某高硫含砷碳低品位難處理金礦選礦試驗研究

杜淑華 潘邦龍 夏 亮 朱國慶

（1.安徽省地質(zhì)實驗研究所，安徽合肥230001；2.安徽建筑大學環(huán)境與能源工程學院，安徽合肥230601）

隨著易處理金礦不斷枯竭，難處理金礦將成為今后黃金開發(fā)的主要資源。據(jù)統(tǒng)計，世界上約2/3的金礦資源屬于難處理礦［1］。目前我國已探明的黃金儲量中，有30%的資源為難處理金礦［2］，難處理金礦石主要包括微細粒嵌布金礦石、含碳金礦石、含砷硫化金礦石和含金多金屬硫化礦石等［3］，其中高硫含砷含碳金礦處理難度最大，但是這部分金礦已成為今后黃金利用的重要資源，因此，對此類型難處理金礦石的研究具有非常重要的意義［4］。

安徽某金礦石中含金1.68 g/t、含碳0.4%、含砷0.43%，含硫3.2%，金以顯微或次顯微形式浸染于毒砂、黃鐵礦、褐鐵礦中，具有金含量低，載金礦物粒度細、砷和碳含量高等特點，嚴重影響金的浮選指標，屬于典型的難選金礦。本研究進行了單一浮選、全泥氰化、重選方案提金探索，最終采用浮選—精礦焙燒氰化浸出—尾礦焙燒氰化浸出方案，焙燒后硫、碳和砷脫除率均較高，可為其他同類型金礦選礦回收提供借鑒。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石物質(zhì)組成

礦石中主要的金屬礦物有黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦，極少量的閃鋅礦、黃銅礦、自然金等；脈石礦物主要有石英、絹云母、石墨、方解石和硬石膏等。黃鐵礦是礦石中的主要金屬礦物，少量呈分散浸染狀于礦石中，礦物粒徑0.01～0.5 mm；毒砂粒徑一般為0.02～0.04 mm，多為自形—半自形狀，環(huán)繞和交代黃鐵礦；金主要以包裹體形式存在于毒砂、黃鐵礦和褐鐵礦中，嵌布粒度微細，由于礦石有少部分氧化為褐鐵礦，但其中的金不流失，因此在選金時，需同時考慮毒砂、黃鐵礦和褐鐵礦的回收，才能得到較高的金回收率。

1.2 礦石主要化學成分分析

礦石主要化學成分分析結(jié)果見表1。

注：帶“*”單位為g/t，下同。

由表1可知，礦石中有益元素Au、Ag含量分別為1.68 g/t、1.69 g/t，礦石中有害元素碳、砷、硫含量分別為0.40%、0.43%、3.20%，因此，該礦石屬于高硫含砷含碳雙重難處理金礦石。

1.3 礦石粒度篩析

將礦石破碎到-1 mm，稱取300 g破碎原礦，用套篩在RK/ZS-?200標準振篩機上振蕩60 min，考察金在各個粒級中的分布，結(jié)果見表2。

由表2可知，-0.074+0.045 mm粒級金品位1.95 g/t，分布率為15.71%，-0.045 mm粒級金品位最高2.72 g/t，說明粒度越細金品位越高，金呈細粒嵌布在礦石中。

2 試驗流程方案的探索

2.1 浮選試驗

根據(jù)礦石性質(zhì)可知，金主要以顯微次顯微形式浸染于毒砂、黃鐵礦和褐鐵礦中，嵌布粒度微細，因此試驗通過浮選將金最大限度地富集到毒砂和黃鐵礦硫化物精礦中，由于礦樣含碳0.4%，浮選進行了脫碳和不脫碳流程，試驗流程如圖1、圖2所示，試驗指標見表3。

