陕西某糜棱岩型贫硫金矿选矿工艺优化设计.pdf

冶金与材料第 43 卷陕西某糜棱岩型贫硫金矿选矿工艺优化设计黄晓毅，罗小新，杨平伟，贺国帅，范予晨（陕西冶金设计研究院有限公司，陕西 西安710018）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 43 卷 第 8 期2023 年 8 月Vol.43 No.8Aug.2023摘要：陕西某金矿属于脉石矿物复杂、含碳量高的糜棱岩型贫硫金矿。主要矿石矿物有自然金、黄铁矿、毒砂和磁黄铁矿，主要脉石矿物为绢云母、石英、碳质、碳酸盐和黑云母。选矿试验研究结果表明，采用浮选工艺、重选工艺及重-浮联合工艺均能实现金回收率 80%的选矿指标。在工艺矿物学研究和选矿试验研究的基础上，结合国内类似矿山生产实践和研究成果，对选矿工艺流程进行了优化设计，采用尼尔森粗选扫选-摇床精矿的短流程重选工艺。优化改造投产后达到了设计指标，金回收率比原工艺提高 10%15%。关键词：金矿；工艺矿物学；选矿试验；选矿工艺设计作者简介：黄晓毅（1984），女，陕西铜川人，主要从事选矿技术研究及选矿工艺设计工作。表 2原矿中金的物相组成相 别含量g/t占有率/%裸露及半裸露中金1.0969.43碳酸盐中金0.1811.46褐铁矿中金0.074.46硫化物中金0.085.09硅酸盐中金0.159.56相 合1.57100.00糜棱岩型金矿床是中国金矿床的重要类型之一，具有侧列式、细粒化、储量大等特点咱1-3暂。如典型的河台（高村）长英质糜棱岩金矿床、老湾斜长角闪质糜棱岩金矿床、排山楼碳酸盐质糜棱岩金矿床等咱4暂。陕西某糜棱岩型贫硫金矿，矿石矿物主要有自然金、黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿；脉石矿物主要为绢云母和石英、交代糜棱岩中的碳质和碳酸盐，以及热变质的黑云母等。该金矿选矿厂建设时采用“水套式选金机粗选溜槽扫选摇床精选”的选矿工艺流程，选别流程冗长，回收率较低。文章综合分析原矿性质及选矿试验数据，优化设计了适宜的选矿工艺，对同类型矿石的选别设计具有借鉴意义。1矿石性质1.1矿石化学成分分析原矿化学多元素分析结果如表 1 所示。矿石中主要可回收有价元素为金、银，其中金品位 1.57g/t，银品位13.90g/t。表 1原矿化学元素组成Au*1.57MgO2.92Ag*13.90K2O3.53Cu0.0059Na2O0.91Pb0.0027TiO20.78Zn0.011Al2O316.95S1.03SiO257.44As0.012CaO2.78TFe7.42C0.79化学组成含量/%化学组成含量/%*注：金、银的单位均为g/t。*注：金、银的单位均为g/t。1.2矿石中金的物相分析原矿中金的物相分析结果如表 2 所示。矿石中金主要是以裸露及半褐露状态存在，占有率为 69.43%。硫化物中金含量较低，占有率仅为 5.09%。1.3矿物组成分析通过矿石标本观察，光片、薄片及人工重砂鉴定，电子探针等分析测试方法，对原矿中各类矿物组成及特性进行了分析研究。结果表明矿石中矿物组成比较简单，其中含金矿物主要是银金矿、自然金，并有少量赋存于黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿中；脉石矿物主要为白云母、石英以及交代糜棱岩中的碳质和碳酸盐以及热变质的黑云母等。矿石中主要矿物及相对含量如表 3 所示。表 3原矿主要矿物组成（wt%）黄铁矿2.5白云母36.3钛铁矿2.1黑云母15.2银金矿微碳酸盐7.6黄铜矿微碳质2.9毒砂微石榴石1.7磁黄铁矿2.3石英29.4矿物名称含 量矿物名称含 量该金矿的矿石类型为糜棱岩型贫硫化物金矿石，其容矿岩石类型比较简单，主要容矿岩石类型为绢云母糜棱片岩，所有容矿岩石均经历了比较强烈的热变质，形成以黑云母角岩为主的结构类型，角岩化、碳酸盐化是和金矿形成有关的主要成矿蚀变。