微细粒浸染型金矿碱性介质浮选法研究.docx

微细粒浸染型金矿碱性介质浮选法研究李廷励 , 李煜茂(广西冶金研究院 , 广西南宁530023)摘 要 : 介绍了微细粒浸染型金矿石浮选富集的一种新方法 以碳酸钠作为 p h 调整剂的碱性介质浮选法 ,并研究了这种方法浮选富集矿石过程中各种因素的影响 。研究表明 , 在弱碱性矿浆中 (p h 值 715815) 能够较好 地实现载金矿物与脉石矿物的浮选分离 。关键词 : 微细粒浸染型金矿 ; 碱性介质 ; 浮选研究中图分类号 : td91文献标识码 : a文章编号 : 1006- 0308 (2004) 05- 0010- 06study on ba sic medium flotation of fine - gra ined gold mine of dissemination structurel i ting - li , l i yu - mao( guangxi metallurgy research institute , nanning , guangxi 530023 , china)abstract : a new process of flotation in alkaline medium using sodium carbonate as p h- conditioning agent for concentration of fine graindisseminated gold ore was introduced. the study on various influential factors in flotation concentration proved that the gold bearing minerals can be well separated with lode ore in mild basic slurry of p h 715815 .key words : micrograined dissemination gold ore ; alkali media ; flolation study集工艺 , 过去通 常 采 用 酸 性 介 质 浮 选 法 , 此 法 的要点是首先采用硫酸调节矿浆 p h 值至 45 , 然后 添加黄药或黑药类 捕 收 剂 收 集 , 此 法 存 在 的 最 大 弊端是硫酸 消 耗 量 大 , 造 成 浮 选 成 本 高 , 设 备 腐 蚀快 , 一般只用 于 处 理 高 品 位 矿 石 。1995 年 , 广 西金牙金矿选矿厂采用碱性介 质 浮 选 法 进 行 生 产调试获得成功 , 此后 该 厂 一 直 沿 用 碱 性 介 质 浮 选 法进行生产 。此 法 要 点 为 : 先 用 碳 酸 钠 调 节 矿 浆 p h 值到 8 左右 (用量约为1 0001 500 g/ t) , 再用 硫酸铜 (用量约为 120 g/ t ) 活化载金矿物 , 最后 用丁基钠黄药和丁 基 铵 黑 药 联 合 捕 收 , 与 酸 性 介质浮选法比较 , 碱性 介 质 浮 选 法 对 矿 石 中 载 金 矿 物的富集效 果 更 好 , 消 耗 药 剂 成 本 更 低 , 设 备 使 用寿命更长 。因 此 , 碱 性 介 质 浮 选 法 是 一 种 富 集 微细粒浸染型金矿的新方法 。1 前言微细粒浸染 型 金 矿 石 ( 卡 林 型 金 矿 ) 中 金 常 以显 微 、超 显 微 颗 粒 ( 其 中 大 部 分 粒 径 都 小 于 5 m) 被分散包裹在毒砂 、黄铁矿等载体矿物内部 (毒砂 、黄铁矿称为载金矿物) 或赋存于毒砂及黄 铁矿等载金矿物的 显 微 裂 隙 中 , 载 金 矿 物 又 以 微 小的颗粒 (粒径一般 015 mm 以下) 弥散嵌镶在主 要由石英 、绢云 母 等 矿 物 组 成 的 暗 色 板 岩 中 , 矿 石中还含有由高岭石和绿泥石 等 矿 物 组 成 的 粘 土 矿物质 , 矿石含 泥 炭 量 高 , 这 是 一 种 高 硅 高 泥 炭 富砷 硫 的 金 矿 石 , 处 理 十 分 困 难 。