在黄金选矿领域,如何高效回收金矿物一直是行业关注的核心问题。对于嵌布粒度不均匀的岩金矿石,传统的一段磨矿一段选别工艺往往面临过磨或解离不充分的困境。岩金矿阶段磨矿阶段选别工艺通过分段研磨、分段回收的设计思路,有效解决了这一技术难题。
阶段磨矿阶段选别,顾名思义,就是将磨矿和选别作业分成多个阶段进行。每一段磨矿后紧接着进行相应的选别,提前回收已解离的金矿物,避免其过磨。这种工艺特别适用于金矿物嵌布粒度粗细不均匀、或以粗粒嵌布为主伴生细粒金的岩金矿石。
不是所有金矿都适合采用阶段磨矿阶段选别方案。选矿工艺的选择,首先要看矿石性质。
金矿物的嵌布特征是决定性因素。当矿石中存在以下情况时,阶段磨矿工艺优势明显:
粗细不均匀嵌布:部分金颗粒粗大(大于0.1mm),部分微细(小于0.01mm)
粗粒金占比高:粗粒金占总金量的40%以上
包裹金分布复杂:金被黄铁矿、毒砂等硫化矿物包裹
矿石泥化严重:一段磨矿易产生过粉碎
我国某省一处石英脉型金矿,原矿金品位4.5克/吨,其中+0.074mm粗粒金占55%。采用一段磨矿直接浮选,粗粒金难以充分回收,尾矿金品位仍在0.8克/吨以上。改用阶段磨矿阶段选别后,粗粒金在一段重选提前回收,尾矿金品位降至0.35克/吨。
如果矿石中金以微细包裹为主(-0.01mm占80%以上),或者矿石性质单一均匀,一段磨矿直接浮选可能是更经济的选择。

理解这个工艺,需要抓住三个关键词:早收、分级、解离。
早收:在第一段磨矿后,使用重选设备回收已解离的粗粒金。粗粒金比重高达15-19,重选是最高效的回收手段。提前回收避免了粗粒金进入后续磨机被过度研磨。
分级:第一段选别的尾矿进入分级设备。水力旋流器或分级机将矿浆分成粗粒级和细粒级。粗粒级返回第二段磨机继续研磨,细粒级进入第二段选别作业。
解离:第二段磨矿针对粗粒级物料,磨矿浓度和介质配比更有针对性。目标是把连生体中的金充分暴露出来,而不是追求过细的磨矿细度。
这个原理可以用一句话总结:能收的先收,难磨的再磨,磨好的再选。
以“阶段磨矿—重选—尾矿再磨再选”的典型流程为例,详述各环节操作要点。
第一步:一段磨矿与分级
原矿经破碎至-12mm后进入一段球磨机。一段磨矿细度通常控制在-0.074mm占45-55%。这个细度既能让大部分粗粒金解离,又不会造成严重过磨。磨机排矿进入分级设备,分级溢流浓度控制在30-35%。
第二步:一段重选
分级溢流直接进入重选设备。常用设备包括尼尔森离心选矿机、跳汰机或摇床。尼尔森选矿机对细粒金回收效果好,富集比可达1000-3000倍。重选精矿为粗金精矿,金品位通常在500-2000克/吨,直接进入冶炼或进一步精选。
第三步:重选尾矿分级
重选尾矿进入水力旋流器。旋流器底流(粗粒)进入第二段磨机,溢流(细粒)进入第一段浮选。这个分级环节的关键是控制旋流器溢流细度,通常-0.074mm占75-85%。
第四步:第二段磨矿
第二段磨矿采用溢流型球磨机,与旋流器构成闭路。磨矿细度要求-0.074mm占85-92%。这时的磨矿介质以小直径钢球为主,研磨作用强于冲击作用,有利于连生体解离而不产生过粉碎。
第五步:第二段选别
第二段磨矿产物经分级后进入浮选系统。浮选采用一粗二扫二精的常规流程。活化剂常用硫酸铜,捕收剂可选丁基黄药或异戊基黄药,起泡剂为2号油。浮选时间一般控制在12-18分钟。
下表总结了各段磨矿和选别的关键参数:
| 作业段 | 磨矿细度(-0.074mm) | 主要设备 | 选别目标 | 回收率占比 |
|---|---|---|---|---|
| 一段磨矿+重选 | 45-55% | 球磨机+尼尔森 | 粗粒金 | 35-50% |
| 二段磨矿+浮选 | 85-92% | 溢流球磨机+浮选机 | 细粒金+硫化矿包裹金 | 40-55% |
一套完整的岩金矿阶段磨矿阶段选别生产线,主要设备配置如下:
一段球磨机:格子型,规格根据处理量确定。日处理500吨规模推荐MQG 2736型
二段球磨机:溢流型,规格略小于一段。推荐MQY 2430型
分级设备:FX系列水力旋流器组,或高堰式单螺旋分级机
尼尔森离心选矿机(加拿大进口或国产仿制)
或JT系列跳汰机(处理量较小时选用)
摇床用于精矿再选
XCF/KYF联合充气式浮选机
粗选作业采用XCF-8或XCF-16
扫选作业可用KYF型,节省能耗
搅拌槽:用于矿浆与药剂混合
浓密机:精矿脱水
过滤机:精矿最终脱水
对于日处理300-500吨的小型选厂,设备总投资约350-550万元。具体配置需要根据矿石性质和场地条件进行设计计算。

