抱倫金礦尼爾森重選—浮選工藝研究與應用

王小生 陳貴民 張建 韓琪 聶飛 蘇文亮 陳書軍

摘要：抱倫金礦針對尾礦庫庫容不足，采用氰化工藝環保壓力大等問題，根據礦石性質，開展了重選—浮選聯合工藝研究，探索了一段磨礦重選—再磨浮選、兩段磨礦兩段重選—浮選等聯合工藝，并進行了生產應用。結果表明：采用兩段磨礦兩段重選—浮選聯合工藝，即尼爾森重選—柱機聯合浮選工藝，替代重選—氰化工藝，取得了良好的金回收指標，生產中金回收率達到91.53 %，且尾礦達到一般工業固體廢物第Ⅰ類標準，滿足國家環保要求，節省了尾礦庫一次性投資5 500萬元，尾礦庫運行成本年減少500余萬元，尾礦外售年增效益70萬元，經濟效益和社會效益顯著。

關鍵詞：尼爾森;重選;浮選;柱機聯合;氰化

中圖分類號：TD953文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）06-0069-05doi：10.11792/hj20210613

引 言

海南山金礦業有限公司抱倫金礦（下稱“抱倫金礦”）生產規模為450 t/d，采用重選—氰化浸出炭漿吸附工藝流程，產品為純度90 %的合質金錠。其中，破碎為兩段一閉路破碎流程，磨礦為兩段閉路磨礦流程，重選為跳汰、搖床兩段重選流程。經過多年的開采，礦山存在尾礦庫庫容不足、大量采空區未治理等一系列問題，主要表現在：

1）隨著尾礦排放，尾礦庫的壓力逐年增大，2次加高擴容，庫容已滿。海南省新建尾礦庫審批建設無望，企業面臨停產。

2）隨著《中華人民共和國環境保護稅法》的實施，以及《國家危險廢物名錄》（2016版）將氰化工藝產生的尾渣定義為危險廢物，尾礦資源若得不到綜合利用，將給企業帶來巨大環保壓力。

3）礦體開采后，遺留下約 46萬m3采空區未進行治理，隨著暴露時間增加，采空區穩定性降低，地壓顯現明顯，地表局部已發生塌陷。

4）礦體品位高、價值大，空場采礦法開采留下的較多礦柱難以回采，造成資源浪費。

因此，變革現有工藝，創新綠色環保生產模式，使尾礦資源得到綜合利用，變廢為寶，徹底解決尾礦庫問題，保證企業持續發展，是抱倫金礦最為迫切的任務。

1 礦石性質

1.1 化學成分

采用XRF分析法對礦石進行全元素分析，結果見表1。采用化學方法對礦石主要成分進行定量分析，結果見表2。

由表2可知，該礦石金品位9.8 g/t，銀品位1.3 g/t，硫品位0.65 %，全鐵品位4.51 %，二氧化硅品位68.72 %。檢測結果表明，礦石中含有大量二氧化硅，硫含量偏低，該礦石屬于低硫石英脈型金礦石，應重點考察石英中金的嵌布情況。

1.2 金礦物種類及嵌布特征

礦石中金礦物種類比較單一，均屬金銀系列礦物，大多為自然金，占金礦物總量的90.58 %，金銀礦占9.42 %。礦石中金礦物嵌布狀態有單體金、連生金、裂隙金和包裹金，分析結果見表3。由表3可知，單體金占比較高，為62.9 %。

礦石中金礦物粒度分布廣，最大顆粒達到300 μm，最小僅為0.3 μm。各粒級金礦物分布統計結果見表4。

上述工藝礦物學研究結果表明：礦石中金礦物有自然金和銀金礦，以自然金為主。主要載金礦物為黃鐵礦、石英等，金礦物與黃鐵礦的關系更為密切。金礦物粒度+20 μm占46.84 %，其中73～300 μm約占64.4 %。金礦物嵌布狀態為單體金、連生金、裂隙金及包裹金，裸露金（單體金、連生金、裂隙金）占92.2 %，其中單體金占62.9 %，其他29.3 %為連生金和裂隙金。連生金以與黃鐵礦連生為主，連生情況為貧連生;裂隙金粒度集中在10～73 μm，與黃鐵礦的關系更為密切;包裹金粒度主要集中在10～30 μm，主要包裹在黃鐵礦中，少部分包裹在石英中。粗顆粒金含量較高，按早收快收的原則，應加強重選作業對顆粒金的回收，降低后續作業壓力，從而保證金綜合回收指標[1]。

