金礦浮選尾礦分選富集性能試驗*

劉培坤 姜蘭越 楊興華 張悅刊

(1.國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室;2.山東省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室;3.山東科技大學機械電子工程學院)

中國是黃金生產大國，而黃金尾礦是金礦石提取生產過程中必然會產生的固體廢棄物。目前，國內金礦浮選尾礦的品位為0.2～0.5 g/t，且金屬量大多分布于－0.074 mm細顆粒中，有一定的回收價值，但經過浮選后微細顆粒含量高，分選有較大的難度［1］。針對上述難題，邵偉華等［2］采用浮選方法對金尾礦進一步回收，雖然金回收率高，但藥劑耗量大，成本高。董兵［3］采用螺旋溜槽粗選和搖床精選的辦法回收金，但回收率低。張友軒等［4］采用攪拌、堆浸氰化法從低品位含金尾礦中回收金，速度慢且氰化物毒性較強。

為此，針對金礦浮選尾礦中金品位低、粒度細、分選富集難的問題，提出了一種集回轉流-斜面流膜對金礦浮選尾礦進行分選富集的工藝方法。采用短錐旋流器對尾礦進行濃縮脫泥(拋除－10 μm顆粒)，然后采用懸振錐面選礦機的斜面流進行分選富集。為了研究回轉流－斜面流膜分選富集法的效果，對某礦業有限公司所提供的金礦浮選尾礦進行了不同結構參數和操作參數條件下的脫泥分選試驗。

1 旋流富集工藝技術原理

1.1 短錐旋流器脫泥粗選原理

旋流器是利用離心力場加速礦漿中顆粒沉降和強化分離過程的有效分離設備。短錐旋流器與常規旋流器相比，其錐體短，錐角大，細粒礦物在錐體內易形成高密度的懸浮層。由于懸浮層的形成，顆粒的運動主要受密度的影響，分選按密度規律進行。在分選錐上部形成的懸浮床層類似于重介質，只有密度較高的顆粒才能穿過床層到達分選錐表面，實現按密度的分選。因此在旋流分離過程中，粗顆粒和一部分細粒級的含金礦物將會進入沉砂產物，低品位微細級礦泥進入溢流，從而實現金尾礦的粗選［5-6］。

1.2 懸振錐面選礦機原理

懸振錐面選礦機是依據拜格諾剪切松散理論和流膜選礦原理研制開發出的一種微細粒新型重選設備［7］。當攪拌均勻的礦漿從分選錐面中心的給礦器進入盤面初選區時，礦漿流即成扇形鋪展開向周邊流動，在其流動過程中流膜由厚逐漸變薄，流速也隨之逐漸降低。礦粒群在自身重力和旋回振動產生的剪切斥力的作用下在盤面上適度的松散、分層。圓錐盤的轉動將不同密度的礦物依次帶進尾礦槽、中礦槽和精礦槽，從而實現金的有效富集。

2 試驗物料及試驗裝置

2.1 試驗物料

試驗礦樣取自山東某黃金礦山的浮選尾礦，其金品位為0.13 g/t，礦樣具有代表性。經激光粒度儀BT-9300S檢測，其粒度分布結果見表1。

由表1可知，浮選尾礦細粒級顆粒所占比重大，－15 μm 粒級含量為37.14%，－38 μm 粒級含量為55.61%，－100 μm粒級含量為78%，有利于高密度懸浮層的形成。通過查閱相關資料可知，－38 μm粒級主要是細粒級脈石，金品位較低，因此先采用旋流器拋除－38 μm粒級，有利于進一步精選。

表1 浮選尾礦粒度組成結果

2.2 試驗裝置

浮選尾礦脫泥系統如圖1所示，所用試驗裝置主要由攪拌槽、渣漿泵、流量控制閥、壓力表及水力旋流器組成。礦漿在攪拌桶內攪拌均勻后，由渣漿泵提供動力送入旋流器進行分離。在水力旋流器入口處設有采樣支管，以便進行采樣分析。其中短錐旋流器的結構參數見表2。試驗所用懸振錐面選礦機為LXZ-1200A試驗室型，其結構見圖2。

圖1 金尾礦脫泥系統

表2 短錐旋流器結構參數

圖2 懸振錐面選礦機結構示意

試驗流程如圖3所示，金礦浮選尾礦首先給入φ150 mm短錐旋流器，經旋流器脫泥粗選后，拋除細粒級低品位的溢流，而底流得到高濃度、粗粒級的尾礦。同時由于旋流器底流濃度過高，粒度較粗，必須經過磨礦、調濃后才能滿足懸振錐面選礦機的入選要求。磨礦后的旋流器底流經懸振錐面選礦機的分選富集作用，分別得到精礦、中礦和尾礦。

