朱文超

（南方石墨研究院（湖南）有限公司，湖南 郴州 423000）

難處理、難選冶的金礦主要分為高碳金礦［1］、微細(xì)粒浸染金礦［2］、復(fù)雜多金屬硫化礦型金礦［3］三大類，如何高效、環(huán)保、低成本地開發(fā)利用這三種類型的金礦是世界黃金生產(chǎn)企業(yè)共同面對的難題［4］。貴州某金礦礦區(qū)產(chǎn)出的金礦礦石兼具了高碳、微細(xì)粒浸染兩類共性難題，對其選冶工藝流程的確定提出了更高的要求，由于該礦區(qū)礦石中的含金組分嵌布粒度微細(xì)，主要呈次顯微及晶格金形態(tài)被黃鐵礦、含砷黃鐵礦等硫化物包裹［5］，采用常規(guī)磨礦工藝將其解離釋放出來難度大，磨礦工段次數(shù)多，磨礦能耗高，且由于大量炭質(zhì)物及黏土礦物的存在，使得使用氰化物或氰化物替代浸金藥劑進(jìn)行直接浸出時(shí)，氰金絡(luò)合物被劫金物吸附，降低了含金組分進(jìn)入溶液的能力［6］，所以直接采用氰化堆浸法處理該高碳微細(xì)粒金礦存在著處理成本高、浸出率低等問題。為了解決以上問題，試驗(yàn)擬結(jié)合該高碳微細(xì)粒金礦中金的賦存狀態(tài)及共生礦物的特征，提出了階段磨礦—階段浮選—浮選尾礦單獨(dú)浸出處理的工藝流程，合理地解決了上述問題，降低了該難處理金礦的處理成本，為后續(xù)現(xiàn)場開展技術(shù)改造提供了技術(shù)支撐。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及主要礦物組成

對貴州某礦區(qū)產(chǎn)出代表性的高碳微細(xì)粒金礦礦石樣品進(jìn)行了多元素分析，分析結(jié)果見表1。

表1 化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

由表1可看出，礦區(qū)產(chǎn)出的含金礦石中達(dá)到工業(yè)回收標(biāo)準(zhǔn)的元素為Au、Ag、S，含量分別為5.43 g／t、3.7 g／t、8.54%。礦石中的主要礦物為石英、長石等硅酸鹽、硅鋁酸鹽礦物，金屬礦物主要為黃鐵礦和含砷黃鐵礦，同時(shí)可見部分石墨等炭質(zhì)物礦物，脈石礦物中還含有少量的白云石、綠泥石、高嶺土等。礦石中主要礦物組成種類及相對含量結(jié)果見2。

表2 礦石中主要礦物組成及相對含量%

1.2 金物相分析及載金礦物賦存狀態(tài)

對原礦礦石樣品進(jìn)行金物相分析，可得金在礦石中的賦存狀態(tài)，物相分析結(jié)果見表3。

表3 礦樣金物相分析結(jié)果

由表3結(jié)果可知，礦石中金主要賦存在硫化物（黃鐵礦和毒砂）中，約占總分布率的73.30%，鐵氧化物中金約為23.02%，自然金和硅酸鹽中各占1.84%。其中物相中毒砂中金大部分為含As的黃鐵礦中金。在運(yùn)用掃描電鏡和MLA系統(tǒng)掃描砂光片中，未發(fā)現(xiàn)有獨(dú)立的金礦物或含金礦物，對金屬礦物進(jìn)行面掃和MLA分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)Au元素主要賦存在黃鐵礦、砷黃鐵礦（含砷黃鐵礦）和氧化的黃鐵礦中，還有極少數(shù)的Au則賦存在赤鐵礦中，具體的定量關(guān)系見表4。

表4 Au元素在含金礦物中的賦存定量關(guān)系

由表4可看出，礦石中金賦存在黃鐵礦和砷黃鐵礦中的比例為73.66%，與物相結(jié)果吻合。所以該礦區(qū)中的金組分主要以微細(xì)粒次顯微態(tài)及晶格態(tài)包裹于部分黃鐵礦及砷黃鐵礦之中。

