难选金矿物的选矿研究

难选金矿物的选矿研究
一，摘要
现代人类社会对黄金的需求量日益增大，只有不断的寻找开发利用新的黄金矿产资源，才能满足人们不断增加的黄金需求。

由于较容易选冶金矿物的日渐衰竭,从难选矿石中回收金正越来越成为矿物加工工作者的重要工作。

难处理金矿石又称难选冶金矿石、难浸金矿石等，一般指常规磨矿后，仍有相当一部分金不能用氰化法有效浸出的金矿石。

而造成此类金矿石难以浸出的主要原因是金以微细粒金或次显微金呈包裹或浸染状嵌布于硫化物、硅酸盐或碳酸盐等矿物中；这些矿物的包裹，阻止了金粒与浸金药剂的有效接触，妨碍了金的浸出。

因此，难处理金矿石需进行预处理才能合理地利用，并获得经济效益。

二，关键词：难选含砷低品位金矿石选矿
三，几种难选金矿物的选冶方案
3.1氯化法处理碳质金矿石
这些矿石难选的原因主要由于碳质的吸附特性，另外是由于金以比较活泼的形式细粒浸染在球形的黄铁矿中。

最近在某些选金厂中采用的氯化法,都与在添加苏打灰的矿浆中对矿石进行充气预处理结合使用的。

[1]这种方法第一能通过使某些吸附活性的碳组分钝化而有效地防止“贵损”,第二能有效地使黄铁矿部分氧化和解离出包裹的金粒。

最近,这几家选金厂似乎倾向于取消预先充气工序,而只
是直接采用湿法氯化的方法。

图1选金厂的闪速氯化工艺流程
图1 除氯化法以外,最近报道有两种新的化
学氧化法可用于处理难选的含金硫化矿石。

这两种方法都利用硝酸作氧化剂,但两者在工艺设计上有很大的差别。

第一种称为Nl-
TROX法,它利用空气在常压下操作,第二种称为ARSENo法,使用加压的氧气。

HN03的再生和再循环在这两种工艺流程中都是必不可少的组成部分。

HN0s处理循环基本上包括以下三道工序:
工序1:漫出
FeS:+SHNO:一-)士FeZ(50`)3+
专HZSO`+5N0(气)+ZH:O
工序2:气相反应
6No(气)+50:(气)=6NO:(气)
工序3:N02的吸收反应
3N02(气)+HZO一今ZHNO,+NO(气)
总的浸出反应
ZFeS:+15/20:+H:0,一令Fe:(50`),+HZSO`
在第一道工序,黄铁矿和砷黄铁矿被硝酸所分解。

硝酸的还原产品NO因溶解度比较低,故逸出到气相并与仇反应(工序2)。

反应产品NO:由于溶解度较高而被吸收在水中,并因此而再生成硝酸(工序3)。

工序2和3是在浸出反应器以外的单独容器中进行的，或是在浸出反应过程中就地进行的。

[2]每一流程的反应顺序会有一些变化,并且还会出现其它一些复杂因素。

NTIROX工艺是在常压和90“C的条件下进行的,并且操作时间也比较短(1一2小时)。

据发明者声称,好几种矿石和精矿都能用HNOS法进行处理,金的浸出率可从30%提高到90%以上。

这种NITROX工艺能使给矿中的铁、硫、砷和很多其它贱金属完全氧化。

大约有50%的元素硫生成,而砷以五价形式进入溶液。

在氧化反应以后,取决于浸出液的成分,在中和/沉淀或在酸过滤后
对浸渣进行氰化。

图2一种简化的NlTROX工艺流程
3.2原矿熔烧工艺选含砷金矿
某金矿石属含砷、锑微细微粒包裹型典型难处理金矿石，矿石直接氰化浸出率仅为12.65%。

为开发利用该金矿资源，在选矿工艺流程上采用原矿焙烧提金工艺。

该工艺经小试，回收率指标86.67%，经过多次调试调改，回收率由原来的12.65%提高到82%某金矿石属含砷、锑微细微粒包裹型典型难处理金矿石，矿石直接氰化浸出率仅为12.65%。

，突破了黄金原矿焙烧工艺发展。

[3]原矿熔烧工艺流程技术特点
技术可靠，对矿石适应能力强，如含砷、含碳、微细粒包裹型金矿等，并能在砷、碳、硫含量很宽的范围内使用2.环保条件好控制，环境无污染。

3.投资少。

原矿焙烧投资费用低于金精矿焙烧，远低于加压氰化和细菌氧化；4.回收率高，经济效益明显，原矿焙烧，因缺少了浮选等中间环节，矿石中所含金及硫化物中所含金均参与焙烧浸出。

