甘肃某难选金铜氧化矿浮选试验研究
Experimental Research on Flotation of a Refractory Gold and Copper Oxide Ore in Gansu
收稿日期: 2020-06-22 修回日期: 2020-08-20 网络出版日期: 2021-03-22
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Received: 2020-06-22 Revised: 2020-08-20 Online: 2021-03-22
作者简介 About authors
李恒(1992-),男,陕西宝鸡人,助理工程师,从事难处理金矿选矿研究工作
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李恒.
LI Heng.
自然界中铜矿物主要以硫化铜、氧化铜以及少量自然铜的形式存在(印万忠等,2013)。硫化铜矿物往往易浮选,相比硫化铜矿,氧化铜矿表面或解理面的表面张力更大,因而能够与水分子产生更为强烈的作用,表现出较强的水化性,可浮性比硫化铜矿差(戴柯进等,2016;李有辉等,2017;孙忠梅等,2019;宁发添等,2018)。一般而言,氧化铜矿物孔雀石、赤铜矿和蓝铜矿可浮性略好,经硫化后使用黄药或脂肪酸类捕收剂就可实现有效分选(孙志健等,2013)。硅孔雀石是一大类产状和组成极不固定的胶体矿物,亲水性极强,捕收剂只能在矿物表面的孔隙形成薄膜,形成不稳定的吸附层,属于极难选氧化铜矿物(崔毅琦等,2016;张凤华等,2014)。
甘肃某难选金铜氧化矿石,铜氧化率高达95.87%,铜矿物以难选的硅孔雀石为主,且与脉石矿物关系密切,金与铜矿物呈伴生关系。为了实现对该金铜氧化矿资源的综合利用,本文对该矿石开展了系统的原矿工艺矿物学研究,制定了符合该矿石性质的浮选工艺流程,为该类矿石的开发利用提供借鉴。
1 原矿性质与试验流程确定
1.1 原矿化学分析
表1 原矿多元素分析结果
Table 1
元素 | 含量/% | 元素 | 含量/% |
---|---|---|---|
Ag* | 12.45 | MgO | 3.14 |
Au* | 4.83 | CaO | 3.74 |
Cu | 1.18 | Al2O3 | 15.31 |
Pb | 0.02 | SiO2 | 63.73 |
Zn | 0.063 | Na2O | 0.14 |
S | 0.032 | K2O | 2.07 |
As | 0.13 | TFe | 1.03 |
Mn | 1.77 |
表2 铜物相分析结果
Table 2
相别 | 含量 | 分布率 |
---|---|---|
合计 | 1.210 | 100.00 |
硫化相中铜 | 0.029 | 2.40 |
氧化相中铜 | 1.160 | 95.87 |
结合相中铜 | 0.025 | 1.73 |
表3 金物相分析结果
Table 3
相别 | 含量/(g·t-1) | 分布率/% |
---|---|---|
合计 | 5.09 | 100.00 |
裸露及半裸露金 | 3.75 | 73.67 |
碳酸盐包裹金 | 0.59 | 11.59 |
硅酸盐包裹金 | 0.18 | 3.54 |
硫化物包裹金 | 0.53 | 10.41 |
赤褐铁包裹金 | 0.05 | 0.79 |
表4 矿物组成及相对含量
Table 4
矿物名称 | 含量 | 矿物名称 | 含量 |
---|---|---|---|
角闪石 | 6.02 | 石英 | 7.55 |
斜长石 | 60.38 | 绿泥石 | 6.93 |
钾长石 | 15.76 | 黑云母 | 3.36 |
(1)原矿多元素分析。由表1可知,原矿中可回收元素为Au和Cu,达到综合回收的元素为Ag。根据国家标准(GB/T 25283-2010)其他元素未达到综合回收标准,故不考虑其回收。
(3)矿物组成及相对含量。由表4可知,非金属矿主要为斜长石、钾长石和石英。易泥化矿物为绿泥石和黑云母。
1.2 原矿中铜、金的赋存状态