矿石中的金属硫化物全部形成于成矿之前，全部沿糜棱面解理排列，大部分金属硫化物被拉长成条带状，部分金属硫化物在成矿过程中或成矿后有过活化，形成以充填成矿后裂隙的构造特征。根据电子探针测试结果表明，银金矿中金含量在 78%80%，银的含量在20%22%，多成独立的矿物出现。166第 8 期表 6重-浮联合工艺试验结果产物名称重砂金精矿合计尾矿原矿产率%0.181.90/97.92100.00金品位g/t345.2034.52/0.251.53金回收率%40.9642.9983.9516.05100.002选矿试验结果与讨论金矿选别方法主要有浮选法、重选法、浸出法以及联合流程咱5暂。随着环保要求的逐年提高，重选法在金矿选别中得到了广泛应用。越来越多的黄金选厂将单一浮选法或氰化法生产工艺，改造为重选-浮选联合工艺或重选-浸出联合流程。例如河南金源矿业咱6暂及湖南黄金洞矿业咱7暂等采用重-浮联合流程金总回收率均达到93%以上；甘肃两当金矿咱7暂及陕西四方金矿咱8暂在采用重选-浸出联合流程，在磨矿回路中增加尼尔森重选设备，提前回收粗粒金，降低浸出作业粗粒金含量均取得了较好的生产指标。针对本矿石特性进行了选别试验研究，工艺流程包括单一浮选流程、尼尔森重选流程以及重-浮联合流程。2.1单一浮选流程在磨矿细度-0.074mm 占 70%、石灰作为调整剂、丁黄药作为捕收剂、2 号油作为起泡剂的条件下，采用单一浮选流程，经一次粗选，一次扫选，二次精选可获得金精矿品位 63.90g/t，回收率 80.19%。浮选试验结果见表 4 所示。表 4单一浮选工艺闭路试验结果产物名称金精矿尾矿原矿产率%1.9298.08100.00金品位g/t63.900.311.53金回收率%80.1919.81100.002.2尼尔森重选流程在磨矿细度-0.074mm 占 70%的条件下，采用尼尔森重选工艺，可获得重砂金品位 364.62g/t，回收率83.41%。重选试验结果见表 5 所示。表 5 尼尔森重选工艺试验结果产品名称重砂尾矿原矿产率%0.3599.65100.00金品位g/t364.620.251.53金回收率%83.4116.59100.002.3重-浮联合流程在磨矿细度为-0.074mm 占 70%的条件下，采用重-浮联合流程，可获得重砂金品位 345.20g/t；重选尾矿经一次粗选，一次扫选，二次精选可获得浮选金精矿品位 34.52g/t，综合回收率可达到 83.95%。重-浮联合流程试验结果见表 6 所示。综合以上单一浮选流程、尼尔森重选流程与重-浮联合流程的试验结果可知，该矿石采用单一浮选流程、尼尔森重选流程与重-浮联合流程均能达到 80%以上金回收率指标。其中重-浮联合流程可获得金回收率最高，达到 83.95%，但工艺流程较长；单一浮选流程的尾矿金品位相对较高，对浮选尾矿取样分析发现尾矿中仍存在未回收的粗粒金；采用尼尔森重选流程可获得金回收率 83.41%的选别指标，该工艺流程较短且不添加选矿药剂，是比较理想的选别流程。3选矿工艺优化设计该选厂原采用全重选由一级水套式选金机粗选、粗选尾矿浓缩后进入螺旋溜槽扫选、螺旋溜槽扫选精矿进入二级水套选金机精选，螺旋溜槽尾矿进入固定溜槽二次扫选，固定溜槽尾矿作为最终尾矿排入尾矿库。固定溜槽扫选精矿、一级水套选金机和二级水套选金机的精矿合并后进入摇床精选，摇床精矿和尾矿均作为不同等级的金精矿销售。该选别工艺流程复杂冗长，泵池较多，能耗较高，投产后总回收率仅为 70%左右，低于周边同类矿山平均水平。根据工艺矿物学研究和选矿试验结果，并考虑到该金矿处于环境敏感地区，因而采用选别过程不添加任何选矿药剂的尼尔森纯重选工艺。尼尔森选矿机是一种高效的离心重选设备咱9-10暂，具有清洁无污染、电耗小节能、富集比大、单台设备处理量大，易于操作管理等优点，且由于设备占地面积小，可置于磨矿分级回路内部，特别适合于现场改造项目。