5.工序少，流程简单。

原矿焙烧工序少主要表现在两个方面；其一，原矿焙烧去掉了整个浮选工序，原矿经粗碎后，直接送沸腾床焙烧；其二，精矿焙烧细气中SO2，AS2O3含量高，烟气中SO2浓度一般在5~10%，矿石中60~80%的AS以AS2O3形态进入烟气，因此烟气需要采用高温电收尘及布袋收尘器等较复杂的烟气处理系统，而原矿焙烧，砷和硫基本固定在焙砂中，收尘只需要采用重力收尘和浸式收尘。

3.3低品位金矿浮选工艺
3.3.1选矿工艺路线制定的基本原则
浮选工艺流程的主要区别是选别段数、选别循环及中矿返回点。

影响选择选矿工艺流程的主要因素除矿石中有用矿物的嵌布特性、有价成分的种类和含量及其它物理化学性质外，还有当时技术水平、经济效果和环保规定等。

所以制定工艺流程及设备选择时应考虑以下原则：
（1）可靠、高效和低耗是确定工艺流程的根本原则。

在保证同等效益的前提下，选别流程应力求简化以利于生产操作。

（2）规划工艺流程结构应根据实验报告并参考类似选矿厂成熟经验确定。

当选矿方法存在两种或两种以上方案时，应在同样的实验规模基础上，进行必要的、综合的技术经济比较后，推荐最佳设计方案。

（3）当原矿中含泥和含废石较高时，应根据试验及技术经济比较结果，确定是否采用洗矿和预选工艺。

（4）对伴生有工业价值的其它有益元素，必须进行充分试验，采取有效工艺，使有用矿物最大限度地综合回收，一时不能回收，应对有用矿物尾矿妥善贮存，以利今后回收利用。

（5）设计的选矿流程应避免造成公害，应符合环境保护的规定。

3.3.2 浮选工艺路线
破碎----磨矿分级----筛分----浮选
工艺过程是在生产过程中，对生产对象的形状、尺寸、位置和性质的改变等，使其成为成品或半成品的过程。

对于工艺路线的制定，
充分的调查研究，多种方案的提出和分析比较应作为工作的基础。

工艺路线不但对加工的质量和生产效率有重要影响，而且对工人的劳动强度，生产成本、车间面积、设备的投资等都有至关重要的影响。

在先进制造技术和方法的时代，最重要的环节在于综合考虑各种要素确定最适合的工艺路线。

[4] 浮选工艺工作程序同选矿设施是是同步发展的，设施的技术水平情况，能够体现出工艺水平情况，生产技术状态也对生产过程、产品的数量、产品的质量、经济收益等方面起着非间接地影响作用。

1）破碎流程
①一段破碎工作程序。

一段破碎工作程序通常用作为无介质磨机提供符合实际
的给料，通常同无介质磨机组成系统。

此工艺工作程序比较简单，所需设施不多，厂房用地面积也不大。

②两段破碎工作程序。

大多小型厂可以采用工艺工作程序。

③三段破碎工作程序。

此工作程序的基础形式有三段一闭路破碎流程与三段开
路破碎流程两种。

④洗矿作业的破碎工作程序中有时还应增添洗矿作业的破碎流程。

（2）磨矿分级
1）球磨、棒磨流程
对选矿来说，采取一段或者两段磨矿作业，就能够经济地将矿石
磨到所需的选矿粒径、细度。

两段以上的“磨矿”作业，一般是由照阶段分选的实际要求所采取作业方式。

一段与两段工作程序相对比而言，一段磨矿工作程序的优点主要为：设施比较少，出资不多，操作简易化，不会出现由于一个磨矿段不正常工作影响到其它磨矿段的停机；停止工作时，损失也不多。