目 前 , 在 我 国 资金技术 条 件 下 , 可 行 的 处 理 方 法 是 分 步 进 行 , 浮选富 集 氧 化 焙 烧 浸 出 提 金 。其 中 第 一 步即矿石中的毒砂 、黄 铁 矿 等 载 金 矿 物 的 浮 选 富收稿日期 : 2004- 04- 06作者简介 : 李廷励 (1958- ) , 男 , 壮族 , 广西扶绥县人 , 高级工程师 。基金项目 : 广西自然科学基金资助项目 ( 桂科基 009002) 。10李廷励等 微细粒浸染型金矿碱性介质浮选法研究表 2 原矿中金的分布特性分析结果 tab. 2 analysis of characteristic of gold distribution in raw ore 浮选试验 研 究 及 生 产 调 试 结 果 表 明 , 碳 酸 钠是碱法富集微细粒浸染含砷含 硫 金 矿 石 的 关 键 药 剂 , 除碳酸钠外 , 其它碱性 p h 值调整剂尚无改善载金矿物可浮性的作 用 : 用 氢 氧 化 钠 调 浆 时 杂 质 上浮 , 金精矿 品 位 低 ; 用 石 灰 调 浆 时 载 金 矿 物 不浮而起抑制作用 。随着 微 细 粒 浸 染 型 金 矿 开 采 规 模的扩大 , 矿石含金量有逐年下降的趋势 。因此 , 加强碱性介质浮选法 理 论 方 面 的 研 究 , 特 别 是 研究其中碳酸钠的调整 作 用 机 理 问 题 , 对 于 进 一 步 调整和完善这一浮选 方 法 , 开 发 廉 价 的 新 型 浮 选药剂 , 降 低 生 产 成 本 , 开 采 低 含 金 量 矿 石 , 为 这 一浮选方法今后在工业上的推 广 应 用 具 有 实 际 意 义 。含金量( gt - 1 )分配率/ %金的矿物相/012441750111011201115133415185194310621843165100100单体和连生暴露金黄铁矿 、毒砂和斜方砷铁矿中金 石英 、粘土矿物中金碳酸盐中金碳质物吸附金合计表 3 显微可见金的嵌布粒度tab. 3set in of visible gold under microscope2 矿石性质试验研究样品取自金牙金矿选厂原矿堆场 ,粒度/m 55331 1合计镜颗粒数/ 个相对含量/ %141383418834186261123100100下鉴定结果显示 , 金牙金矿石的结构 、构造与物质组成比较复杂 , 矿石工艺类型属难选 、难浸的卡林 型金矿石 , 矿石中主要金属矿物为黄铁矿和毒砂 ,另有少量的斜方砷铁矿 , 脉石矿物主要为石英 、绢 云母 、高岭石和绿泥石 , 有少量的石墨等矿物 , 矿石多元素分析结果见表 1 。粒度均比较细小 , 其中黄铁矿大多呈草莓状 、分散星点状浸染在暗色石英绢云母板岩中 , 粒径一般为0101011 mm , 毒砂晶型普遍较完好 , 常呈菱形薄 板状 、长柱状晶体分散嵌布在细粒石英 、绢云母板 岩中 , 其 晶 粒 长 径 一 般 为 0102 0107 mm , 多 在0104 mm 以下 , 短径多为 0105 0101 mm ; 石英为 主要的脉石矿物 , 在矿石中有两种产状 , 一种为次 生脉状石英 , 其呈粗粒状集合体 , 粒径多为 0110125 mm , 另一种为分散均匀嵌布在暗色板岩绢云 母及粘土矿物中的细粒状石 英 , 粒 径 一 般 为 01010106 mm , 多在 0104 mm 以下 , 与绢云母 、水云 母 、高岭 石 、绿 泥 石 等 粘 土 矿 物 及 碳 质 物 紧 密 嵌 镶 , 其间常嵌布有 01040106 mm 的白云石为主的 碳酸盐 。表 1 原矿多元素分析结果tab. 1 multi - element analysis of raw ore项目au ( g/ t) ag ( g/ t)sio259170fe4126s2154as0198含量/ % 513328项目al2o3含量/ % 12178mgo1194cao4122c1199余量11159矿石中主要回收元素金为 5133 g/ t , 采用显微镜对原矿和金浮选精矿产品观察发现 , 金以自然金 为主 , 暴露自然金几乎呈少于 5 m 的显微包裹体 嵌布在黄铁矿 、毒砂及斜方砷铁矿中 , 极少量赋存于黄铁矿 、毒砂及斜方砷铁矿的显微裂隙中 , 这三种 矿 物 合 计 含 金 量 高 达 90145 % ( 85194 % +4151 %) , 金的这些分布特性有利于金的选矿回收 。 