经统计,所见自然金中粒间金占21.74%,裂隙金占52.78%;包裹金虽占25.48%,但以细粒包裹为主,易解离回收。金的粒度分布统计结果为中粒金占16.22%,细粒金占57.80%,微细粒金占25.98%。矿石中的铜氧化率较高,主要铜矿物为硅孔雀石,其次为孔雀石,二者的大部分粒度大于74 μm,铜矿物与自然金之间的关系较密切,易于浮选铜矿物的同时回收金。浮选难点在于有部分硅孔雀石与非金属矿物连生,二者容易形成连生体。存在硅孔雀石呈乳滴状、浑圆粒状和不规则状交代包裹于非金属矿物中以及非金属矿物包裹于硅孔雀石的情况。
1.3 试验原则流程的确定
(1)考虑到矿石中粒间金和裂隙金占比较高(占所见自然金的74.52%),探讨采用尼尔森重选工艺能否得到高品位金精矿。试验结果表明:尼尔森重选试验可获得铜品位为6.37%、铜回收率为10.17%,金品位为77.92 g/t、金回收率为28.57%的金铜精矿。金精矿富集比高,但金回收率较低,这也印证了矿石中自然金以细粒金和少量微细粒金为主的结论,不宜采用重选工艺回收金。
(3)金的赋存状态分析以及探索试验结果均反映出金的回收只能采用浮选工艺完成。铜的物相分析结果表明,铜氧化率高达95.87%,铜矿物种类较多,但主要是硅孔雀石和孔雀石,二者与脉石矿物关系密切,部分硅孔雀石与脉石矿物形成的共生关系不易使其充分解离,会造成铜品位低、回收率难以提高的问题,对磨矿细度要求更高。从金的赋存状态来看,金与铜之间的关系较为密切,故采用硫化浮选工艺处理该金铜氧化矿。
2 结果与讨论
2.1 粗选条件试验
图1
图2
(2)调整剂种类试验。在磨矿细度为-74 μm含量占80%、丁基黄药用量为200 g/t,羟肟酸用量为100 g/t和25号黑药用量为32 g/t的条件下,考察了不同调整剂对浮选指标的影响,试验结果如图3所示。
图3
图3
调整剂种类试验结果
Fig. 3
Test results of the regulators type
由图3可知,当Na2S+CuSO4作为组合调整剂时,可获得金品位为25.88 g/t、金回收率为80.92%,铜品位为4.81%、铜回收率为61.02%的金铜粗精矿。相比于其他调整剂,该调整剂组合可获得较高的铜、金回收率,故选用作为组合调整剂。
图4
图4
Na2S用量试验结果
Fig. 4
Test results of Na2S dosage
图5
图5
CuSO4用量试验结果
Fig.5
Test results of CuSO4 dosage
图6
图6
捕收剂种类试验结果
Fig.6
Test results of the collectors type
由图6可知,相比于其他捕收剂种类,选用丁基黄药+25号黑药+羟肟酸(200 g/t +32 g/t +60 g/t)作组合捕收剂可获得较高的浮选指标,因此选用丁基黄药+25号黑药+羟肟酸作为本次试验的捕收剂。
(6)捕收剂用量试验。对所选组合捕收剂进行用量试验,试验结果见图7。
图7
图7
捕收剂用量试验
Fig.7
Test results of the collector dosage
由图7(a)可知,随着丁基黄药用量的增加,金铜粗精矿金、铜回收率有所上升,当丁基黄药用量为100 g/t时,可获得金品位为29.95 g/t、金回收率为82.99%,铜品位为5.89%、铜回收率为63.12%的金铜粗精矿;继续增加丁基黄药用量,金、铜品位均有所下降。因此,选用丁基黄药用量为100 g/t。
由图7(b)可知,随着25号黑药用量的增加,金铜粗精矿金、铜回收率有所上升,当25号黑药用量为48 g/t时,可获得金品位为27.2 g/t、金回收率为83.62%,铜品位为5.30%、铜回收率为64.05%的金铜粗精矿;继续增加25号黑药用量,浮选指标变化较小。因此,选用25号黑药用量为48 g/t。
由图7(c)可知,随着羟肟酸用量的增加,金铜粗精矿金、铜回收率有所上升,当羟肟酸用量为200 g/t时,可获得金品位为22.50 g/t、金回收率为84.16%,铜品位为4.64%、铜回收率为67.46%的金铜粗精矿;继续增加羟肟酸用量,金、铜品位均有所下降。因此,选用羟肟酸用量为200 g/t。
2.2 闭路试验
图8
表5 闭路试验结果
Table 5