然而磨机的宽范围的给矿粒径、细度，给装球的合理性带来了不利，较难获得很细的最后的产物，磨矿收益不高。

当所需最后产物最大粒径、细度为0.15~0.2 毫米时，通常皆采取一段磨矿工作程序。

规模较小的企业，为简单、方便化操作工作程序与设施配置，也可以采取 1 段磨矿工作程序。

两段磨矿的显著优点为：可以获取很细的产品，可以在各个磨矿阶段实施“粗磨”与“细磨”，尤其可以用在解决阶段问题。

在大型规模、中型规模的工厂，当所需小于0.15 毫米的磨矿粒度，采取两段磨矿，会很经济，并且产品粒径、细度组成几乎相等，不会出现过粉碎较多的情况。

依据第一段磨机和分级机联接方式多样化，两段磨矿工作程序划分成三类：第一段开路；第二段整体闭路；第一段部分闭路，第二段始终闭路工作的磨矿工作程序。

2）自磨流程
自磨工作程序分为有湿磨与干磨二种。

不少选矿厂采取湿磨式流程。

为了妥善
处理自磨过程中的粒子难磨难题，提升磨矿生产效率，在无介质磨机中添加较少的
数量的钢球，此时叫作“半自磨”。

全自磨一般同砾磨、细碎、球磨等
破磨设施配合工作，依据不同的连结方式能够构成多元的工艺工作程序。

（3）筛分
将相异大小颗粒的混合材料，通过多层筛子或者单层筛子，而划分为相异粒径、细度级别的过程叫作“筛分”。

筛分设施有直线振动筛（筛面的振动形式为直线运动）、共振筛（激振频率接近于自振频率时的振动筛）、万能吊筛、固定筛（筛面固定不动的筛分机械）、惯性振动筛（借偏心块回转惯性力激振的振动筛）、重型振动筛。

（4）磨矿分级
磨矿作业是以研磨和冲击为主，将矿石磨至粒度10~300 微米大小的作业。

它实际上是破碎作业的继续，同时是矿石进行分选以前的最后一次加工。

它使矿石中的有用矿物全部或大部分达到分离状态，以便在分选作业中回收其中的有效成分。

[5]磨矿作业是在磨矿机中完成的。

磨矿机是圆筒形的，筒体内壁衬有衬板，筒体内装有研磨介质。

目前选金厂常用的磨矿机有以下类型：球磨机、棒磨机、砾磨机和自磨机。

分级是选矿厂选前准备及选矿过程中的重要作业。

分级是根据矿粒由于粒度不同在介质中具有不同沉降速度的原理而使矿粒分级成不同粒级的过程。

分级的目的与筛分相似，主要用于对0~2mm 的矿粒进行分级。

在磨矿循环中常进行预先分级和控制分级，以提高磨矿机效率并改善磨矿产品的粒度组成。

（5）浮选
浮选也就是泡沫浮选，是依据矿物最外层相异的化学性质与物理
性质来选别矿物的选矿法。

在泡沫浮选环节中，矿物浮沉同矿物的密度（矿物的质量与其体积的比值）没有太多关系。

经研究发现矿物对水的亲和力对其可浮性有影响，容易被水湿润的物质难于上浮，而容易附在起泡上上浮的矿物普遍是与水亲和力小的矿物，因此可以得到一个结论，浮选法的基础是矿物被水润湿性的差异。

矿物的可浮性是矿物难浮与易浮的性质。

而浮选法的原理就是利用矿物的可浮性的不同来选别矿物的。

为了达到选矿的目的，可采取增添“浮选药剂”的方法，使矿物的可浮性发生变化，使矿物朝着气泡的能力增强的部位附着，所以，“浮选药剂”的选择也是重要的环节。

浮选环节需要搞好分选前的物品与材料的准备阶段的工作，经磨矿分级的矿石，才能够实现适宜浮选的细度、浓度要求。

另外，“浮选”还包括如下几个基础性作业：添加浮选药剂和调整矿浆：是要形成矿物最外层性质的差异的目的，也就是使矿物最外层的润湿性发生变化，使矿物最外层的的选择性发生变化，使部分矿物粒子可以依附在气饱周围，而部分矿物粒子则不可以依附在气饱周围；搅混至有很多的气泡产生：利用以浮选方法施行矿物分离的主要设备（浮选机）的充气搅拌功能，使矿浆里的气体向四外扩散而产生较多的气泡，或者加快溶解在矿浆中的气体达到微饱而析出；气泡的无机化：矿物粒子朝着气泡有选择性地依附，此是浮选环节中最基础的环节；无机化泡沫层的出现和刮出：无机化气泡从气泡浮选槽底部升至槽内矿浆面产生无机化饱沫层，有用矿物富集至分散在液体中的气泡里，把有用矿物刮出而作为中矿产品。

而不是“目的矿物”则在气泡浮选槽里，进而实现分选的目
标。

一般情况下，浮选作业浮起的矿物为矿物原料中的有用矿物，如此的浮游选矿环节叫作“正浮选”，与此相反，浮起的矿物是矿石中与矿石矿物(有用矿物)伴生的无用矿物部分——脉石，则叫作反浮选。

“浮选选矿工艺”系一个很繁杂的处理矿石的过程，该过程的影响要素可以划分成可调节要素（浮选工作程序、矿浆中固体物料的含量、磨矿细度、浮选工艺对添加药剂的种类和数量、加药点和加药方式的规定）与不可调节要素（生产用水的
水体质量与原矿性质）。

为了达到矿粒与矿粒之间的互相分离，矿物最外层须具备相异的“润湿性”，且在质量与数量上满足形成泡沫的需要，还要有理想的机械设施，使其分为质量与性质相异的产品，这些设施即“浮选机”（以浮选方法施行矿物分离的主要设备）。