2 選礦試驗結果與討論

根據工藝礦物學研究結果，開展重選—浮選聯合工藝試驗研究[2-3]，確定重選工藝及重選—浮選聯合工藝回收指標，為資源開發和利用提供技術依據。

2.1 重選—浮選聯合工藝探索試驗

重選—浮選聯合工藝探索試驗流程和藥劑制度見圖1，試驗結果見表5、表6。

由表5、表6可知：采用重選—浮選聯合工藝，尼爾森重選金回收率接近70 %;重尾采用常規浮選工藝，經過一次粗選、三次掃選、兩次精選，獲得的金精礦金品位74.45 g/t，尾礦金品位降至0.37 g/t，金精礦金品位和金回收率均較為理想，回收效果較好。在此基礎上，進行了其他條件驗證試驗[4-5]。

2.2 重選—浮選聯合工藝優化試驗

考慮重選—浮選聯合工藝探索試驗中尼爾森重選精礦產率偏小，浮選作業捕收劑用量過大，產率偏高，在此基礎上進行了優化調整，試驗流程和藥劑制度見圖2，試驗結果見表7、表8。

由表7、表8可知：通過工藝優化，尼爾森重選精礦產率達到生產要求目標，且對重選回收指標影響不大;經過浮選藥劑調整，各作業產率適中，回收指標較為理想，效果較好。

2.3 一段磨礦重選—再磨浮選工藝探索試驗

一段磨礦重選—再磨浮選工藝試驗流程和藥劑制度見圖3，試驗結果見表9。

由表9可知，重尾進行再磨浮選，浮選尾礦跑高。因此，在此基礎上進行了浮選尾礦尼爾森重選探索試驗，結果見表10。

由表10可知，浮選尾礦進行尼爾森重選，仍能回收部分顆粒金，因此有必要進行兩段重選，保證顆粒金的有效回收。

2.4 兩段磨礦兩段重選—浮選工藝探索試驗

在圖3基礎上，再磨后增加二段尼爾森重選作業[6]，試驗結果見表11。

由表11可知：采用兩段磨礦重選，重選綜合回收率可達75.39 %;重尾浮選回收指標也較好，金精礦質量較高，尾礦金品位較低。為進一步考察浮選尾礦重選回收情況，對浮選尾礦進行了尼爾森重選探索試驗，結果見表12。

由表12可知，浮選尾礦再進行尼爾森重選，意義不大，說明兩段重選回收較為徹底，回收效果較好[7]。

3 工業試驗及生產實踐

3.1 兩段磨礦兩段重選—浮選工藝工業試驗

在前期試驗基礎上，進行了兩段磨礦兩段重選—浮選工藝工業試驗[8]，試驗規模為450 t/d，時間為3個月。經過優化，捕收劑采用丁基黃藥+丁銨黑藥，試驗流程見圖4，試驗結果見表13。

由表13可知：采用兩段磨礦兩段重選—浮選工藝，一段磨礦細度-0.074 mm 占50 %，尼爾森重選獲得的重選精礦1金品位5 862.50 g/t，金回收率56.13 %;二段磨礦細度-0.074 mm占 75 %，尼爾森重選獲得的重選精礦2金品位3 218.60 g/t，金回收率19.46 %，兩段重選綜合回收率達到75.59 %;重尾經過一次粗選、兩次掃選、兩次精選，獲得的金精礦金品位74.35 g/t，尾礦金品位降至0.64 g/t，重選+浮選綜合回收率為90.82 %，精礦質量和回收指標相對較好[9]。

3.2 生產實踐

依據試驗研究結果，結合現場生產實際，抱倫金礦選礦工藝改造項目設計規模450 t/d，選礦回收率90 %，產品為重選金精礦、浮選金精礦和純度95 %的合質金，基建期1 a，服務年限15 a。改造項目于2019年3月9日開始施工，包括浮選廠房、主廠房土建及設備基礎澆筑、鋼結構廠房建設，球磨機、分級機破拆及原設備基礎拆除，新建水池澆筑和工藝管路架設等，9月30日全面竣工。改造后工藝流程見圖5。

