随着高品位易处理金矿资源日益减少，碳质金矿作为一种重要的难处理金矿资源，正受到全球采矿业的广泛关注。碳质金矿因其独特的矿物组成和复杂的金赋存状态，传统氰化工艺难以有效处理，而重选技术凭借其环保、高效的特点，成为处理此类矿石的重要选择。通过系统分析影响碳质金矿重选效率的关键因素，可以有效提高碳质金矿的处理效果。
碳质金矿的矿物学特征与挑战
碳质金矿是指含有活性碳物质的金矿石，其中金可能以自然金形式存在，但往往与碳质物紧密共生或被碳质物包裹。碳质金矿中的碳物质主要有以下几种形式：
1. 碳质物作为独立矿物存在
如石墨、无定形碳等，这类矿物通常与金矿物共生，但不直接影响金的提取。
2. 有机碳化合物
如腐殖酸、酮类物质等，这些化合物通常具有一定的吸附能力。
3. 活性碳吸附的金颗粒
活性碳具有强烈的吸附能力，能够吸附溶液中的金离子或细小金颗粒。
4. 含碳黏土矿物共生体
碳与黏土矿物的复杂共生关系，进一步增加了选矿难度。
这些碳质物质与金的复杂共生关系，使得碳质金矿的选冶难度大幅增加。研究发现，当碳质物含量超过2%时，常规氰化提金回收率会显著下降，这一现象被称为"炭锁金"效应。
碳质金矿重选工艺的影响因素分析
1. 矿石特性对重选效率的影响
金颗粒粒度是影响重选效率的首要因素。当金颗粒粒度在+0.074mm时，重选回收率可达85%以上；而当金颗粒粒度降至-0.037mm时，常规重选回收率通常低于40%。
同时，金颗粒的形态也显著影响重选效果。扁平或片状金粒由于其较大的表面积与体积比，沉降速度比理论计算值低20-30%，导致常规重选设备难以有效捕获。
2. 碳质物特性与含量
不同类型碳质物对重选效果的影响各异。研究显示，无定形碳与石墨对重选影响较小，而活性碳组分往往会吸附细粒金，降低重选回收率。当碳质物含量超过3.5%时，需采用特殊的预处理工艺来削弱碳质物的干扰。
3. 共伴生矿物组成
硫化物（尤其是黄铁矿和砷黄铁矿）常与碳质金矿共生，这些矿物密度较高（约4.8-5.2g/cm³），在重选过程中容易与金（密度19.3g/cm³）一起富集，降低精矿品位。
重选设备选择与参数优化
1. 离心重选设备
对于细粒碳质金矿（-0.1mm），高G值离心重选设备表现出优异的回收效果。通过调整离心力场强度（通常在60-100G之间），可使细粒金的回收率提高15-25%。
2. 摇床选矿
对于中等粒度碳质金矿（0.1-0.5mm），改进型摇床显示出良好效果。通过优化摇床床面沟槽设计，将传统60°三角槽改为复合曲线槽，并调整床面倾角在2-4°之间，可有效提高回收率。摇床的床面倾斜度、长度、宽度等结构参数会直接影响矿浆在床面上的流动速度和分布，进而影响金的分选效果。床面倾斜度较大时（4-6°），矿浆流速快，有利于粗粒金的分离，但可能会导致细粒金的流失；当倾角较小（2-3°）时，则更有利于回收细粒金。
3. 跳汰机选矿
对于粗粒碳质金矿（+0.5mm），跳汰机表现出较好的回收效果。跳汰机的筛板孔径、冲程、冲次等参数对选别效果具有重要影响。研究表明，处理碳质金矿时，筛板孔径宜选择2-3mm，冲程控制在10-15mm，冲次保持在60-80次/分钟，能获得较佳分选效果。跳汰机特别适用于比重差异明显的粗粒矿物分选，对密度大于13g/cm³的游离金粒回收效率通常可达90%以上。
4. 螺旋溜槽与摇床联合工艺
对粗粒碳质金矿（+0.5mm），也可采用螺旋溜槽进行粗选，再通过摇床精选的组合工艺，可实现较高的回收率和品位。溜槽常用于处理粗粒或砂质金矿，但对细粒金的回收效果较差。研究显示，处理微细粒碳质金矿时，采用离心重选设备比溜槽重选更能有效回收金。
操作参数优化与控制策略
1. 给矿浓度控制
不同重选设备的最佳给矿浓度各异。离心重选设备通常在15-25%固体含量时效果最佳；摇床选矿则需控制在20-30%；螺旋溜槽则需在25-35%范围内。过高的给矿浓度会导致床层分层效果变差，而过低则会降低处理能力。
2. 水流调控
水流是影响重选效果的关键因素。合理控制冲洗水量和频率可显著提高回收率。
3. 振动参数
对于摇床等设备，振动频率、振幅和行程对分选效果影响显著。研究表明，处理碳质金矿时，较低的振动频率（180-220次/分）和较大的振幅（12-18mm）通常能获得更佳的分选效果。
碳质金矿处理工艺的组合应用
针对不同性质的碳质金矿，可以设计采用不同的工艺组合：
对于碳含量较低的碳质金矿，可采用"破碎-磨矿-重力回收-浸出"工艺路线；对于碳含量中等的碳质金矿，可考虑在工艺中增加浮选和焙烧步骤；而对于高碳含量碳质金矿，则需要添加预氧化等特殊处理步骤。
结论
碳质金矿的高效处理是当今金矿冶金领域的重要挑战。通过深入研究碳质金矿的矿物学特性，系统优化重选工艺参数，可以显著提高碳质金矿的处理效率和经济效益。合理选择重选设备并优化操作参数，对于提高碳质金矿选矿指标具有重要意义。