由表3可知，脫碳流程碳精礦含金6.28 g/t，金精礦含金6.57 g/t，累計金回收率66.12%，說明細粒金和碳嵌布關(guān)系密切，脫碳會影響金的回收率；不脫碳流程金精礦金品位9.43 g/t、金回收率52.77%，且混合浮選流程相對簡單，因此，試驗采用不脫碳流程回收金。

2.2 全泥氰化試驗

試驗將礦石磨至-0.074 mm占95%，石灰調(diào)漿pH=11，氰化鉀用量4 kg/t，液固比2∶1，浸出時間24 h，進行全泥氰化試驗，最終金浸出率僅為5%。浸出率低的原因是礦石中的金被黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦包裹，硫、砷礦物在堿性礦漿中分解生成的產(chǎn)物在金粒表面生成薄膜，阻礙金和氰化物的相互作用，褐鐵礦也會消耗氰化物，含碳基質(zhì)又吸附金的絡合物，具有劫金作用，導致部分金氰絡合物沉淀在濾渣中，不能進入溶液中得到回收，降低金的回收率［5］。

2.3 重選試驗

試驗采用重選法即根據(jù)金與脈石礦物的密度差異回收金，在磨礦細度-0.074 mm占56%的條件下，經(jīng)“1粗2精”得到金精礦金品位為8.24 g/t、金回收率為7.59%，尾礦中金品位1.43 g/t，金回收率58.42%，金損失較嚴重，重選流程回收金指標較差。

通過以上3種方案探索試驗，最終選擇浮選流程，考慮到礦樣含碳吸附藥劑，因此浮選過程中需要加大捕收劑用量以提高金的回收率。

3 選礦試驗研究與討論

為獲得最佳的浮選條件，按圖3所示流程進行條件試驗。

3.1 磨礦細度試驗

適宜的磨礦細度是提高礦物選別指標的關(guān)鍵因素，磨礦細度太粗，會影響金的回收率，如果磨礦細度太細，磨礦成本較高，還可能會造成過磨而影響金的回收。磨礦細度試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見表4。

由表4可知，隨著磨礦細度的增加，金精礦的產(chǎn)率逐漸增加，金品位逐漸降低而金回收率逐漸增加，當磨礦細度-0.074 mm占95%時，金的回收率較高，達到67.33%。因此，確定最佳磨礦細度為-0.074 mm占95%。

3.2 調(diào)整劑種類試驗

因為金主要賦存于黃鐵礦和毒砂中，以浮選硫化礦為目的回收金，碳酸鈉不僅可以調(diào)節(jié)礦漿的pH值，同時對硫化礦物浮選起到一定的活化作用，并具有分散礦泥作用［6］。因此礦漿pH值調(diào)整劑選擇石灰、碳酸鈉和氫氧化鈉，調(diào)節(jié)礦漿pH=8，考察調(diào)整劑種類對浮選指標的影響，固定磨礦細度為-0.074 mm占95%，試驗結(jié)果見表5。

由表5可知，碳酸鈉調(diào)漿浮選指標較好，金精礦品位達到6.90 g/t，金回收率為67.13%。從浮選現(xiàn)象看，石灰調(diào)漿時礦漿礦化較好，泡沫豐富，金精礦產(chǎn)率較大，但金品位下降明顯，泡沫豐富不利于后續(xù)精選作業(yè)，因此試驗最終選擇碳酸鈉作為礦漿pH值調(diào)整劑。

3.3 水玻璃用量試驗

水玻璃能強烈抑制硅酸鹽脈石，同時對細泥有抗絮分散作用。當水玻璃用量適當時，可以將分散的細泥選擇性吸附，使細泥表面親水化而被抑制，降低礦漿的黏性，減少細泥對礦物表面的污染，改善浮選過程，提高浮選指標。水玻璃用量試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果見表6。

由表6可知，隨著水玻璃用量的增加，金精礦產(chǎn)率逐漸降低，品位逐漸升高，當水玻璃用量為1 000 g/t時，金回收率較高，為68.64%；繼續(xù)增加水玻璃用量，金回收率呈現(xiàn)降低趨勢，因此試驗選擇水玻璃用量為1 000 g/t。

