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黄金作为一种全球战略资源,近年来价格飙升,高效回收金矿石成为采矿业的首要任务。鉴于金矿石种类繁多,每种矿石都具有独特的矿物成分和金赋存状态,因此,制定合适的选矿工艺对于最大限度地提高提取效率至关重要。从低硫化物矿石到多金属矿床,了解每种矿石类型的特性是设计有效加工策略的关键。在本文中,我们将深入探讨不同类型的金矿石,并探索适合每种矿石的专用选矿方法。
矿石的主要特征
低硫化物含量(硫化物<5%)金矿石一般为 石英脉型、复合石英脉型、细粒浸染型,具有以下特征:
矿物成分:主要为石英(75%以上),少量黄铁矿,偶尔含微量铜、铅或锌矿物(通常无经济价值)。
金矿赋存状态:
l 粗金(0.1-2 毫米):比例高,通常是自由磨削或裂缝填充的金,可通过重力分离轻松回收。
赤褐铁矿是含铁矿物在经过长时间的化学反应之后形成的,铁的硫化矿带裸露在地表部分经过长时间的氧化后,就会转变成为赤褐铁矿,所以赤褐铁矿是一种铁的氧化矿物,其主要成分为Fe2O3以及结晶水。赤褐铁矿晶体结构呈现三斜晶系,其中的铁离子具有自旋及轨道角动量,所以赤褐铁矿具有一定的磁性。但赤褐铁矿的磁化强度较弱,属于弱磁性矿物,通常需要进行强磁分选才能达到较理想的分选指标。
单一重选是一种传统的选矿工艺,它具有工艺流程简单、设备投资少、易于管理操作等优点。但是由于赤褐铁矿的嵌布粒度普遍较细、单体解离困难、硬度较大等因素,导致其选别效果较差,回收率较低,无法满足钢铁工业对高质量高品位铁精矿的需求,目前只有个别企业存在一些易选赤褐铁矿仍采用单一重选流程。因此,单一重选的选别流程已经难以满足现代选矿需要,需要结合其他工艺流程来实现赤褐铁矿的高效分选。
磁选工艺流程是分离磁性矿物高效、经济的工艺流程,赤褐铁矿属于弱磁性矿物,主要使用强磁选设备进行磁选作业。目前,国内广泛应用高梯度来处理弱磁性矿物,这种设备的广泛应用,实现了赤褐铁矿等一些弱磁性矿物的高效分选,弱磁性目标矿物在磁力、重力及流场的合力作用下同脉石矿物分离。
强磁选-反浮选联合流程是针对矿石成分复杂,并通常与多种杂质矿物共生的赤褐铁矿的有效选别方法。此工艺流程先采用强磁选设备进行强磁抛尾除杂,一般主要采用高梯度磁选机进行,所得精矿再采用反浮选流程进行进一步除杂后,即可获得高品位的铁精矿,该流程对赤褐铁矿精矿品位的提高非常好的效果。
在赤褐铁矿的强磁选工艺流程中,由于其嵌布粒度细,矿物易泥化,常常会导致一部分细粒级的目标矿物因水流冲洗损失到尾矿中,为了提升细粒级赤褐铁矿物回收,在强磁选之先将这部分细粒级目标矿物进行絮凝处理,再进行强磁选,便可较好地提高金属回收率。
赤褐铁矿作为一种重要的铁氧化矿物,其选矿工艺的选择需综合考虑矿物特性、分选效率及经济成本。单一重选虽流程简单,但受限于矿物嵌布粒度细、单体解离难等问题,已难以满足现代选矿对高品位铁精矿的需求;单一磁选借助高梯度磁选设备,在弱磁性矿物分选中展现出高效性,成为赤褐铁矿分选的重要基础;而强磁选-反浮选联合流程通过先抛尾除杂、再深度提纯,显著提升了精矿品位,适用于成分复杂的矿石;絮凝-强磁选工艺则针对性解决了细粒级矿物流失问题,有效提高了金属回收率。