[6]“浮选机”是形成浮选过程的主要设施。

浮选效果与浮选机性能的优劣有着密切的内在联系，（除工艺流程、药剂影响之外），因此，全球在完善浮选机质量上皆做
了大量的工作。

在一定程度上，选矿技术的发展是同选矿工艺方法的完善及选矿设施的发展具有极为密切的关系。

为了全面有效利用我国杂、细、贫的矿产资源，实现矿行业的长久性发展，应积极完善选矿工艺方法，比如浮选、重选、重介质预选、磁电选等互相结合的多种联合选矿工艺手段。

在选矿设施上，确保设施获得优质分选
采用一粗二精二扫的工艺流程进行浮选试验，试验流程见图 3.1 所示：
图3.1浮选工艺流程
3.4超细磨在难选金中的应用
超细磨技术是利用特殊粉碎设备对物料进行碾磨、冲击、剪切等将物料粉碎至10 ～15 μm以下的微细颗粒，使物料具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快等特性。

超细磨技术在难处理金矿中的应用，主要是通过其强大的细磨能力，使包裹在矿物中的微细粒金暴露，便于后续氰化浸出。

3.4.1 超细磨设备
目前，国内外的超细粉碎设备主要有高速机械冲击式磨机、气流磨、超细搅拌磨机、振动磨机等。

其中，超细搅拌磨机是利用高强度搅拌装置使研磨介质运动形成很多压缩的旋转介质层此介质层可以产生压力和扭转力，从而实现物料的高效粉碎。

⑴塔磨机
塔磨机最早出现于1953 年，用来代替球磨机进行中矿再磨。

目
前，工业应用的塔磨机是由 Metso 矿物公司生产，被称VertiMill
磨机 。

塔磨 机实际上是一个圆筒状的立式球磨机，一般由直
筒体、螺旋搅拌装置、驱动装置等组成，多用于有色金属矿山的
再磨回路。

⑵Detritor 磨机
该机是英国陶瓷黏土公司研制的一种立式搅拌磨机磨机的磨矿室
高度与直径比为1:1在磨机中心轴上有一些长棒作为搅拌器（ 搅
拌器示意图见图 3）。

[7]物料通过机器顶部喷嘴给入 ，在搅拌
器的作用下被粉碎，并从腔体上部排出，而磨矿介质则被一套筛孔
尺寸为30μm 的筛网阻隔在磨机中目前，最大的 Detritor 磨机功
率已达1 100 kW 。

联合金矿工艺流程见图4.1。

原矿经过
浮选得 到 金 精 矿 和 尾 矿，金 精 矿 经 Lurgi 焙 烧 炉 650 ℃ 焙烧氧 化 后氰 化 浸金，尾 矿 直接 氰 化浸 金。

1999 年，由于开采区域变化，矿石中硫品位由 0． 8 %升高至 1． 4 % ， 从而导致浮选精矿产量超出氧化焙烧厂的处理能力。

为解决这一问 题，进行了大量研究，对比了加压氧化技术、生物氧化技术及超细磨 技术，最终确定采用超细磨 技术，原因在
于超细磨技术不需要清水及中和设施。

［6］ ［5］ ［1］
a b c
图4.1.(a,b,c)
四，结语：
黄金用途广泛，具有消费和储备功能，又可广泛应用于现代高新技术产业中，是最稀有、最珍贵的金属之一。

但存在矿石含金量低、生产工艺复杂、投资大、能耗高而且生产过程对环境具有一定的污染等缺点，因此，有效的生产工艺和良好的设备布置对提高黄金生产效率、减少能源消耗以及减少环境污染具有极大的作用。

本文评述了从难选金矿石回收金的几项重要的工艺进展,并明确了哪些方面需继续改进工艺。

五，参考文献：
[1] 徐敏时．黄金生产知识[M]．北京：冶金工业出版社，2007．
[2] 黄金生产工艺指南编委会．黄金生产工艺指南[M]．北京：地质出版社，2000．
[3] 何大阔，王福利，贾明兴．遗传算法初始种群与操作参数的均匀设计[J]．东北大学学报(自然科学版)，2005，26(9)：828～831．
[4] 彭扬，吴承建，彭建良．现代物流学概论[M]．北京：中国物资出版社，2009．
[5] 刘弟新．机械加工设备布局方法及其仿真技术研究[D]．大连：大连理工大学，2007．
[6] 杜志杰．铜矿峪矿浮选工艺流程的改造[J]．矿业研究与开发，2002，22(3)：35～36．
[7] 徐晓军，白荣林，张杰等．黄金及二次资源分选与提取技术[M]．北京：化学工业出版社，2009．。