此次现场工艺改造，采用两台尼尔森替换原来的多台水套式选金机、螺旋溜槽及固定溜槽等设备；原有摇床设备保留，用来精选尼尔森精矿。改造后工艺流程见图 1。（1）通过设置隔粗筛，控制合适的尼尔森粗选给料粒度。改造后减少了粗粒金在磨矿回路内部的沉积问题，实现能收早收，提高选别效率。（2）通过在直线振动筛下漏斗设溢流管，保证尼尔森精矿排矿时，给矿矿浆可以接至直线振动筛给矿泵池，防止尼尔森设备上部冒浆，减少矿浆损失。（3）通过在水力旋流器的溢流矿浆设置尼尔森扫选，充分回收金金属，进一步提高金的回收率。（4）通过保留摇床对尼尔森粗选及扫选的精矿进一步精选，摇床精矿作为最终的高品位精矿可直接进入冶炼工艺，摇床中矿、尾矿作为低品位精矿储存待黄晓毅等：陕西某糜棱岩型贫硫金矿选矿工艺优化设计167冶金与材料第 43 卷售，实现精矿产品分级分质利用。此次优化改造的工艺流程显著简化，设备数量大大减少。通过在球磨机磨矿回路内和水力旋流器溢流两处，配置尼尔森选矿机实现糜棱岩型贫硫化物金矿的纯重选回收，使得金精矿回收率达到 80%以上。消除了由于添加药剂导致的环境问题，并克服了采用螺旋溜槽或跳汰机重选存在的金精矿品位低、富集比低、回收率低、工艺流程复杂的问题。经现场改造完成后半年的生产数据表明，采用尼尔森全重选工艺后，金总回收率稳定在 80%85%，每年可多产出金金属量 35kg，每年多增加上千万元收益，获得了良好的社会效益与经济效益。4结语（1）陕西某金矿属于脉石矿物复杂、含碳量高的糜棱岩型贫硫金矿。矿石中主要可回收有价元素为金、银，其中金品位 1.57g/t，银品位 13.90g/t。矿石矿物主要有自然金、黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿；脉石矿物主要为绢云母、石英、交代糜棱岩中的碳质和碳酸盐以及热变质的黑云母等。（2）选矿试验结果表明，采用浮选工艺、重选工艺及重-浮联合工艺均能实现金回收率 80%的选矿指标。结合现场情况经综合对比最终选择尼尔森全重选工艺，该工艺流程较短且不添加选矿药剂，实验室可获得金回收率 83.41%的选别指标。（3）在工艺矿物学及选矿试验的基础上进行了工艺优化设计，采用尼尔森粗选扫选-摇床精矿的短流程重选工艺。该选别工艺简洁高效、环保节能，现场改造完成后半年的生产数据表明，采用新工艺后金回收率比原工艺提高 10%15%，增加经济效益逾千万元。参考文献1 师爽，焦骞骞，龚朝阳，等.粤西河台金矿田糜棱岩XRD特征及其地质意义 J.地质论评，2021，67（6）：1751-1762.2 倪曦，白海铃.中国金矿资源特征及成矿规律概要 J.世界有色金属，2021，（19）：60-61.3 韩珂，杨兴科，张健，等.陕南汉阴黄龙金矿脆韧性剪切带特征及其对成矿的控制作用 J.黄金科学技术，2017，25（5）：18-29.4 庞庆邦.糜棱岩型金矿床地质特征 J.贵金属地质，1999，（1）：21-25.5 黄业豪，孙景敏，张雨田，等.KC-MD3型尼尔森选矿机在某金矿磨矿回路中的试验研究J.矿冶工程，2019，39（3）：55-58.6 张明炜，谭璐，黄业豪.某金矿尼尔森重选试验研究 J.金属矿山，2022，（9）：94-99.7 黄志，邹尚，王帅，等.浅谈尼尔森选矿机在黄金洞矿业的研究与应用 J.山东工业技术，2017，（4）：57-58.8 李显辉，田晟，曹锋，等.尼尔森选矿设备在四方金矿的改造实践 J.矿山机械，2016，44（6）：52-55.9 林钢.尼尔森选矿机在黄金等贵金属选矿厂的应用 J.南方金属，2016，（1）：40-41.10 黄宇林.应用尼尔森重选优化河南某氧化型金矿选别指标J.金属矿山，2020，（3）：120-125.图 1优化设计后的选矿工艺流程磨矿原矿隔粗尼尔森粗选尼尔森扫选水力旋流器分级底流摇床精选高品位金精矿低品位金精矿尾矿168