金矿矿物加工工艺的基本流程包括矿石破碎、矿石磨矿、浮选、脱泥和冶炼等。首先,通过矿石破碎设备将原始矿石破碎成适当的粒度。然后,将破碎后的矿石送入磨机进行磨矿处理,以进一步细化矿石颗粒。接下来,使用浮选法将含金矿石中的金属黄金与其他杂质进行分离。在浮选过程中,通过加入药剂和气泡,使黄金矿物与气泡结合形成泡沫,从而达到分离的目的。随后,利用脱泥设备将黄金泡沫从浮选浆液中分离出来。最后,将黄金泡沫进一步冶炼、精炼,得到纯度更高的金属黄金。
黄金矿物常见的有自然金、黄铜矿、硫化黄金等。不同的黄金矿物具有不同的物化性质,因此需要采用不同的工艺方法进行处理。例如,自然金的密度较大,可采用重选和重介质选矿等方式进行提取;硫化黄金由于其硫化物的性质,通常采用浮选法进行分离。
常见的金矿矿物加工工艺种类主要包括重力选矿、浮选、氰化法等。
重力选矿是根据矿石中金属黄金的物理性质(如密度差异)进行分离的一种方法。重力选矿主要包括重选、重介质选矿和层流选矿等。重选法利用重力将金粒与其他杂质进行分离,适用于粗颗粒的金矿矿石。重介质选矿则是通过浮于介质中或下沉至介质底部来实现分离。层流选矿是根据矿石颗粒在水流中的沉降速度大小进行分离。
浮选是利用气泡与矿石中的金属黄金颗粒结合形成泡沫,从而进行分离的一种方法。浮选工艺主要分为直接浮选、反击浮选和混合浮选等。直接浮选是将黄金矿物与药剂和气泡直接接触,从而使黄金矿物上浮至浮泡表面。反击浮选是通过调整矿浆中的pH值、药剂用量等参数,改变矿石表面电荷性质以实现分离。混合浮选则是将两种或多种浮选方法结合使用。
氰化法是利用氰化物溶液与金属黄金发生氧化反应形成可溶性的金氰化物,再通过吸附剂将金氰化物固定在吸附剂上,然后进行脱吸附和电解等步骤提取金属黄金。氰化法是一种将微细颗粒的金矿石中的金属黄金全面提取的重要方法。
由于金的赋存状态复杂,微细粒金和包裹金普遍存在,单一浮选工艺在选矿过程中回收率较低,药剂消耗大,难以满足经济和环保要求。因此,探索高效、低能耗的选矿工艺,提高资源利用率,已成为矿物加工领域的重要课题。
浮选联合工艺将浮选技术与其他选矿方法相结合,充分发挥不同工艺的优势,改善金的分选效果。通过重选预富集、氰化浸出提取残余金、细菌氧化降解硫化物等手段,可以提高金的回收率,降低浮选过程中的药剂消耗,并减少环境污染。
浮选工艺是一种利用矿物表面物理化学特性差异进行分选的方法。矿石在经过破碎、磨矿后形成矿浆,通过调节矿浆pH值和加入特定的药剂,使金矿物选择性地附着于气泡上,并浮选到泡沫层,从而实现矿物分离。金矿物与脉石矿物的可浮性存在显著差异,选择适宜的捕收剂和起泡剂可以有效提高金的富集程度。然而,在低品位金矿的浮选过程中,由于矿石中金的含量较低,部分金呈微细粒分布,并常与硫化物、砷矿物紧密共生,导致单一浮选工艺难以实现高效分选。
重选-浮选联合工艺以矿物密度差异为基础进行矿石预选富集,主要适用于金颗粒粒度较粗、密度差异明显的低品位金矿。通过跳汰机、摇床或螺旋溜槽等重选设备,在破碎和粗磨阶段将大量轻质脉石矿物提前去除,显著提高送入浮选阶段的矿石品位,降低后续处理量,减少药剂用量和能耗。浮选阶段对经重选富集后的矿石采用合适的捕收剂和起泡剂组合进行精细分选,实现微细金粒及与硫化物伴生金的有效回收。
