遂昌金矿是一家开采了20多年的矿山,是国内少有的高含银石英脉金矿床。现采用阶段磨矿阶段浮选一金精矿氰化一锌粉置换一污水酸化回收的工艺进行生产。矿石属易选易冶金矿石。由于多年来在选冶技术的不断进步,金、银回收率一直保持较高的水平。但是,近年来随着开采深度和开采矿体的变化,矿石性质发生明显改变,导致金、银的浮选回收率下降。矿石性质变化的直观表现为:①由外观上,矿石中的中深色矿物含量大幅上升;②矿石中的磁性矿物含量增加,破碎的除铁器都会将矿块吸出;③矿石比以前难磨;④矿浆中的含泥量上升,粘性增大。
为此,通过请多家研究单位进行试验和研究,对矿石性质和浮选回收率降低原因有了一定的认识。
矿石性质改变主要表现为金的嵌布粒度变细、赋存状态及矿物组成发生变化,矿石中辉石石墨、磁铁矿、磁黄铁矿、绿泥石和绿帘石等中深色矿物含量增加。金矿物中大于0.14颗粒由70%减少到23%。金的载体矿物发生变化,由黄铁矿向脉石中转移,其中约有5%金呈超微细粒分散在脉石中。
由于矿石中金的嵌布粒度变细,在一定程度上,细磨可以提高浮选回收率,但是,金精矿的质量会降低。通过显微镜下观察在现场生产流程中的产品也发现:在一段浮选的金精矿中,由于部分黄铁矿嵌布粒度较细,与石英没有单体解离,大量的黄铁矿与石英的连生体,甚至是部分黄铁矿的贫连生体混人,而二段浮选的金精矿中又有大量的絮团状矿泥与黄铁矿。这是由于有用矿物的90%在一段浮选得到回收,二段磨矿后浮选的状况恶化,剩余的10%的有用矿物太少,很难以大富集比得到回收,而矿泥吸附浮选药剂后与黄铁矿一起混人二段金精矿中,导致最终金精矿的杂质含量上升。
对此,有一种观点认为,磨矿细度和磨浮工艺设置方式是影响浮选回收率及金精矿品位的重要因素,在现有设备条件下,将原来的阶段磨矿阶段浮选工艺,改为二段磨矿一次浮选工艺,磨矿细度保持在-0.074mm占85%以上,可以提高浮选回收率,同时还可以降低金精矿产率,减少氰化处理量,降低氰化成本,提高企业整体经济效益
那么,在实践上。改变现有的磨浮工艺设置方式是否可以提高金精矿品位及保证浮选回收率,并降低氰化成本,提高企业经济效益呢?为了验证对比这两种工艺设置方式的技术经济指标,遂昌金矿利用选厂现有的两个磨浮生产系统,分别采用阶段磨矿阶段浮选和二段磨矿一次浮选流程,进行了工业试验。
一、原矿性质
遂昌金矿为中温热液、浅成、贫硫化物型、含金银交代石英脉型矿床,有用组分是金银。该矿石的矿物成分较简单,除微量金银矿物外,主要金属矿物是黄铁矿,其次还有磁黄铁矿、黄铜矿、白铁矿、闪锌矿和方铅矿,微量的辉铜矿、斑铜矿和辉银矿等。主要非金属矿是石英和长石,其次是绿泥石、绿帘石、白云石和方解石,还有少量绢云母、伊利石和高岭石。
矿石中的金主要呈白然金形式存在于硫化物和脉石中,而显微金是金矿物的主要产出形式,显微金矿物赋存状态有包裹金、粒间金和裂隙金。自然金在硫化物中占70%,在脉石中约占30%,其巾约5%呈超微细粒分散在脉石中。
金矿物的主要共生矿物是黄铁矿和石英其次金矿物还与绿帘石有紧密的嵌连关系。黄铁矿的主要连生矿物是石英,其他与之的连生矿物几乎包括矿石中出现的所有硫化物、金矿物及绿帘石等非金属矿物。
原矿多元素分析结果见表1。
二、试验流程
我们将两个磨浮系统中的甲系统保持原有的阶段磨矿阶段浮选工艺,而将乙系统改造为二段磨矿一次浮选工艺,同时进行生产。工艺流程如图1所。
两个系统的磨矿设备相同,处理量都是150t/d。一段磨矿细度为-0.074mm占60%,二段磨矿细度保持在-0.074mm占85%以上,捕收剂使用丁按黑药和Y89黄药,起泡剂是2号油。不同的是甲系统使用石灰作调整剂,而乙系统使用碳酸钠作调整剂,还增加了水玻璃作分散剂。
三、试验数据及统计处理
工业试验持续进行了82d,共241个班次,取得了大量数据。我们使用VFP程序进行指标统计计算,使用统计分析软件包SPSS对全部数据和二次数据进行处理分析。
(一)试验结果描述
对两个系统的生产数据进行处理,分别得到了金品位与回收率、银品位与回收率和硫品位与富集比的散点图及它们的拟合曲线如图2-4所示。
由以上3个图可以看出,与阶段磨矿阶段浮选工艺相比,采用二段磨矿一次浮选工艺,虽然富集比提高了,但是金、银回收率都明显下降。由两个系统工业试验的指标累计平均值(见表2)也可以看出其差别。
表2两个系统工业试验的指标皿计平均值对比
(二)技术经济比较
1、采用不同工艺的指标技术对比
由图2、图3和图4的曲线可以测算出:以两个系统的金累原矿品位最低值10.24g/t计,二段磨矿一次浮选工艺与阶段磨矿阶段浮选工艺相比,其金、银回收率分别下降1.14和1.74个百分点,但富集比提高了1.09,金精矿产率降低了1.1个百分点。
2、采用不同工艺的经济效益比较