改造后工藝流程：

1）破碎工段采用原兩段一閉路破碎工藝：破碎產品粒度為0～14 mm。

2）磨礦工段采用兩段兩閉路磨礦工藝，兩段尼爾森重選設置在磨礦回路中。2 700 mm×4 000 mm磨機排礦經一段尼爾森重選，重選粗精礦進行搖床精選，尾礦排入螺旋分級機，一段磨礦細度-0.074 mm占55 %。二段2 100 mm×3 600 mm磨機排礦經二段尼爾森重選，重選粗精礦與一段重選粗精礦合并后進行搖床精選，二段尼爾森重選尾礦進入旋流器分級，二段磨礦細度-0.074 mm占75 %。搖床產生的重選精礦為粗金，搖床尾礦沉淀后裝袋作為產品外售。

3）浮選采用一次粗選、兩次掃選、兩次精選工藝流程：粗選采用1臺3 200 mm×8 000 mm浮選柱;精選一采用1臺2 000 mm×7 000 mm浮選柱，精選二采用1臺1 600 mm×7 000 mm浮選柱;掃選一采用3臺BF-16浮選機，掃選二采用2臺BF-16浮選機。

4）精礦脫水采用單層濃密+壓濾脫水工藝：1臺15 m中心傳動濃密機和1臺XMZG-120/1250廂式隔膜壓濾機，精礦含水率12 %左右。

5）尾礦脫水工段采用壓濾脫水工藝：濾餅含水率≤25 %，目前全部外售制磚。

生產運行至今，系統運行正常。據統計，2019年9月至2020年9月，抱倫金礦選礦廠處理礦石量合計為 16.93萬t，原礦金品位為6.60 g/t，浮選入選金品位為2.67 g/t，金精礦金品位為92.68 g/t，尾礦金品位為0.57 g/t，浮選作業回收率為79.11 %，重選回收率為59.47 %，選礦綜合回收率為91.53 %。該項目的成功實施，徹底解決了抱倫金礦的生存問題，節省了尾礦庫一次性投資5 500萬元，尾礦庫運行成本年減少500余萬元，尾礦外售年增效益70萬元。

4 結 論

1）抱倫金礦以礦石工藝礦物學研究為先導，根據金礦物種類、主要礦物嵌布狀態等，分析研究選礦方法和工藝對該礦石性質適應的合理性，采用重選、浮選聯合工藝成功替代了重選—氰化工藝，為實現無尾礦山奠定了基礎。

2）針對該礦石性質特點，應用尼爾森重選—柱機聯合浮選工藝，經過1年生產實踐，系統運行平穩，選礦綜合回收率為91.53 %，指標優良。

3）聯合工藝產生的尾礦為第Ⅰ類一般工業固體廢物，可進行井下充填，解決井下原民采老空區和后期采空區的治理問題，同時可降低采礦損失率和礦石貧化率。

4）浮選尾礦可作為建材原料外售，解決海南當地制磚原材料緊缺問題，可真正實現無尾礦山和綠色礦山，社會意義重大。該技術對礦石性質類似的礦山具有一定的推廣價值。

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Research and application of Nelsen gravity separation-flotation process in Baolun Gold Mine

Wang Xiaosheng1，Chen Guimin2，Zhang Jian1，Han Qi1，Nie Fei1，Su Wenliang1，Chen Shujun1

（1.Baoting County Bureau of Natural Resources and Planning; 2.Hainan Shandong Gold Mining Co.，Ltd.）

Abstract：Since the storage capacity of the tailing pond in Baolun Gold Mine is insufficient，the cyanidation process adopted is under pressure because of environmental protection challenges.According to the ore property，a joint gravity separation-flotation process is studied.During the study，joint processes are explored such as one-stage grinding gravity separation-regrinding flotation and two-stage grinding two-stage gravity-flotation，and are applied in production.The results show that the two-stage grinding two-stage gravity-flotation joint process，that is Nelson gravity separation-joint column machine flotation，replaces gravity separation-cyanidation process and achieves good gold recovery index.During the production，gold recovery rate reaches 91.53 %，the tailings meet the GradeⅠgeneral industrial solid waste standards and the national environmental protection requirement，saving 55 million yuan investment in the tailings pond at a single time，reducing annual operation cost of tailings pond by 5 million yuan，increasing tailings sale profits by 0.7 million yuan annually.The social and economic benefits are prominent.

Keywords：Nelson;gravity separation;flotation;column machine combination;cyanidation

收稿日期：2020-12-17; 修回日期：2021-04-08

作者簡介：王小生（1987—），男，海南臨高人，工程師，從事礦產管理工作;海南省保亭縣保城鎮，保亭縣自然資源和規劃局，572300;E-mail：349456576@qq.com