原矿中金的分布特性分析结果见表 2 , 金的嵌布粒 度见表 3 。由表 2 得知 , 黄铁矿 、毒砂和斜方砷铁矿与金的关系十分密切 , 是主要的载金矿物 , 结合表 3 的 分析结果可见 , 载 金 矿 物 中 金 的 赋 存 粒 度 非 常 细微 , 大约 95 %以上的金的嵌布粒度小于 5m 。矿石镜下鉴定结果还表明 , 矿石中载金矿物的3 试样制备药剂及试验方法试样的制备加工程序仿效现厂生产工艺流程进 行 , 经破碎和磨矿后达到 - 200 目粒级含量在 95 % 以上的细度 , 再经反复多次人工掏洗和在显微镜下 进行手工挑拣得到黄铁矿 、毒砂和石英三种单矿物 样品 , 其中黄铁矿的纯度在 95 %以上 , 毒 砂 的 纯 度在 90 %以上 , 石英的纯度在 98 %以上 , 从试样 中分离出上述三种矿物后 , 余下部分作为泥炭质矿 物样品 。试验所用药剂中丁基钠黄药和丁基铵黑药 产自株州选矿药剂厂 , 碳酸钠和硫酸铜为化学纯试112004 年 10 月第 33 卷第 5 期 ( 总第 188 期)云 南 冶 金yunnan metallurgyoct . 2004vol . 33 . no . 5 ( sum 188)剂 , 单矿物试验在体积为 50 ml 的改良型哈里蒙德浮选管内进行 , 每次称取某种单矿物 1 g , 经清洗 液浸泡清除其表面氧化膜等表面物质 , 再用无离子 水冲洗后加入适量的无离子水 , 在室温下进行磁力 搅拌并按调整剂 、活化剂 、捕收剂顺序加药调浆 , 测定其 p h 值 , 随即将矿浆移入单泡管 , 打开磁力搅拌器搅拌管内矿浆至稳定的悬浮状态后便充入氮 气选别 , 充气量为 20 ml/ min , 选别时间为 3 min , 浮选停止后将上 浮 矿 物 和 不 浮 矿 物 分 别 收 集 、烘 干 、称重 、计算上浮矿物的产率 , 作为回收率 。实际矿石浮选试验分别在 110 l 和 015 l xfg 型挂槽浮选机中进行 , 前者进行粗扫选 , 后者进行精 选 , 每次称取 500 g 矿样 , 浮选介质采用无离子水 ,按常规加药顺序加药 , 浮选产品分别烘干 ,送去化验 , 根据化验结果计算回收率 。称重后 ,图 2fig. 2丁基铵黑药用量对矿物可浮性的影响influence of consumption of ammonium butyl aerore2agents on floatability of minerals4 浮选试验结果及讨论411捕收剂对矿物可浮性的影响41111丁基钠黄药和丁基铵黑药用量对矿物可浮 性的影响1 含金黄铁矿 2 含金毒砂 3 泥炭质矿物 4 石英量变化对石英和泥炭质这两种主要脉石矿物的可浮性影响不大 , 但是 , 随着丁基铵黑药用量增多 , 泥 炭质矿物上浮率增大 , 表明丁基铵黑药对泥炭质矿 物有一定的捕收能力 。图 1fig. 1丁基钠黄药用量对矿物可浮性的影响influence of consumption of sodium butyl xan2thogenate on floatability of minerals1 含金黄铁矿 2 含金毒砂 3 泥炭质矿物 4 石英在自然 p h 值和未加其它药剂的条件下 , 丁基钠 黄药和丁基铵黑药用量试验结果分别见图 1 和图 2 。由图 1 和图 2 结果可知 , 未加调整剂和活化剂 时 , 丁基钠黄药和丁基铵黑药对黄铁矿和毒砂这两种主要载金矿物的捕收能力较弱 , 单独使用其中一种时均不足以将载金矿物完全回收 , 丁基钠黄药用12图 3捕收剂混合用药对矿物可浮性的影响( 丁基钠黄药用量 : 40 mg/ l)influence of collecting agent combination on floatabil2ity of mineralsfig. 