2 試驗(yàn)研究及結(jié)果討論

由礦石性質(zhì)分析結(jié)果可知，礦石中的金主要以次顯微態(tài)及晶格態(tài)賦存于部分黃鐵礦及含砷黃鐵礦之中，而黃鐵礦和含砷黃鐵礦均屬細(xì)粒嵌布，大多數(shù)黃鐵礦呈他形不規(guī)則狀，集合體呈浸染狀產(chǎn)出，少部分黃鐵礦呈自形-半自形晶產(chǎn)出，同時(shí)含有一定含量的微細(xì)粒石墨，石墨多呈獨(dú)立顆粒存在，在脈石中產(chǎn)出的顆粒約占75%，與黃鐵礦緊密伴生或包裹有細(xì)粒黃鐵礦的石墨約占25%，這些石墨礦物中不含金，但作為“劫金”礦物，會極大地干擾氰化浸金的進(jìn)程，所以在考慮金回收工藝時(shí)盡可能考慮將該部分石墨脫除，避免干擾下一步的氰化浸出，而對于部分含金黃鐵礦和含砷黃鐵礦可采用浮選法將金硫富集，得到一個(gè)或多個(gè)金硫精礦產(chǎn)品進(jìn)行外售，通過盡可能提高金硫精礦的金、硫品位達(dá)到提高該礦產(chǎn)出價(jià)值的目的［7］。

2.1 脫碳對比試驗(yàn)

由表1可知，原礦有機(jī)碳為1.36%，該部分有機(jī)碳如進(jìn)入浸出工藝中，不利于氰金絡(luò)合物進(jìn)入浸出液中，所以擬采用浮選脫碳的方式將其預(yù)先脫除，而浮選脫除方式包括只浮選炭質(zhì)物得到一個(gè)炭質(zhì)物雜質(zhì)及硫浮選過程將炭質(zhì)物同步富集于金硫精礦之中兩種方式，脫碳對比試驗(yàn)流程如圖1所示，所得結(jié)果見表5。由表5結(jié)果可看出，使用MIBC作為石墨等炭質(zhì)物的捕收劑進(jìn)行預(yù)先脫碳浮選，脫除的K1含Au品位為10.60 g／t，如直接將K1拋除，K1中Au金屬損失率較大，這是由于含金黃鐵礦具有無捕收劑疏水性，即使不加入硫化礦捕收劑亦可疏水上浮，所以K1中Au亦有一定的富集，如采用硫浮選過程中炭質(zhì)物同步浮選方法（圖1b），K1中Au品位較高，所以采用硫浮選過程中同步脫碳的工藝。

表5 脫碳對比試驗(yàn)結(jié)果

圖1 脫碳對比試驗(yàn)流程

2.2 金硫浮選

2.2.1 一段磨礦—浮選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

一段磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，從試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，金的回收率逐漸增加，但隨著磨礦細(xì)度增加到一定程度，尾礦品位反而增加，粗K中Au回收率開始降低，即在過磨條件下，礦石中的次生泥質(zhì)和炭質(zhì)物會干擾含Au硫化物的浮選，因此，磨礦細(xì)度選取-0.074 mm占86.90%為宜。2.2.2 捕收劑條件試驗(yàn)

圖2 一段磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)流程

圖3 一段磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

在一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm占86.90%的條件下進(jìn)行了捕收劑種類條件試驗(yàn)，原礦經(jīng)磨礦后加入用量為1 000 g／t的碳酸鈉為礦漿調(diào)整劑，500 g／t的硫酸銅為黃鐵礦及含砷黃鐵礦的活化劑，以捕收劑種類為變量，通過一次粗選得到金粗精礦，在相同的藥劑制度和浮選時(shí)間下對比不同種類的捕收劑對貴州某高碳微細(xì)粒金礦中含金礦物的捕收效果，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 捕收劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果

