某蚀变岩型金矿石阶段磨选试验研究及生产实践

刘 江

(山金设计咨询有限公司)

某金矿石为低硫、金粗细不均匀嵌布蚀变岩型金矿石，其传统处理工艺为全泥氰化炭浸工艺。目前，全泥氰化炭浸工艺已不符合国内绿色矿山建设的要求，主要表现在：①全泥氰化炭浸工艺不环保，已不是选矿厂设计的首选工艺；②氰化物剧毒，尾渣处理成本较高；③尾矿库库底要做防渗处理，投资较大；④尾渣不能直接用作采矿充填材料，难以实现无尾矿山目标。因此，亟需找到适宜处理该类矿石的绿色选别工艺。本文对该矿石进行了阶段磨选(重选)试验研究[1]，结果表明阶段磨选(重选)尾矿金品位同全泥氰化炭浸浸渣金品位相当，使阶段磨选(重选)绿色工艺取代全泥氰化炭浸工艺成为现实。据此设计的两段磨矿+三段尼尔森重选+重尾溜槽扫选+终尾磁选绿色选别工艺应用效果较好[2-7]，经济效益和环保效益显著，值得推广应用。

1 矿石性质

1.1 化学成分及矿物组成

某金矿石中金属矿物主要为磁铁矿、赤铁矿，少量钛铁矿、褐铁矿、黄铁矿、硫化铜矿物；脉石矿物主要为碳酸盐矿物、石英、绿泥石；金矿物主要为自然金。金载体矿物为石英、褐铁矿、黄铁矿、碳酸盐矿物。矿石中金品位4.99 g/t、硫品位0.16 %。矿石为低硫、金粗细不均匀嵌布蚀变岩型金矿石。矿石化学成分分析结果见表1。

表1 矿石化学成分分析结果

1.2 金矿物嵌布特征

矿石中金以粗粒、细粒嵌布为主。其中，粗粒金(+74 μm)分布率为62.88 %，中粒金(-74～+38 μm)

分布率为10.85 %，细粒金(-38～+10 μm)分布率为17.54 %，微粒金(-10 μm)分布率为8.73 %。金矿物嵌布形态主要为粒状，其次为针线状、叶片状和麦粒状。金矿物嵌布粒度分析结果见表2，金矿物嵌布形态分析结果见表3，金矿物嵌布特征见图1。

表2 金矿物嵌布粒度分析结果

表3 金矿物嵌布形态分析结果

图1 金矿物嵌布特征

1.3 矿石特点

1)矿石为低硫、金粗细不均匀嵌布蚀变岩型金矿石。金的载体矿物为石英、褐铁矿、碳酸盐矿物、黄铁矿等。该矿石的传统处理工艺为全泥氰化炭浸工艺。

2)金主要以粗粒级(+74 μm)和细粒级(-38～+10 μm)2个粒级嵌布，分布率分别为62.88 %和17.54 %。

2 阶段磨选试验结果与讨论

根据矿石性质，进行了阶段磨选探索试验。

2.1 磨矿细度

阶段磨选磨矿细度试验流程见图2，试验结果见表4。

图2 阶段磨选磨矿细度试验流程

由表4可知：当磨矿细度-0.074 mm占75 %时，阶段磨选尾矿金品位降至0.21 g/t，金精矿、中矿累积金品位为81.43 g/t，金总回收率95.80 %；当磨矿细度-0.074 mm 占85 %时，尾矿金品位降至0.20 g/t，金精矿、中矿累积金品位为69.37 g/t，金总回收率为96.12 %。综合考虑，阶段磨选终结节点磨矿细度选择-0.074 mm占75 %。

表4 阶段磨选磨矿细度试验结果

2.2 阶段磨选综合条件试验

阶段磨选综合条件试验流程见图3，试验结果见表5。

图3 阶段磨选综合条件试验流程

由表5可知：原矿金品位4.99 g/t，通过阶段磨选(重选)，尾矿金品位降至0.21 g/t，金精矿金品位13 995.22 g/t、中矿金品位18.90 g/t，金总回收率96.06 %。选金尾矿磁选，在原矿铁品位为8.48 %的情况下，获得的铁精矿铁品位70.48 %，铁回收率25.04 %，尾矿铁品位5.42 %。

表5 阶段磨选综合条件试验结果

2.3 全泥氰化炭浸

全泥氰化炭浸试验流程见图4，试验结果见表6。

图4 全泥氰化炭浸试验流程

由表6可知：当磨矿细度-0.074 mm占90 %时，浸渣金品位0.19 g/t，金浸出率96.19 %。

表6 全泥氰化炭浸试验结果

2.4 阶段磨选优势分析

1)对低硫、金粗细不均匀嵌布蚀变岩型金矿石，通过采用阶段磨选法进行选别，在原矿金品位为4.99 g/t时，金精矿(冶炼)金品位13 995.22 g/t、中矿(外售)金品位为18.90 g/t，尾矿金品位为0.21 g/t，金总回收率为96.06 %。对该矿石采用全泥氰化炭浸，浸渣金品位为0.19 g/t。阶段磨选(重选)尾矿金品位同全泥氰化炭浸浸渣金品位相当。本次试验突破传统试验方法，实现了阶段磨选(重选)绿色工艺取代传统全泥氰化炭浸工艺。