31 含金黄铁矿 2 含金毒砂 3 泥炭质矿物 4 石英41112捕收剂混合用药对矿物可浮性的影响 在未加其它浮选药剂时 , 丁基钠黄药和丁基铵李廷励等 微细粒浸染型金矿碱性介质浮选法研究黑药混合用药试验结果如图 3 所示 。由图 3 可见 , 在使用了 40 mg/ l 丁基钠黄药的 前提下 , 添加丁基铵黑药可以显著提高主要载金矿 物的回收率 , 比单 独 使 用 其 中 任 何 一 种 时 提 高 了10 %20 % 。另外 , 丁基铵黑药用量大于 20 mg/ l后载金矿物的回收率增加不多 , 说明丁基钠黄药和 丁基铵黑药混用时按 21 的用量比浮选效果较佳 。还有 , 随着丁基铵黑药用量的加大 , 泥炭质矿物的上浮 率 明 显 增 多 。因 此 , 丁 基 铵 黑 药 的 用 量 要 适 当 , 同时添加调整剂 , 才能消除泥炭质矿物上浮所 产生的不利影响 。412 碳酸钠用量 ( p h 值) 对矿物可浮性的影响影响结果见图 5 。碳酸钠用量图 4 。(p h 值)对矿物可浮性的影响见图 5 硫酸铜和碳酸钠对矿物可浮性的联合影响( 碳酸钠 200 mg/ l 、丁基钠黄药 40 mg/ l 、 丁基铵黑药 20 mg/ l)fig. 5 complex influences of cupric sulfate and carbonate on floatability of minerals1 含金黄铁矿 2 含金毒砂 3 泥炭质矿物 4 石英从图 5 看出 , 硫酸铜对载金矿物有明显的活化作用 , 有了硫酸铜的活化 , 载金矿物的回收率比活 化前平均提高 10 %以上 , 但硫酸铜用量不能过大 , 否则载金矿物的回收率反而有所下降 , 其中含金毒 砂的回收率下降幅度更为明显 。此外 , 硫酸铜用量多少对泥炭质矿物和石英等主要脉石矿物的上浮率 影响不大 , 其仍维持在较低的水平上 。综上所 述 , 以 广 西 金 牙 金 矿 为 代 表 的 微 细 粒 浸染型金矿可以采用以碳酸钠 作 为 调 整 剂 的 碱 性 介质浮选法 进 行 富 集 , 以 废 弃 大 量 脉 石 , 提 高 含金量 。414 实际矿石浮选试验为了验证单矿物的浮选结果 , 我们进行了实际 矿石的浮选试验 , 以考察矿物之间相互作用和浮选 药剂条件的可靠性 。由于矿石中载金矿物的嵌布粒度非常细小 , 而 且与石英等脉石矿物共生关系密切 , 能否在磨矿作 业中使载金矿物基本单体解离是浮选成败的关键环 节 , 因此 , 本研究先进行磨矿细度探索试验 , 再进 行浮选药剂工艺条件试验 。41411实际矿石磨矿细度探索试验 试验流程和试验结果见图 6 和图 。13图 4 碳酸钠用量对矿物可浮性的影响( 丁基钠黄药用量 40 mg/ l , 丁基铵黑药用量 20 mg/ l)fig. 4 influence of consumption of sodium carbonate on floatability of minerals1 含金黄铁矿 2 含金毒砂 3 泥炭质矿物 4 石英由图 4 可知 , 在浮选富集微细粒浸染型金矿时使用碳酸钠作为调整剂既可以适当提高载金矿物的 回收率 , 又可以显著地降低石英和泥炭矿物的上浮率 ,用 ,用 ,这一事实表明 , 碳酸钠既有活化载金矿物的作又有抑制或分散石英和泥炭质等脉石矿物的作 但在使用时用量在 100300 mg/ l 范围内效果较好 , 当用量超过 300 mg/ l 后 , 载金矿物的回收率会受到影响 。413硫酸铜和碳酸钠对矿物可浮性的联合影响在碳酸钠存在的条件下 , 添加硫酸铜对矿物的2004 年 10 月第 33 卷第 5 期 ( 总第 188 期)云 南 冶 金yunnan metallurgyoct . 2004vol . 33 . no . 5 ( sum 188)表 4 实际矿石浮选闭路试验结果tab.4experiment results金品位/ ( gt - 1 )产物名称产率/ %金回收率/ %101384216584117金精矿89162019315183尾矿原矿1001005126100100图 6 磨矿细度试验流程fig. 