内蒙古某金矿选矿工艺流程考查及优化

杨振兴 张国刚 杨成森 逄文好 陈玉喜 祝保军

摘要：内蒙古某金矿选矿工艺为尼尔森（摇床）重选+浮选工艺流程，其中重选回收金的效果不理想。为探究其原因及解决方法，对磨矿分级系统、重选系统进行了工艺流程考查。结果表明：球磨机和泵池中存在一定的积金是影响尼尔森重选回收率的主要因素，尼尔森选矿机稳定运行时间短也会影响金的回收效果;磨矿分级系统存在球磨机钢球充填率低及磨矿效率较低等问题;针对流程考查中发现的问题提出了优化建议，为下一步提高重选回收率及改进磨矿分级系统提供了依据。

关键词：金矿;磨矿;分级;重选;尼尔森选矿机;流程考查

中图分类号：TD953文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章編号：1001-1277（2021）02-0076-05doi：10.11792/hj20210216

内蒙古某金矿新建选矿厂处理能力为1 000 t/d，采用重选+浮选工艺。其中，重选工艺采用尼尔森选矿机+摇床，自该工艺实施以来，尼尔森选矿机金累计回收率和可冶炼金（摇床精矿）累计回收率与该金矿另一选矿厂相比低5～10百分点，分别为30.50 %和22.17 %，对选矿厂的经济效益产生了一定的影响。为查找造成这种现象的原因，给生产优化提供可靠的技术依据，解决影响矿山经济效益增长的问题，对其磨矿分级系统、重选系统进行了流程考查，并针对流程考查中发现的问题提出了工艺优化建议。 

1 矿石性质

内蒙古某金矿矿石中金、银品位分别为2.04 g/t、17.08 g/t，硫品位为2.51 %。矿石中金属硫化物主要为黄铁矿，其次为方铅矿、黄铜矿、黝铜矿、闪锌矿，少量斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、辉铋矿、碲铋矿、辉铅铋矿;金属氧化物主要为铁的氧化矿物钛铁矿、褐铁矿、磁铁矿等;金、银矿物有自然金、银金矿、金银矿、碲金银矿、含银黝铜矿、碲银矿、辉银矿、辉铜银矿、自然银等;金属矿物相对含量为7.48 %。脉石矿物以石英、绿泥石为主，其次为长石、云母（绢云母、白云母、黑云母），少量方解石、白云石、重晶石、硅灰石、磷灰石、锆石等。该矿石工艺类型为中等硫化物含金矿石[1-5]。

该矿石中金矿物嵌布状态主要为裂隙金，占47.51 %;其次为粒间金，占31.22 %;包裹金占21.27 %，主要是黄铁矿包裹金，占17.77 %，脉石矿物包裹金较少，占3.50 %。矿石中金矿物嵌布粒度粗、中、细均有分布，主要为中、细粒金，占75.65 %;其次是粗粒金和巨粒金，分别占17.21 %和2.19 %;微粒金较少，占4.95 %。在磨矿细度-0.074 mm占65 %的情况下，单体连生金占76.55 %，硫化物包裹金占18.67 %，脉石矿物包裹金占4.78 %。

原矿化学成分分析结果见表1，矿石矿物组成分析结果见表2，金矿物嵌布状态分析结果见表3，金矿物嵌布粒度分析结果见表4。

2 选矿工艺流程及采样点布置

内蒙古某金矿选矿厂采用一段磨矿分级重选+浮选工艺，选矿工艺流程及采样点布置见图1。洗矿、破碎后的矿石经皮带运送至MQY3245溢流型球磨机，球磨机排矿经过滚筒筛，筛上产品经皮带返回球磨机，筛下产品和洗矿浓密机底流进入重选给矿泵池，矿浆经渣浆泵给入USL2045型直线筛，筛上产品经管路返回球磨机，筛下产品进入KCXD-40（30）型尼尔森选矿机，尼尔森精矿进入GT1000型摇床，产出摇床精矿、摇床中矿、摇床尾矿3个产品，尼尔森尾矿进入泵池，经渣浆泵给入FX350型水力旋流器，水力旋流器沉砂返回球磨机再磨，水力旋流器溢流进入浮选流程[2-3]。