由表6結(jié)果可看出，對于含金黃鐵礦和含砷黃鐵礦，單獨(dú)使用長鏈黃藥如丁黃藥、戊黃藥、Y-89選擇性較好［8］，但捕收性能較差，而使用戊黃藥＋Y-89在用量120 g／t＋80 g／t條件下，可大幅度提高捕收劑對該高碳微細(xì)粒金礦礦石中含金組分的捕收能力，所以使用戊黃藥＋Y-89為載金礦物的捕收劑。

2.2.3 一段磨礦—浮選閉路試驗(yàn)及尾礦產(chǎn)品檢測

在一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm占86.90%的條件下進(jìn)行了金硫浮選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖4所示，結(jié)果見表7。

由表7結(jié)果可看出，在一段磨礦—浮選條件下采用一粗三精兩掃的選礦工藝處理金礦礦石，產(chǎn)出浮選精礦產(chǎn)品含Au 33.16 g／t，Au回收率73.78%，浮選尾礦含Au 1.62 g／t。

表7 一段磨礦—浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

2.2.4 二段磨礦—浮選再磨細(xì)度條件試驗(yàn)

通過對圖4流程中產(chǎn)出的尾礦進(jìn)行鏡下檢測可知，尾礦中的金主要賦存于少量未解離的黃鐵礦和含砷黃鐵礦之中，且這些硫化物單體解離度較低，主要以與石英等脈石礦物毗連連生或包裹態(tài)連生形態(tài)存在，為了進(jìn)一步回收圖4尾礦中的金，需對尾礦進(jìn)行細(xì)磨再磨處理。尾礦再磨試驗(yàn)流程如圖5，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。由圖6結(jié)果可看出，尾礦再磨擬確定為-0.036 mm占91.09%。

圖5 二段再磨細(xì)度條件試驗(yàn)流程

圖6 二段再磨細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

2.3 全流程閉路試驗(yàn)及指標(biāo)

根據(jù)已有的條件試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了階段磨礦—階段浮選的全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖7所示，所得指標(biāo)見表8。

圖7 全流程閉路試驗(yàn)流程圖

由表8結(jié)果可看出，采用推薦的磨礦—浮選工藝處理該高碳微細(xì)粒金礦，可產(chǎn)出精礦1、精礦2兩個(gè)含Au金礦產(chǎn)品，總精礦含Au 28.49 g／t，總精礦中Au回收率為80.52%，浮選精礦可直接外售，總浮選尾礦含Au1.25 g／t，可采用常規(guī)的氰化堆浸工藝對尾礦中的Au加以回收，同時(shí)對浮選尾礦進(jìn)行分析，尾礦含有機(jī)碳0.12%，原礦礦石中大部分的有機(jī)碳富集于浮選精礦中，為后續(xù)的氰化浸金準(zhǔn)備了條件。

表8 全流程閉路試驗(yàn)指標(biāo)

3 結(jié) 論

1.貴州省某礦區(qū)產(chǎn)出的高碳微細(xì)粒金礦原礦礦石含Au 5.43 g／t，礦石中金主要賦存在硫化物（黃鐵礦和毒砂）中，約占總分布率的73.30%，其中物相中毒砂中金大部分為含As的黃鐵礦中，硫化物中的金基本為次顯微金及包裹態(tài)的晶格金，含金組分嵌布粒度極為微細(xì)，同時(shí)原礦含有一定含量的有機(jī)碳，不利于直接氰化浸出。

2.采用兩段磨礦—兩端浮選工藝處理該原礦含金礦石，礦石中的石墨、炭質(zhì)物等不利于氰化浸出的“劫金”物質(zhì)富集于浮選金硫精礦中，推薦浮選工藝產(chǎn)出的總精礦含Au 28.49 g／t，總精礦中Au回收率為80.52%，與金物相中硫化物中金分布率接近。

3.推薦處理工藝得到的浮選尾礦含Au 1.25 g／t，浮選尾礦中的Au主要賦存于鐵氧化物之中，可采用常規(guī)的氰化堆浸工藝進(jìn)行處理。