就乙系统而言,采用二段磨矿一次浮选工艺,药剂成本增加额为0.1万元/月。因浮选机减少而节约的电等费用是2.2万元/月。金银的氰化回收率分别按95%和90%计,浮选回收率降低造成的经济损失是:
金:4404t/月×10.24g/t×1.14%×95%×70元/9=34188元/月
银:4404t/月×156.79g/t×1.74%×90%×0.98元/g=10597元/月
按遂昌金矿氰化单位金属量成本2.3元/g计
因减少金精矿金属量而节约的氰化成本是:
4404t/月×10.248/t×1.14%×2.3元/g=1182元/月
由此可以看出,与阶段磨矿阶段浮选工艺相比如两个系统都采用二段磨矿一次浮选工艺,则每月选厂的经济效益会降低4.5万元。
四、关于磨浮工艺设置方式及影响氰化成本因素的讨论
(一)磨浮工艺设里方式
该矿石中自然金的粒度在。0.074~0.14mm的约占45%,大于0.14mm的约占23%,即大于0.074mm的约占69%,小于0.074mm的约占23%,且产在硫化物中的自然金粒度和分布率都大于脉石中的自然金。
采用二段磨矿一次浮选工艺,可以较好地控制二段磨矿浓度等工艺条件,提高磨矿效率,避免矿泥及黄铁矿与石英的连生体大量进入金精矿中,提高精矿品位。但是,原矿中有23%的自然金大于0.14mm,这部分金在一次磨矿到-0.074mm占85%的细度时,不能得到及时回收,由于金的粒度不均匀,一次磨矿产生的矿泥还会污染金颗粒表面,降低金的可浮性,这就不可避免地影响了金的回收。
该矿石的自然金粒度范围相对较大采用阶段磨矿阶段浮选工艺,可以减少过磨,在一段磨矿后能及时回收粗粒金,在二段浮选时,使细颗粒金得到充分单体解离,又有足够的时间将不能与脉石完全解离的金回收一部分,这样虽然使大量连生体进人精矿,但可以适当提高回收率。但是,二段浮选后的矿浆浓度下降,使二次磨矿的磨矿效率下降,两次浮选所用的浮选槽增加。使浮选成本上升。
(二)抓化成本的构成及影响因素
我们对遂昌金矿近年来的氰化生产成本数据进行分析,从分析结果来看,氰化直接成本中所占比例较大的几项如表3所示。
表3 氰化直接成本的主要项目
对以上6项氰化直接生产成本数据,剔除异常数据后,使用SPSS进行偏相关分析(3),得到了氰化处理量、氰原品位与氰化直接成本主要构成项的偏相关关系如表4所示。
表4 氰化处理量、氰原品位与氰化成本主要项目的偏相关系数
由表4可以看出:①电、氰化钠和锌粉成本与氰化处理量的不相关概率都小于0.5%,偏相关系数大于0.5,线性相关;②氰原品位与上述几项成本不相关概率都大十5%,无相关关系。说明氰化直接成本主要受氰化处理量影响。
但是,对遂昌金矿近5年来的氰化主要材料单耗进行相关分析,得到了氰化处理量、氰原金银品位与氰化主要材料单耗的相关关系见表5(为使表格简洁、无相关关系的数据不列出,下同)。
结合表4可以看出,电的成本受氰化处理量影响,电单耗和氰化钠单耗受金氰原品位影响,金银氰原品位都会影响氢氧化钠单耗。
表5 氰化处理量,氰原金银品位与氰化主要材料单耗的相关系数
进一步分析得到氰化处理量、氰原品位与氰化主要材料单耗的偏相关关系如表6所示。
表6 氰化处理量、氰原品位与氰化主要材料单耗的偏相关系数
综合以上几个方面,可以看出:电和硫酸的用量在一定范围内变化,其单耗随着氰化处理量的增加而降低,所以相对氰化处理量来说呈负相关关系;电和氰化钠的单耗随着金氰原品位的增大而增大;而污水处理所用的氢氧化钠和硫酸的单耗则随着金银氰原品位的增大而增大。
我们认为,由于富银金矿石在氰化生产时,其置换工艺要求在高氰高碱浓度下进行川,在氰化处理量一定时,金氰原品位高,氰原中的金属量就高。要维持高氰浓度所需的氰化钠用量增大,氰化钠的单耗上升;而随着氰原金银品位的提高,污水处理所用的硫酸等材料消耗上升。
因此,对于富银金矿石来说,单位成本的大小,与氰化处理量和氰原品位都有关,即与氰原金银的金属量有关。在氰化单位成本不变时,减少浮选金精矿量对降低氰化总成本有一定影响,但是减少浮选金精矿量使氰原品位提高,反过来会使氰化单位成本增加,所以,降低金精矿产率,提高金精矿品位,是不会降低氰化总成本的。就回收率损失而言,采用二段磨矿一次浮选工艺对提高企业经济效益无积极意义。
五、结语
(一)R寸于遂昌金矿嵌布粒度变细的富银石英脉金矿石,在实践上,阶段磨矿阶段浮选工艺与二段磨矿一次浮选工艺相比,金银的回收率更好。
(二)富银金矿石不同于一般不含银或含银少的金矿石,其金精矿氰化生产成本,既受处理量的影响,又受氰原品位的影响。所以,采用二段磨矿一次浮选工艺虽然可以提高遂昌金矿富银金矿石的精矿品位,降低氰化处理量,但对降低金精矿氰化的生产成本无效果,磨浮工艺流程的设置应主要考虑提高回收率。
(三)就浮选金精矿氰化工艺而言,遂昌金矿现在处理的富银石英脉金矿石,适宜采用阶段磨矿阶段浮选工艺进行生产。