浮选-氰化联合工艺适合处理金赋存状态复杂、微细粒嵌布的含金硫化矿。该工艺通过浮选技术实现含金硫化矿物的初步富集,采用选择性强的捕收剂(如黄药类、黑药类)精确分离含金硫化矿物和脉石矿物,提升金的富集比并降低后续氰化处理量。氰化阶段在碱性矿浆环境中利用氰化钠进行金的选择性浸出,氰化浸出过程需精确控制溶液pH、氰化物浓度和氧气含量,确保氰化反应充分且快速,避免氰化物过量使用。针对氰化物高毒性问题,工艺过程需配备完善的氰化物回收循环系统及废水净化设施,降低环境风险并提升经济效益。浮选-氰化联合工艺可以有效提高复杂硫化金矿的金浸出率及综合回收效率,同时要求有严格的安全和环保控制措施。
除以上联合工艺外,还有浮选-细菌氧化、浮选-焙烧-浸出、浮选-重选-氰化、浮选-磁选-浸出等工艺,可对不同类型的金矿进行选矿处理。
澳大利亚是全球领先的矿产品生产国,澳大利亚是全球最大铝土矿、矾土、金红石和锆英石生产国;第二大黄金、铁矿、铅、锂、锰矿、钨和锌生产国,第三大钛铁矿和铀生产国;第四大黑煤(也是最大出口国)、镍和银生产国;第五大铝、褐煤和铜生产国。
在查明的矿产资源中,澳大利亚拥有世界上最大的黄金、铁矿石、铅、镍、金红石、银、铀、锌和锆资源,第二大的铝土矿、褐煤、钴、钛铁矿和钽资源,第三大的铜和锂资源,第四大的钍资源以及第五大的黑煤和锰矿资源。
澳大利亚完善的矿业法律体系、健全的基础设施建设、高度发达的现代化采选技术以及稳定透明的投资环境,为全球矿业企业提供了广阔的发展空间。
为更好服务当地客户、顺应市场趋势,鑫海矿装正式成立澳洲公司,以本地化运营为支点,依托强大的技术实力与全产业链协同优势,为澳洲矿业客户提供高度集成化、定制化的矿业全产业链EPC+M+O解决方案。
磷片石墨的可浮性很好,生产中主要采用阶段磨矿、阶段选别、快速浮选、多段磨矿—分级浮选、混目粗选后分级磨矿浮选等工艺,尽量缩短选别流程,提前快速分选出大鳞片石墨,细鳞片石墨进行多次精选。
磷片石墨选别工艺对浮选设备的要求有其特殊性,主要特点如下:
1)相对于细粒石墨,大鳞片石墨在性能方面具有较大优势,生产中一般需要尽可能地提高大鳞片石墨的回收率。因此,为达到能收早收、保护大鳞片的目的,一般磨矿细度为-0.15mm约占60%~70%,有时P80可达0.5~0.8mm。由于入选的矿石粒度很粗,要求浮选机具有适宜的搅拌强度,既能保证矿浆在浮选槽内充分悬浮,又不能在浮选槽内发生“翻花”现象。
2)浮选作业的泡沫产率大、泡沫黏性高。虽然鳞片石墨的可浮性很好,矿石密度较小,大鳞片也易上浮,然而如果泡沫在浮选槽内泡沫区的停留时间过长,大鳞片也容易与气泡发生脱附现象,从而降低大鳞片石墨的回收率。因此,需开发浮选泡沫快速回收技术。
3)石墨精矿产品对品位的要求很高,高碳石墨产品要求固定碳的含量需达到94%以上。因此,需要经过多次精选才能获得合格的精矿,有时需要多达10次精选作业。由于精选作业流程过长,单作业的浮选效率较低。因此,需提高浮选机性能,尽量缩短精选流程。
4)一般中矿泡沫集中返回至前面作业,随着时间累积容易造成中矿的循环负荷较大。当大量中矿泡沫返回到作业前的给矿箱或尾矿箱时,由于泡沫的气含率很高,泡沫沿着槽壁爬升,常发生泡沫漫流至浮选机操作平台上面的现象,导致操作平台的卫生条件极差。因此,需增加浮选机作业间中矿泡沫的流通通道。