3 流程考查结果与分析

3.1 磨矿作业

磨矿作业数质量矿浆流程见图2，磨矿作业流程考查结果见表5。

从表5可以看出：球磨机钢球充填率为32.23 %，低于35 %，而生产实践表明球磨机适宜的钢球充填率为 35 %～45 %[1]，由此判断选矿厂球磨机存在缺球现象。一般来说，磨矿浓度越高，单位体积矿浆内矿物颗粒越多，矿浆黏度越大，颗粒越容易黏附在磨矿介质上，从而有利于物料的磨碎;但黏稠的矿浆又会对下落的磨矿介质产生较大的缓冲作用，从而削弱了它们对固体颗粒的冲击力。综合上述2个方面的作用，在磨碎过程中，磨矿浓度存在最佳范围。当循环负荷较小时，适当增加磨矿浓度，可以加速已磨碎颗粒从磨机中排出，提高磨机处理能力，降低磨矿能耗。一般而言，溢流型球磨机用于粗磨时磨矿浓度为75 %～83 %，本次流程考查中球磨机磨矿浓度为77.26 %，在较为合适的范围内。但是，生产中可进一步提高磨矿浓度，其原因有2个方面：①虽然本次球磨机循环负荷达到了323.32 %，但这是在球磨机钢球充填率为32.23 %的情况下产生的，球磨机钢球充填率较低，有进一步提高的空间，而在提高球磨机钢球充填率的情况下，循环负荷不会继续增大;②在磨矿浓度较高的情况下，可有效提高颗粒金从球磨机中排出的几率，防止颗粒金过磨和沉积。

球磨机比生产率仅为 0.67 t /（ m3·h），处于较低水平，表明当前球磨机磨矿效率较低，这主要是由当前球磨机钢球充填率不足造成的。

3.2 分级作业

选矿厂水力旋流器返砂比为317.24 %，分级量效率较低，为66.12 %。结合图2分析发现，水力旋流器给矿浓度高达 54.79 %，给矿浓度较高会降低分级效率。但是，分级溢流浓度仅为29.16 %，若进一步降低给矿浓度会导致分级溢流浓度降低，从而对浮选产生一定影响。因此，可考虑在降低分级给矿浓度的情况下，增设浓密机，提高磨矿细度，进而提高整个选别作业的回收率。

选矿厂实测原矿金品位为1.944 g/t，而从尼尔森精矿和入浮原矿反推得到的原矿金品位为1.768 g/t;这说明流程中存在失衡现象，金在生产过程中发生了流失;分析认为，这种失衡主要是因为金在球磨机及球磨机排矿泵池中沉积造成的。球磨机中积金，一方面是由溢流型球磨机结构造成的，溢流型球磨机的排矿形式为中心排矿，出矿点较高，如果球磨机磨矿浓度偏低，金沉积于球磨机底部的概率增大，导致其不易从球磨机中排出;另一方面球磨机排矿泵池无搅拌装置，而球磨机排矿在进入泵池前需要加水稀释，矿浆浓度降低后会加速金的沉降，所以金在泵池中也会产生一定的沉积[4]。 

3.3 尼尔森重选作业

尼尔森重选给矿、尾矿中金矿物嵌布状态考查结果分别见表6、表7。

从表6和表7可以看出，经过尼尔森重选后单体金含量明显减少，但并没有完全消除。同时，流程考查发现，在尼尔森重选给矿中没有发现巨粒金，表明原矿中的颗粒金没有从球磨机排出或排出后在泵池内沉积。从尼尔森重选给矿、尾矿中金嵌布粒度（见表8、表9）可以看出，尼尔森选矿机对中、粗粒金的选别效果好于细、微粒金，说明尼尔森选矿机的作用尚未充分发挥。分析认为，主要是尼尔森选矿机卸矿过于频繁，单次稳定运行时间仅为19 min，时间过短。尼尔森选矿机运行参数见表10，尼尔森选矿机单次运行时间与转子水腔内流态化水压力对照见表11。

