胶东某金矿选矿工艺流程改造的实验研究

杨晓峰，石宝宝，李景波，刘瑶瑶，毕真胜

(1.黑龙江科技大学 矿业工程学院， 哈尔滨 150022； 2.山东黄金金创集团有限公司， 山东 蓬莱， 265600)

0 引 言

山东是金矿资源大省，储量超百吨的特大型矿山主要位于胶东地区[1]。胶东已经成为世界第三大金矿区，保有资源储量满足静态开采52 a，其中特大型金矿床主要有莱州三山岛北部海域金矿(储量470.0 t)、西岭金矿(储量382.6 t)、纱岭金矿(储量309.9 t)、腾家金矿(储量206.0 t)、招远市水旺庄金矿(储量170.5 t)、莱州市新立村金矿(储量141.8 t )[2-5]。

胶东某金矿选厂现采用全浮选工艺处理含Au 2.80 g/t矿石。在对金精矿进行工艺矿物学研究时发现，金主要以明金、硫化矿、石英包裹体形式存在，其中明金颗粒较小，硫化矿单体粒度较大。为降低企业生产成本，获得高品位精矿，需对原有流程进行改造。

1 矿石的化学成分

1.1 原矿多元素分析

胶东地区某地金矿属石英脉型金矿，矿石组成相对简单，金主要以自然金及黄铁矿包裹体形式存在，金属硫化物主要是黄铁矿，脉石矿物以石英为主。原矿多元素分析结果见表1。从表1可以看出，矿石可回收利用的元素为Au，其它元素无回收价值。

表1 原矿多元素分析结果

1.2 原矿金、铁物相分析

原矿金物相分析结果见表2，铁物相分析结果见表3。从表2可以看出，矿石中的金主要以硫化物、氧化物包裹金、自然金存在。表3列出了铁的物相分析结果，矿石中的铁以多种形式存在，主要为硫化铁、赤铁矿、褐铁矿、碳酸铁等。

表2 原矿金物相分析结果

表3 原矿铁物相分析结果

2 选矿厂现有工艺流程

选矿厂现有工艺流程见图1。将原矿磨至-0.074 mm占75%左右，经过一次粗选、两次精选、三次扫选后(扫选Ⅰ、扫选Ⅱ药剂量依次减半，扫选Ⅲ不加药)，得到浮选精矿含Au 48.40 g/t,回收率90.03%。

图1 选矿厂现有工艺流程Fig. 1 Current flow of concentrator

3 流程改进实验

企业在生产中发现金精矿中含有细粒明金，为得到高品质金精矿，降低后续冶炼成本，需要对现有流程进行改造。

3.1 主要金属矿物粒度分析

对原矿中主要金属矿物进行粒度分析，目的是探索重选工艺的可行性，分析结果如表4所示。从表4可以看出，矿石中黄铁矿、方铅矿等硫化矿粒度较粗，对重选回收有利。表5为光片中明金粒度分析结果，从表5可以看出，金赋存在硫化矿、石英间隙以及黄铁矿的包裹体中，且呈细粒分布。

从粒度分析结果可以初步判定，重选可以作为该矿石的选别工艺，主要回收呈黄铁矿包裹体形态的细粒金矿，但颗粒间的细粒金矿仍需采用浮选工艺回收。因此，流程改造应以“重选+浮选”联合工艺为主要研究方向。

表4 主要金属矿物粒度分析结果

表5 光片中明金粒度分析结果

3.2 重选工艺流程实验

由原矿多元素分析结果可知，该矿石中主要脉石矿物为石英等硅酸盐矿物，与自然金、金属硫化矿密度差异较大，且硫化矿单体粒度较粗，可考虑用重选工艺回收。实验考查了矿砂摇床、螺旋溜槽、悬震锥面选矿机、尼尔森离心机4种类型重选设备对磨矿细度为-0.074 mm占50%金矿石的预富集效果，实验结果见表6。

表6 重选设备实验结果

从实验结果中可以看出，4种重选设备中尼尔森离心机选别指标最好。这是因为离心选矿机是一种基于离心力场、借助高速旋转离心作用产生高倍“强化重力”的特性, 在高倍的强化离心力场内, 不同密度矿物所受的重力差被放大, 从而实现矿物颗粒按密度分选[6]。此外，根据光片鉴定结果得出，矿石中明金粒度细，离心机对细粒金回收效果要优于其它重选设备，这是回收率高的主要原因。

根据企业需求进一步提高重选精矿品位，对离心机粗选精矿进行精选，由于离心机精选富集效果不佳，因此精选设备采用矿泥摇床，实验流程见图2，实验结果见表7。由表7可知，原矿经过离心机粗选和两段摇床精选后，重选精矿含Au 294.87 g/t，回收率44.82%，取得了预期效果。

表7 重选实验结果

图2 重选实验流程Fig. 2 Flowchart of gravity separation

为考查重选中矿处理方法，将中矿Ⅰ、中矿Ⅱ合并进行粒度分析，分析结果见表8。从表8中可以看出，合并后的重选中矿中，金主要分布在小于0.28 mm粒级中，且中矿产率仅占总量的1.77%，因此建议重选中矿与摇床尾矿合并进入后续浮选工艺。

此外，在实际生产流程改进中，重选精矿再次进行人工淘洗，可获得含金15%～20%的“毛金”，淘洗尾矿含金较高，进行单独处理，上述工艺在此不进行赘述。

表8 重选中矿粒度分析结果

4 改进流程

由于浮选给矿品位降低，为降低企业流程改进成本，仅将原有浮选工艺“一粗二精三扫”改为“一粗三精二扫”。 最终建议流程见图3，实验结果见表9。

图3 改进流程Fig. 3 Improement of process flow

表9 改进流程实验结果

从表9中可以看出，最终建议流程获得重选精矿、浮选精矿中含Au分别为294.87、32.88 g/t，总回收率为90.12 %。

5 结 论

(1)原矿含Au 2.50 g/t，工艺矿物学鉴定结果显示，矿石中主要的载金矿物粒度较粗，可通过重选工艺进行回收，但部分明金及载金矿物粒度较细，因此，建议流程改造选用“重选+浮选”联合工艺。

(2)通过重选对比实验发现，尼尔森离心机作为重选的粗选作业效果最好，主要是因为离心机选矿对细粒金矿回收效果优于其它设备。

(3)对离心机粗选产品进行2次摇床精选，可获得含Au 294.87 g/t的重选精矿。流程改造后，再对该产品进行人工淘洗可获得含Au15%～20%的“毛金”。

(4)对离心机尾矿进行浮选实验，由于浮选给矿品位降低，采用“一粗三精二扫”后可获得含Au 32.88 g/t，回收率45.30%的浮选精矿。

(5)经过流程改造后的“重选+浮选”联合工艺总回收率达到90.12 %，与原工艺指标相近，经过生产实践后指标稳定，取得了预期效果。