产品名称 | 产率/% | 品位 | 回收率/% | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Cu/% | Au/(g·t-1) | Ag | Cu | Au | Ag | ||
金铜精矿 | 5.02 | 16.93 | 85.65 | 216.24 | 71.92 | 89.11 | 87.26 |
尾矿 | 94.98 | 0.35 | 0.55 | 1.67 | 28.08 | 10.89 | 12.74 |
原矿 | 100.00 | 1.18 | 4.82 | 12.44 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
由表5可知,闭路试验可获得金品位86.65 g/t、金回收率为89.11%,铜品位为16.93%、铜回收率为71.92%的金铜精矿,其中银品位为216.24 g/t,银回收率为87.26%。获得的金铜精矿中金、铜含量分别达到精矿产品要求。
2.3 产品考察
表6 尾矿粒度筛选结果
Table 6
粒度/mm | 占有率/% | 铜品位/% | 铜分布率/% |
---|---|---|---|
合计 | 100.0 | 0.35 | 100.0 |
+0.150 | 2.72 | 0.22 | 1.70 |
-0.150+0.075 | 32.59 | 0.29 | 26.99 |
-0.075+0.045 | 22.22 | 0.29 | 18.18 |
-0.045+0.0385 | 5.56 | 0.31 | 4.83 |
-0.0385+0.0308 | 12.39 | 0.31 | 10.80 |
-0.0308 | 24.52 | 0.54 | 37.50 |
表7 尾矿金物相分析结果
Table 7
相别 | 含量/(g·t-1) | 分布率/% |
---|---|---|
合计 | 0.56 | 100.00 |
裸露及半裸露金 | 0.028 | 5.00 |
碳酸盐包裹金 | 0.187 | 33.54 |
硅酸盐包裹金 | 0.240 | 42.84 |
硫化物包裹金 | 0.016 | 2.83 |
赤褐铁包裹金 | 0.089 | 15.79 |
表8 金铜精矿产品质量分析结果
Table 8
元素 | 含量 | 元素 | 含量 |
---|---|---|---|
Au* | 85.65 | S | 0.85 |
Ag* | 216.24 | As | 0.16 |
Cu | 16.93 | Zn | 0.092 |
MgO | 3.07 | Bi+Sb | <0.1 |
Pb | 0.039 |
3 结论
(1)对甘肃某难选金铜氧化矿进行工艺矿物学研究,结果表明:该矿金品位为4.83 g/t,铜品位为1.18%,伴生银品位为12.45 g/t,达到综合回收要求。矿石中粒间金和裂隙金占所见自然金的74.52%,包裹金占25.48%,银主要赋存于自然金中;矿石中主要的铜矿物为硅孔雀石和孔雀石,二者粒度大于74 μm的分别占69.85%和75.64%,铜矿物呈网状和细脉状分布,粒径差别大,少量细粒铜矿物包裹于非金属矿物中。
(2)闭路试验结果表明:在磨矿细度为-74 μm含量占80%,Na2S作硫化剂,CuSO4作活化剂,丁基黄药、羟肟酸及25黑药作捕收剂的条件下,经一次粗选,粗精矿再磨后三次精选,四次扫选,可获得金品位为86.65 g/t、金回收率为89.11%,铜品位为16.93%、铜回收率为71.92%的金铜精矿,其中银品位为216.24 g/t,银回收率为87.26%。
(3)尾矿筛析结果表明,尾矿中损失的铜为细级别铜,结合原矿中铜的赋存状态以及较高的氧化率,在磨矿中很容易形成连生体,贫连体可浮性差,很容易损失在尾矿中,故该部分铜在尾矿中损失为合理损失。尾矿金物相分析结果表明,硅酸盐包裹金和碳酸盐包裹金分布率为76.38%,损失在尾矿中的金主要为包裹于脉石矿物中的金。
http://www.goldsci.ac.cn/article/2021/1005-2518/1005-2518-2021-29-1-164.shtml
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