为了进一步判断尼尔森选矿机在磨矿回路中对颗粒金的回收效果，对水力旋流器溢流中金矿物嵌布状态进行了考查，见表12。从表12可以看出，水力旋流器溢流中单体金含量不高，说明抛开沉积颗粒金的影响，重选回收率可提高的幅度已非常有限。

通过尼尔森重选回收大颗粒单体金后，再经浮选进一步回收，并未发现大颗粒金流失，流失的金主要为连生金和包裹金（见表13），因此应进一步加强磨矿和调整浮选药剂，从提高解离度和捕收效果2个方面提高浮选工艺金回收率。

3.4 重选—再磨—再重选试验

通过对摇床中矿、尾矿进行工艺矿物学分析发现，产品中均含有一定量的单体解离颗粒金，为此进一步对摇床中矿、尾矿产品分别进行了重选—再磨—再重选试验。试验流程见图3，试验结果见表14。

从表14可以看出，摇床产品经过进一步处理后，金的可冶炼部分回收率得到进一步提高。

4 存在问题及工艺优化建议

1）球磨机比生产率较低，未达到最佳的磨矿效率，建议加强对生产中球磨机钢球充填率检测，优化磨机中钢球配比，提高球磨机磨矿效率。

2）球磨机及球磨机排矿泵池中存在积金现象，这主要是由于现场球磨机为溢流型，其排矿方式为中心排矿，当磨矿浓度不够高时，会产生分级现象，造成大颗粒金难以排出，建议提高磨矿浓度至

80 %～83 %，减少矿石分级现象，或考虑将现有溢流型球磨机改造为格子型球磨机。对于泵池中积金的问题，可采用搅拌槽作为泵池。

3）尼爾森选矿机开停过于频繁，稳定运行时间不足，对单体金的回收产生一定影响，建议将尼尔森选矿机卸矿时间间隔调整为1 h以上。

4）摇床中矿、尾矿中仍然存在一定量的单体金，建议将其再磨后继续进行摇床重选，以提高现场成品金的比例。

5）对于水力旋流器分级效率较低的问题，建议降低分级给矿浓度，增设分级溢流浓密脱水设施，并与提高磨矿效率措施相结合，从而提高磨矿细度，进而提高浮选回收率。 

5 结 论

1）磨矿作业磨矿效率低的主要原因是球磨机钢球充填率不足;影响分级效率的主要原因是分级给矿浓度过高。当前影响重选回收率的主要因素是球磨机及球磨机排矿泵池中积金，而球磨机磨矿浓度较低、球磨机结构形式和泵池无搅拌装置是导致积金的主要原因。此外，尼尔森选矿机稳定运行时间短，对重选回收效果产生一定的影响。

2）水力旋流器溢流及浮选尾矿中金的嵌布状态表明，浮选效果较为理想;从水力旋流器溢流中单体颗粒金含量来看，尼尔森重选回收率继续提高幅度有限。摇床中矿及尾矿产品中有一定量的单体解离颗粒金，对其进行重选—再磨—再重选，可冶炼部分金回收率可进一步提高。

3）针对流程考查中诊断出的问题提出了改进措施建议，为下一步选矿工艺优化提供了技术依据，还可为其他同类型矿山企业的选矿工艺流程考查、生产流程评价提供借鉴经验。

[参 考 文 献]

[1] 贾洪杰，张玉文，杨云成.金陶公司选矿工艺技术改造与生产实践[J].黄金，2004，25（5）：31-33.

[2] 陈小辉，宋洪旺.尼尔森选矿机在某金选厂重选改造中的应用[J].现代矿业，2018（4）：137-141.

[3] 杨思军.尼尔森重选在两段磨矿中的配置研究及实践[J].有色金属（选矿部分），2017（2）：67-71.

[4] 张金钟，姜良友，吴振祥，等.尼尔森选矿机及其应用[J].有色矿山，2003，32（3）：28-31，37.

[5] 武俊杰.陕西省某金矿尼尔森选金试验研究[J].贵金属，2013，34（3）：28-31.