫酸用量为1 200 g/t时，金钴粗精矿中金回收率为64.56 %、钴回收率为54.71 %、砷回收率为82.57 %;继续增加硫酸用量，金和钴回收率开始下降。因此，确定pH调整剂使用硫酸，用量为1 200 g/t。

3.3.2 硫酸铜用量

硫酸铜用量试验流程为一次粗选，试验条件为硫酸用量1 200 g/t，捕收剂丁基黄药用量100 g/t，起泡剂BK204用量60 g/t，硫酸铜用量分别为0，50，100和200 g/t。硫酸铜用量试验结果见图6。

由图6可知：金钴粗精矿中金和钴回收率随硫酸铜用量的增加先提高后降低;当硫酸铜用量为100 g/t 时，金钴粗精矿中金和钴回收率最高，金回收率为65.39 %、钴回收率为53.73 %;继续增加硫酸铜用量，金、钴回收指标开始下降。因此，硫酸铜用量宜选择100 g/t。

3.3.3 捕收剂

捕收剂种类试验流程为一次粗选，试验条件为硫酸用量1 200 g/t，硫酸铜用量100 g/t，起泡剂BK204用量60 g/t，捕收剂用量100 g/t，种类分别为丁基黄药、异戊基黄药、丁铵黑药和Y-89。捕收剂种类试验结果见图7。

由图7可知：使用丁基黄药、异戊基黄药、Y-89等3种黄药作为金钴混合浮选的捕收剂，其获得的金钴粗精矿中金、钴回收率相近，但从成本方面考虑，宜选用价格相对较低的丁基黄药;使用丁铵黑药作为捕收剂可以获得相对较高的金、钴回收率，但金钴粗精矿产率较大。综合考虑，选择丁基黄药和丁铵黑药组合作为金钴混合浮选的捕收剂。后续通过二者的质量比及用量试验，确定丁基黄药与丁铵黑药的质量比为2∶1，合计用量为120 g/t。

3.4 闭路试验

在磨矿细度、药剂种类及用量试验的基础上，进行了闭路试验。试验流程见图8，试验结果见表7。

由表7可知：通过采用铜优先浮选—金钴混合浮选工艺流程，可获得金品位228.00 g/t、金回收率12.19 %， 银品位974.00 g/t、银回收率37.71 %，铜品位27.590 %、铜回收率80.65 %的铜精矿，以及金品位65.00 g/t、金回收率57.22 %，银品位28.00 g/t、银回收率17.86 %，钴品位0.550 0 %、钴回收率53.02 %的金钴精矿。

4 结 论

1）吉尔吉斯斯坦某金多金属矿石中金品位6.40 g/t，银、铜、钴品位分别为8.90 g/t、0.12 %、0.055 %。 金为主要回收元素，铜、银、钴为主要伴生有价元素，可综合回收。其他伴生元素铅、锌含量很低，综合回收价值不大。

2）矿石中金、银、铜、钴等有价元素嵌布状态复杂，且主要以细粒级形式存在。矿石是以金为主，并伴生铜、钴、银的复杂多金属矿石。

3）在研究适合于该矿石磨矿细度及药剂制度的基础上，采用铜优先浮选—金钴混合浮选工艺，获得了金品位228.00 g/t、金回收率12.19 %，银品位974.00 g/t、银回收率37.71 %，铜品位27.590 %、铜回收率80.65 %的铜精矿，以及金品位65.00 g/t、金回收率57.22 %，银品位28.00 g/t、银回收率17.86 %，钴品位0.550 0 %、钴回收率53.02 %的金钴精矿。

4）试验制定的初步浮选方案可富集回收大部分的金、银、铜和钴，后续试验将针对尾矿进行再磨再选、浸出等选冶联合工艺研究，进一步提高金回收率，使该金多金属矿石得到资源化利用。

[参 考 文 献]

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Abstract：A gold polymetallic ore from Kyrgyzstan is with variety of valuable elements and is characterized by complex occurrence status and fine disseminated particle size.According to the ore property，the effective preliminary separation of valuable metals in the gold polymetallic ore can be realized by adopting the process flow of copper flotation-gold cobalt mixed flotation.Closed circuit can obtain the copper concentrate containing 228.00 g/t Au with recovery of 12.19 %，974.00 g/t Ag with recovery of 37.71 %，27.590 % Cu with recovery of 80.65 %，and gold cobalt concentrate containing 65.00 g/t Au with recovery of 57.22 %，28.00 g/t Ag with recovery of 17.86 %，0.550 0 % Co with recovery of 53.02 %.

Keywords：polymetallic ore;gold;copper;cobalt;preferential flotation;mixed flotation