6 flow sheet of experiment of mesh- of grind图 8 实际矿石浮选闭路试验流程flow sheet of close - circuit flotation for actual oresfig. 8图 7 金粗精矿产品指标与磨矿细度的关系fig. 7 relationship between parameters of primary concentrate products and mesh- of - grind1 粗精矿金回收率 2 粗精矿金品位得到明显改善 , 特别是作为主要药剂的碳酸钠要大部分添加球磨机中 , 这样可以促使碳酸钠在第一时 间接触载金矿物和脉石矿物的新生表面 , 充分发挥 其调整作用 , 实践证明这一措施既可以提高精矿金 品位 , 又可以提高金的回收率 。由图 8 和表 4 可见 , 采用碳酸钠作为调整剂 ,硫酸铜作为活化剂 , 丁基钠黄药和丁基铵黑药作为 捕收剂的碱性介质浮选法可以较好地浮选富集微细粒浸染型金矿石中的主要载金矿物 , 在矿石金品位 为 5126 g/ t 时 , 通过一粗三扫二精的流程选别 , 可以获得品位为 42165 g/ t 的金精矿产品 , 金回收率 达到 84117 % 。由图 6 和图 7 可知 , 在流程和药剂条件相对固定的前提下 , 粗精矿中金品位和金回收率均随磨矿 细度的增加而提高 , 考虑到实际生产中各种因素的 制约 , 磨 矿 细 度 选 定 在 - 01074 mm 粒 级 含 量 为95 %为宜 。41412实际矿石浮选闭路试验 实际矿石浮选闭路试验和试验结果如图 8 和表4 所示 。根据金牙金矿浮选厂的生产实践 , 闭路试验流 程结构采用一粗三扫二精比较合理 , 与现厂流程结构相同 , 如扫选过 短 或 精 选 过 长 时 金 回 收 率 均 不 高 , 反之 , 如扫选过长或精选过短则金品位太低 ,富集效果不好 。另一方面 , 分段添加浮选药剂可以延长药剂与载金矿物的相互作用时间 , 使浮选指标145结论1) 碳酸钠是碱性介质浮选法中不可或缺的关 键浮选药剂 , 它的作用有三 : 调 整 矿 浆 p h 值 , 为其它药剂的作用营造合适的环境 活化黄铁矿和 毒砂等载金矿物 , 提高载金矿物的浮选回收率 分李廷励等 微细粒浸染型金矿碱性介质浮选法研究散并抑制泥炭质等脉石矿物 , 阻止这些矿物伴随载集指标 。金矿物上浮 ,的富集比 。从而提高精矿金品位 ,提高载金矿物参考文献 :2) 硫酸铜是黄铁矿 、毒砂等载金矿物有效的活化剂 , 它对石英和泥炭质等脉石矿物则基本无活 化作用 。3) 丁基钠黄药和丁基铵黑药是黄铁矿 、毒砂 等载金矿物的有效 捕 收 剂 , 丁 基 钠 黄 药 捕 收 能 力 较强 , 丁基铵黑 药 捕 收 能 力 较 弱 , 但 它 有 起 泡 性 能 , 同时使用这两种 药 剂 可 以 获 得 较 好 的 浮 选 富1马金环. 含砷 、含碳型金矿提金工艺流程的研究 j .1990 , (4) : 25- 29 .黄金 ,2郭善金 , 邹积贞. 广西金牙金矿难处理金矿石提金工艺研究j . 黄金 , 1993 , (10) : 48- 50 .马金环 , 李玉敏. 含砷 、锑型微细粒金矿石的强化浮选 j .黄金 , 1996 , (1) : 36- 39 .34邵志图 , 等. 微细粒浸染型金矿石提金工艺研究 j .1996 (2) : 42- 45 .黄金 ,j . 有色金属 ( 选矿) , 2002 , (3) : 40- 44 .李景春. 支家地银矿难选银铅锌多金属矿选矿实验研究 j .有色金属 ( 选矿) , 2002 , (2) : 5- 7 .(上接第 9 页)58主要结论1) 虽然氰化法是普遍适用的浸银方法 ,6蒋鹤麟. 含银矿石的处理工艺技术 j .59- 65 .贵金属 , 1992 , ( 1) :但由于氰化物是剧毒物 , 并且对一些难处理矿石的浸出率低 , 已逐渐被许多其它的方法所替代 , 这些方法 能更有效的针对 某 一 种 含 银 矿 石 , 提 高 银 的 浸 出率 , 而且不会面临着环保方面的压力 。2) 其它浸银方法中报道比较多的 , 而