某钾化蚀变岩型低品位金矿选矿试验研究①

杨悦增， 刘 慧， 孙其飞， 王路平， 臧文优， 王文辉， 段明铭

（1.山东招金集团有限公司，山东 招远 265400； 2.山东国环固废创新科技中心有限公司，山东 招远 265400； 3.山东招金科技有限公司，山东 招远 265400）

河北某金矿为钾化蚀变岩型金矿床，以其不含或少含石英脉而区别于“玲珑式”金矿床，以其不含或少含黄铁矿和绢云母等蚀变矿物而区别于“焦家式”金矿床［1-2］。 该金矿出露的浅表矿石风化、氧化程度较高，向下部逐渐为浅氧化矿石，具有埋藏浅、易开采的特点［3］。 国内外多以经济型的炭浆法、堆浸法［4］处理贫硫化物低品位金矿石，当前该地区正在推进绿色矿山、涵养水源建设，湿法冶金方案不作首选。 为了高效开发利用该矿产资源，本文在工艺矿物学分析基础上，结合系统浮选工艺试验［5-9］，以确定该矿石的可选性，探索经济可行的选矿工艺参数。

1 矿石性质及试验方法

1.1 矿石性质

河北某金矿浅表矿样为贫硫化物低品位金矿样，土黄色，风化、氧化程度较高，主要有价金属为金，品位1.08 g／t；其他有价金属元素含量较低，不具工业回收价值；有害元素砷、锑含量少，碳含量0.72%，主要以碳酸盐形式存在。 金矿物主要以自然金、银金矿形式产出，金的成色为802.5‰，多呈粒状、不规则状赋存在主要载金矿物黄铁矿和次要载金矿物石英、长石等脉石矿物中。 原矿化学多元素分析结果见表1，矿物组成见表2，金矿物嵌布状态见表3，金矿物粒度分布特征见表4。

表1 原矿化学多元素分析（质量分数）／%

表2 主要矿物组成（质量分数）／%

表3 金矿物嵌布状态

表4 金矿物的粒级分布特征

1.2 试验方案

矿石性质研究结果表明，该矿样长石含量为67.86%，为钾化蚀变岩型金矿，受风化、氧化作用，部分蚀变矿物泥化现象重，探索适宜的磨矿细度是分选金矿物、提高选矿指标的关键因素。 金矿物以包裹金状态存在的比率为61.56%，粒径集中分布在微细粒级中，表面少见覆膜，适宜采用浮选工艺。 因此确定以浮选工艺为试验方案，探索该矿样金矿物回收情况。

2 选矿试验研究

2.1 磨矿细度试验

适宜的磨矿细度是浮选获得较高技术经济指标的关键因素：粒度太粗，即使矿物已单体解离，因超过气泡的浮载能力，也会影响回收效果；粒度过细，泥化改变矿物表面性质而导致细粒选择性变坏、浮选指标恶化及回收率降低等现象出现。 按图1 所示流程，进行了磨矿细度条件试验，结果见图2。 由图2 可知，磨矿细度-0.074 mm 粒级含量65%时，金综合回收指标较好，继续提高磨矿细度，金回收率小幅提高、粗精矿金品位大幅下降。 选定磨矿细度-0.074 mm 粒级含量65%。

图1 试验流程

图2 磨矿细度对金浮选指标的影响

2.2 硫酸铜用量试验

该矿样部分载金矿物有氧化特征，需使用活化剂。磨矿细度-0.074 mm 粒级占65%，按图1 所示流程进行了活化剂硫酸铜用量探索试验，结果见图3。 由图3可知，添加少量硫酸铜有利于改善矿物可浮性、提高矿粒与气泡的黏附速度。 随着硫酸铜用量增加，浮选泡沫稳定性降低、金回收率小幅下降。 硫酸铜适宜用量为50 g／t。

图3 硫酸铜用量对金浮选指标的影响

2.3 pH 值试验

矿浆pH 值直接影响矿物表面性质和浮选药剂的活度，是影响浮选过程的重要因素。 以硫酸或石灰为调整剂，进行了pH 值探索试验，试验流程见图1，结果见图4。 矿浆pH 值在4.5～9.5 范围内变化时，粗选精矿产率逐步增加，扫选精矿产率出现增加趋势。 从图4可见，随着矿浆pH 值升高，金品位下降，总回收率波动幅度较小，该矿物适宜在弱酸性至中性环境中浮选。 考虑到酸的危害性，选定矿浆自然pH 值，即pH=6.5。

图4 pH 值对金浮选指标的影响

2.4 捕收剂种类及用量试验

捕收剂是一类重要药剂，通过改变矿物表面性质可提高矿物可浮性，为此进行了捕收剂种类试验，试验流程见图1，结果见表5。 由表5 可知，捕收剂异戊基钠黄药对该矿样金回收效果较好。

表5 捕收剂种类对金浮选指标的影响

对捕收剂异戊基钠黄药进行了粗选用量条件试验，试验流程见图1，结果见图5。 由图5 可知，随着异戊基钠黄药用量增加，粗选作业回收率逐步增大，精矿金品位降低，在粗选异戊基钠黄药用量90 g／t 时，整体回收效果较好，确定粗选捕收剂异戊基钠黄药用量为90 g／t。

图5 粗选异戊基钠黄药用量对金浮选指标的影响

2.5 闭路试验

根据条件试验确定的适宜工艺参数及药剂制度进行了闭路试验，试验流程见图6，结果见表6。 经一粗两扫一精浮选，可获得产率2.05%、金品位43.47 g／t、金回收率82.70%的金精矿，尾矿金品位0.19 g／t。

图6 闭路试验流程

表6 闭路试验结果

2.6 尾矿检查

取闭路试验尾矿进行粒级筛析，结果见表7。 由表7 可知，浮选尾矿金主要损失在＋0.10 mm 粒级和-0.038 mm 粒级中，金属损失率分别为32.11%和34.73%。对尾矿进行扫描电镜和光镜观测，可知尾矿中主要矿物为长石、石英等脉石矿物，偶见被脉石包裹的黄铁矿，损失的金矿物主要以脉石包裹的微粒金形态存在，其中长石、石英和锆石包裹金占比97.51%，赤铁矿包裹金占比2.49%，金矿物粒径微细，集中分布在-0.005 mm 粒级，回收成本高、难度大。

表7 尾矿各粒级金属分布情况

3 结 语

1） 河北某金矿为钾化蚀变岩型贫硫化物低品位金矿，主要有价元素为金，含量1.08 g／t，其他有价金属元素含量较低，不具工业回收价值，有害元素含量低。

2） 该金矿石具有较好的可选性，在磨矿细度-0.074 mm 粒级占65%，硫酸铜用量50 g／t、异戊基钠黄药总用量135 g／t、2＃油总用量35 g／t 条件下，采用一次粗选两次扫选一次精选、中矿顺序返回的闭路浮选流程，获得了金精矿金品位43.47 g／t、金回收率82.70%的良好选矿指标。

3） 该金矿长石含量达67.86%，可探索尾矿资源的综合利用，在生产高附加值产品的同时实现尾矿减量化排放，助力企业长远发展。