圖3 金尾礦旋流富集試驗流程

3 試驗結果分析

3.1 短錐旋流器粗選結果分析

為測定短錐旋流器的脫泥粗選效果，配制質量濃度為20.81%的物料，在旋流器給料壓力為0.09 MPa的條件下，分別進行排口比(ds/do)為0.30、0.35、0.40的試驗研究。并采用烘干沉重法得到各樣品的濃度，采用BT-9300S激光粒度儀對各樣品進行粒度分析，并檢測金品位，試驗結果見表3、表4。

表3 短錐旋流器脫泥試驗結果

由表 3可知，隨排口比增大，溢流濃度從19.30%減小到14.04%，底流濃度變化不大，底流產率從9.94%增大到38.64%;在排口比為0.30時，底流金品位為0.210 g/t，金回收率為16.19%，當排口比增大到0.40時，底流金品位為0.150 g/t，金回收率提高到44.05%;因此，增大排口比，能提高底流產率和金的回收率，但在錐段形成的懸浮層平均密度減小，一部分粒度粗、比重小的顆粒也進入底流，造成了整體品位的降低。

由表4可知，與進料相比，底流中－15 μm粒級含量從 37.14% 減少到 3.92% ～4.70%，－38 μm粒級含量從55.61%減少到6.33% ～7.62%;短錐旋流器實現了脫除－38 μm細粒級礦泥的目的，效果明顯;此外，隨排口比增大，分離粒度d50減小，溢流和底流粒度都變細，－38 μm粒級的分級效率從23.64%提高到 57.93%。

3.2 懸振錐面選礦機精選結果分析

取排口比為0.40工況下的旋流器底流，進行磨礦處理，使粗粒級中的連生體金礦物單體解離，磨礦后礦樣粒度主要集中在0～150 μm。取1 kg磨礦后干料配制成質量濃度為20%的礦漿進行試驗，其結果見表5。

表4 礦樣粒度分析結果

表5 懸振錐面選礦機試驗結果

由表5可知，在轉動頻率為19.6 Hz，振動頻率為15.4 Hz時，精礦品位為0.77 g/t，精礦產率為2.67%，金回收率為13.78%;為提高分選效果，通過降低轉動頻率，延長礦物顆粒在盤面上的分選時間，通過提高振動頻率，使顆粒間的剪切運動加強，進一步促進顆粒的松散分層;在轉動頻率為17.6 Hz，振動頻率為16.2 Hz時，精礦金品位提高到1.88 g/t，精礦產率降低到1.11%，金回收率提高到14.15%;進一步調整參數，當轉動頻率為18.5 Hz，振動頻率為16.9 Hz時，精礦金品位為1.64 g/t(中礦金品位為0.30 g/t，尾礦金品位為 0.12 g/t)，且精礦產率為1.52%，金回收率為16.51%，富集比為10.93，實現了金的有效富集。

4 結語

針對金礦浮選尾礦采用短錐旋流器進行脫泥粗選，采用懸振錐面選礦機進行富集精選，其試驗結果表明:

(1)短錐旋流器可實現對金礦浮選尾礦中－38 μm礦泥的有效脫除，通過增大旋流器排口比，能有效提高底流產率，提高金的回收率，但會造成底流品位降低。當排口比為0.40時，底流產率為38.64%，金品位為 0.15 g/t，金回收率達到44.05%。

(2)懸振錐面選礦機對磨礦后的旋流器底流富集效果明顯，在轉動頻率為18.5 Hz，振動頻率為16.9 Hz時，精礦品位為 1.64 g/t，精礦產率為1.52%，金回收率為16.51%，富集比為10.93，實現了金的有效富集。

(3)通過旋流器粗選和懸振錐面選礦機精選，金礦浮選尾礦金品位從0.13 g/t提高到1.64 g/t，金富集比達12.62，金回收率達到7.27%。

［1］ 牛桂強，邱立明，綦開祥.焦家金礦尾礦資源綜合利用與生產實踐［J］.金屬礦山，2008(11):159-160.

［2］ 邵偉華，郭珍旭，趙 平，等.某金礦尾礦浮選回收金試驗［J］.現代礦業，2014(9):91-95.

［3］ 董 兵.從選金尾礦中回收金的試驗研究［J］.礦業快報，2008(4):63-66.

［4］ 張友軒，王 卉.從低品位含金尾礦中氰化浸出金［J］.濕法冶金，2008，27(4):225-226.

［5］ 劉培坤，王書禮，王顯軍.水力旋流器在金礦尾礦處理中的應用［J］.黃金，2005，26(2):31-33.

［6］ Ghodrat M，Kuang S B，Yu A B，et al.Computational Study of the Multiphase Flow and Performance of Hydrocyclones:Effects of Cyclone Size and Spigot Diameter［J］.Ind.Eng.Chem.Res，2013，52(45):16019-16031.

［7］ 楊 波，肖日鵬，劉 杰，等.懸振錐面選礦機回收細粒錫石試驗研究［J］.礦冶工程，2014，23(2):73-76.