将岩金矿阶段磨矿阶段选别工艺与一段磨矿直接浮选工艺对比,差距非常明显。
| 对比项 | 阶段磨矿阶段选别 | 一段磨矿直接浮选 |
|---|---|---|
| 金总回收率 | 88-93% | 78-85% |
| 磨矿能耗 | 22-28度/吨 | 28-35度/吨 |
| 过粉碎率(-0.01mm) | 8-12% | 15-22% |
| 浮选药剂消耗 | 较低(提前抛尾) | 较高 |
| 粗粒金回收 | 可回收 | 损失在尾矿 |
| 系统稳定性 | 好(波动适应性强) | 一般 |
从数据可以看出,阶段磨矿工艺在回收率和能耗两个核心指标上都有明显优势。回收率提升5-10个百分点,对于金价高位运行的当下,增效十分可观。
以日处理500吨、原矿品位3克/吨、年工作300天计算:
回收率提升8%,年多回收金3克/吨 × 500吨 × 300天 × 8% = 36000克
按金价450元/克计算,年增收益1620万元
在实际生产中,有几个关键点直接影响工艺效果。
磨矿细度的匹配:一段磨矿不能太细。很多选厂为了追求高解离度,把一段磨矿细度提高到65%以上,结果粗粒金过磨,重选回收率下降。正确的做法是“能收即收”,一段够用就行。
重选设备的调试:尼尔森选矿机的流态化水、转速、反冲水压力需要根据给矿粒度优化。一般建议:反冲水压力20-40kPa,离心力控制在60-120G。每班检查精矿产率,正常应在0.5-1.5%。
分级效率的控制:水力旋流器底流浓度应控制在70-75%。浓度过低说明分级效果差,粗粒进入溢流影响浮选;浓度过高则第二段磨机循环负荷大。可以通过调整沉砂嘴直径和给矿压力来优化。
浮选药剂的调整:第二段浮选给矿中残留部分重选药剂(尤其是离心选矿机带来的残留),可能抑制硫化矿浮选。建议在浮选前增加调浆搅拌时间,必要时加入少量硫酸铜活化。
案例一:西南某省石英脉金矿
该矿处理量800吨/日,原矿金品位4.2克/吨。金矿物以自然金为主,其中+0.1mm粗粒金占48%,-0.01mm微细粒金占22%。原工艺为一段磨矿至-0.074mm占75%后直接浮选,回收率仅81.5%。
改造为阶段磨矿阶段选别工艺:
第一段磨矿至-0.074mm占50%
尼尔森选矿机回收粗粒金
重选尾矿再磨至-0.074mm占88%后浮选
改造后总回收率达到91.2%,提升近10个百分点。每年多回收金约95公斤,年均增效超过4000万元。
案例二:非洲某金矿
该矿区处理量1200吨/日,矿石中金与黄铁矿关系密切。采用一段磨矿浮选,金回收率长期在82%左右波动。引入阶段磨矿工艺后,一段重选提前回收了约38%的金(这部分金品位高、易冶炼),浮选作业负荷下降,回收率稳定在89.5%。
Q:阶段磨矿工艺会不会增加投资?
A:会增加。主要是增加了重选设备和第二段磨矿系统。以500吨/日规模为例,设备投资约增加80-120万元。但回收率提升带来的收益通常在3-6个月内即可收回增量投资。
Q:原有的一段磨矿浮选厂能改造吗?
A:可以。大多数现有选厂具备改造条件。主要改造内容:在第一段磨矿分级后增加重选设备;将原有磨机调整为第二段磨矿;增加一台小型球磨机作为第一段磨机(或调整现有磨机配置)。改造周期一般2-3个月。
Q:重选回收的金精矿怎么处理?
A:重选精矿金品位高(一般500-2000克/吨),可直接冶炼。小型选厂可采用混汞法或氰化浸出处理,大型选厂可直接销售给冶炼厂。注意:重选精矿中的金多为粗粒自然金,氰化浸出速度慢,建议采用重熔或混汞工艺。
Q:处理量小于200吨/日的小型选厂适用吗?
A:适用。小型选厂可以简化配置:一段磨后使用跳汰机替代尼尔森选矿机;第二段磨矿与第一段共用一台磨机(分时运行)。但要注意,小型选厂的管理水平直接影响阶段磨矿效果的发挥。
Q:这种工艺对工人操作水平要求高吗?
A:比重选—浮选联合流程要求略高。关键控制点是磨矿细度和分级效率。建议配备一名有经验的磨矿工,并定期检测各作业点的粒度分布。

决定是否采用岩金矿阶段磨矿阶段选别工艺,可从以下几个方面评估:
做工艺矿物学研究:查明金的嵌布特征、粒度分布、赋存状态。这是决策的基础。
估算粗粒金占比:如果+0.074mm粗粒金占比超过30%,阶段磨矿优势明显。
评估过粉碎风险:矿石中云母、绿泥石等易泥化矿物多时,阶段磨矿可有效降低过粉碎。
计算经济账:用小型试验回收率数据,结合处理量和金价,估算年增效与投资回收期。
考察现场条件:场地是否允许增加设备?电力容量是否足够?尾矿库是否有余量?
选矿工艺没有放之四海而皆准的标准方案。阶段磨矿阶段选别是一种高效的技术思路,但具体实施需要结合矿石特性和现场条件进行针对性设计。建议在确定方案前,委托有资质的选矿研究机构进行矿石可选性试验和流程论证。