2)阶段磨选能够适应金矿石的嵌布特性，及时阶段回收单体解离的矿物，避免一段直磨选别造成已单体解离矿物过磨，进而造成金属矿物损失和单体解离金在一段直磨矿过程中的“镶嵌”损失，实现早收、多收，提高金回收率。这也正是阶段磨选(重选)工艺可取代传统全泥氰化炭浸工艺的主要原因。

3 生产实践

3.1 工艺流程及生产指标

选矿厂设计规模300 t/d，阶段磨选最终磨矿细度-0.074 mm占75 %。选矿厂设计工艺流程见图5，生产指标[8]见表7。

表7 选矿厂生产指标

3.2 工艺设计特点

1)设计两段连续闭路磨矿。当处理量为300 t/d，磨矿细度-0.074 mm占75 %时，进行一段闭路磨矿、两段连续闭路磨矿方案比较。

(1)一段闭路磨矿。选用1台MQYZ2150溢流型球磨机，功率245 kW，排料细度-0.074 mm占42 %±；分级选用1组4-φ250-B高效旋流器，旋流器分级溢流细度-0.074 mm占75 %。当磨矿细度-0.074 mm占75 %时，选择一段闭路磨矿较为常见，因为一段闭路磨矿流程简单，装机功率稍低。但是，一段闭路磨矿为选别作业仅提供2个磨矿细度节点。

(2)两段连续闭路磨矿。其中，一段磨矿选用1台MQGZ2122 格子型球磨机，功率155 kW；分级选用1台FG1.5螺旋分级机；一段球磨机排料细度-0.074 mm 占25 %。二段磨矿选用1台MQYZ1836溢流型球磨机，功率125 kW；分级选用1组4-φ250-B高效旋流器；二段磨矿球磨机排料细度-0.074 mm占55 %，二段磨矿旋流器分级溢流细度-0.074 mm占75 %。尽管两段连续闭路磨矿较复杂，装机功率较高。但是，两段连续闭路磨矿为选别作业提供3个磨矿细度节点。

通过对比上述2种方案，选择两段连续闭路磨矿方案。该方案可为选别作业提供3个磨矿细度节点，分别为一段磨矿球磨机排料(磨矿细度节点-0.074 mm占25 %)、二段磨矿球磨机排料(磨矿细度节点-0.074 mm 占55 %)、二段磨矿旋流器分级溢流(磨矿细度节点-0.074 mm占75 %)，为实现阶段选别创造了条件。

2)选择短型球磨机。两段连续闭路磨矿中一段球磨机选择格子型球磨机，其长径比一般取1.00～1.05；二段球磨机选择溢流型球磨机，其长径比一般取1.5～2.0。

3)采用四段重选选别工艺。设计一段球磨机排料、二段球磨机排料、二段分级溢流进行尼尔森三段重选，三段尼尔森尾矿进行四段溜槽重选扫选。一段球磨机排料尼尔森重选主要回收粗粒金，二段球磨机排料尼尔森重选主要回收细粒金，二段分级溢流尼尔森重选回收微粒金。三段尼尔森尾矿四段溜槽重选扫选主要回收金贫连生体。

4)设计采用“两段磨矿+三段尼尔森重选+重尾溜槽扫选+终尾磁选”绿色选别工艺取代传统的全泥氰化炭浸工艺。选矿厂生产指标：原矿金品位4.36 g/t，金精矿金品位11 118.47 g/t,中矿金品位26.97 g/t，尾矿金品位0.22 g/t，金总回收率95.21 %，指标较好。

4 结 论

1)某低硫、金粗细不均匀嵌布蚀变岩型金矿石中金以粗粒、细粒嵌布为主，对其采用阶段磨选法处理，可克服常规磨矿方法因直磨而造成的过磨和泥化现象，能及时阶段回收已单体解离的金矿物，避免一段直磨造成已单体解离金矿物过磨而损失，以及单体解离金在一段直磨过程中的“镶嵌”损失，从而实现早收、多收，进而提高金回收率。

2)对该矿石采用“两段磨矿+三段尼尔森重选+重尾溜槽扫选+终尾磁选”选别工艺处理，实现了阶段磨选(重选)绿色工艺取代传统全泥氰化炭浸工艺。生产指标：原矿金品位4.36 g/t，金精矿(冶炼)金品位11 118.47 g/t,中矿(外售)金品位26.97 g/t，尾矿金品位0.22 g/t，金总回收率95.21 %。

3)阶段磨选(重磁浮)在黄金、有色金属及黑色金属等矿山矿石选矿试验研究、选矿厂设计及改造时值得推广应用，对易于泥化的钽、铌、锡等矿石更是如此。