3.4 活化劑種類試驗

因黃鐵礦與毒砂是主要載金礦物，提高載金礦物可浮性是提高金精礦中金品位及回收率的關(guān)鍵。已有研究表明CuSO4是黃鐵礦和毒砂的有效活化劑［7］，選擇的活化劑種類有 CuSO4、CuSO4+H2SO4、草酸、H2SO4、CuSO4+草酸，試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果見表7。

由表7可知，活化劑CuSO4+H2SO4混合使用時金回收率最高，達到71.94%，為盡可能地回收載金礦物，選擇活化劑CuSO4+H2SO4混合使用，用量為500+1 000 g/t。

3.5 捕收劑用量試驗

試驗選擇對金具有較強捕收能力的捕收劑丁基黃藥，由于礦石含碳，在浮選過程中碳會消耗藥劑，因此試驗加大了捕收劑用量，捕收劑用量試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果見表8。

由表8可知，隨著捕收劑用量增加，金精礦產(chǎn)率增加，金品位逐漸降低，金回收率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。在捕收劑用量為800 g/t時，金精礦中金的回收率達到最佳值76.27%，因此試驗選擇丁基黃藥用量為800 g/t。

3.6 閉路流程試驗

綜合開路試驗和條件試驗，選取試驗確定的最佳條件，進行閉路流程試驗。閉路流程如圖4所示，試驗結(jié)果見表9。

由表9可知，經(jīng)“1粗2精2掃”，最終獲得金精礦含金15.04 g/t、金回收率77.13%，含硫29.50%、硫回收率79.87%，含砷3.36%、砷回收率62.48%，含碳0.75%、碳回收率15.33%，金、砷、硫、碳都相應地富集到硫化物精礦中。

3.7 焙燒—浸出試驗

對硫、砷含量較高的浮選金精礦來說，焙燒是廣泛應用的預處理方法。通過焙燒，可使硫、砷礦物解離，且呈低價氧化物揮發(fā)脫除，使包裹金充分表露，便于氰化浸取。試驗將浮選金精礦、浮選尾礦、原礦在馬弗爐內(nèi)焙燒，焙燒溫度650℃，焙燒時間4 h，金精礦焙燒后燒失量25.91%、尾礦焙燒后燒失量3.63%、原礦焙燒后燒失量5.69%。

將三種焙砂分別進行氰化浸出試驗，浸出濃度為20%，pH值為11，氰根離子初始濃度為0.8‰，氰化浸出時間為24 h。焙砂浸出后過濾烘干制樣進行化學分析，最終得到精礦渣、尾礦渣、原礦渣的金品位分別為 5.44 g/t、0.22 g/t、0.85 g/t，焙燒—浸出試驗具體結(jié)果見表10。

綜合以上結(jié)果可知，經(jīng)浮選—精礦焙燒—氰化浸出，焙砂金浸出率75.55%、金對原礦回收率77.13%×75.55%=58.27%，尾礦焙燒氰化浸出后，金對原礦回收率22.87%×54.17%=12.39%，最終對原礦金總回收率58.27%+12.39%=70.66%，此工藝可有效提取金。

4 結(jié) 論

（1）本次試驗樣品為典型的高硫含碳含砷低品位雙重難處理金礦，樣品含金1.68 g/t，含碳0.40%、砷0.43%、硫3.20%，有害元素砷、碳含量較高，對金的浮選和浸出均有不利影響。

（2）試驗采用“1粗2精2掃”流程對含金黃鐵礦和毒砂進行回收，獲得金精礦含金15.04 g/t、金回收率77.13%的指標。

（3）浮選精礦中含砷、碳、硫都比較高，焙燒可以消除有害元素對氰化的影響。試驗將金精礦、尾礦焙燒后提金，得到金總回收率70.66%的指標，此方法可以有效回收金。