津巴布韋某鉑金礦尾礦再選可行性研究

米夏夏

(北京礦冶研究總院，北京 100160)

津巴布韋某鉑金礦尾礦再選可行性研究

米夏夏

(北京礦冶研究總院，北京 100160)

介紹了津巴布韋某浮選鉑金礦尾礦的性質，對其中的鉑族金屬等有用礦物進行回收利用可行性研究，通過選礦工藝設計和項目投資分析，表明該鉑金礦尾礦再選項目是可行的。

鉑族金屬； 尾礦再選； 可行性

1 前言

津巴布韋Mimosa鉑金礦[1]是津巴布韋最古老的鉑金礦山，礦山位于大巖墻南部的Wedza雜巖體上，早在20世紀20年代，開始簡單的采礦活動，但并未成功。直到1994年才開始規(guī)模化生產，由Mimosa Investments Limited經營，南非鉑金生產商因帕拉鉑金公司(Implats Platinum Ltd.)和阿奎里厄斯鉑業(yè)公司(Aquarius Platinum Ltd.)各持其50%的股份。

Mimosa現(xiàn)有選礦廠附近的一個老尾礦壩，庫存浮選鉑金礦尾礦量在2 000kt以上，其中的3E(Pt、Pb、Au)品位在1.1g/t以上。該尾礦庫已經閉庫，不但占用了大量土地，影響環(huán)境，而且如此豐富的鉑族金屬資源留存于尾礦庫中，造成極大的資源浪費。Mimosa鉑金礦作為津巴布韋第一個成功開發(fā)的鉑金礦山，經多次擴建后，目前原礦處理量為220kt/月，即處理量約2 640kt/a，Mimosa公司計劃將該礦山的采選處理能力提升到3 240kt/a，處理能力的提升勢必會產生更多的尾礦。Mimosa公司通過委托Mintek公司和Bgrimm的試驗研究設計，準備對現(xiàn)有老尾礦庫中的尾礦進行綜合回收處理。

2 尾礦特性及試驗

2.1 化學多元素分析

Mimosa公司老尾礦壩的尾礦化學多元素分析結果見表1。

老尾礦壩的鉑族金屬(PGMs)主要以Pt、Pd為主，Pt/Pd比為1.16，占PGMs含量90%以上。

2.2 物相組成

尾礦的礦物組成及相對含量統(tǒng)計結果見表2。

表1 尾礦多元素分析結果 %

表2 尾礦中主要礦物組成及相對含量統(tǒng)計結果 %

工藝礦物學研究表明，該尾礦中礦物組成比較復雜，礦物種類較多，嵌布關系也較為復雜。尾礦中大部分礦物為輝石礦物、滑石和角閃石，鉑族金屬礦物主要以硫化物形式存在，主要包括磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦，還有少量的方鉛礦、閃鋅礦、輝銅礦、斑銅礦等。鉑族金屬在礦物中嵌布粒度細，6μm以下占近70%，在選別過程中必須再磨才能充分解離。

2.3 尾礦粒度組成

尾礦在各粒度級別分布統(tǒng)計結果見表3。

表3 尾礦各粒級分布統(tǒng)計結果

在粒度小于0.038mm時，篩下累計產率占44.9%，3E品位小于1.0g/t，回收率為39.91%，因此鉑鈀金主要在粗顆粒之中。

圖1 開路試驗流程圖

2.4 尾礦選礦試驗

Mintek公司對該尾礦進行開路試驗，試驗流程見圖1，選別指標見表4。

表4 開路試驗結果

試驗結果表明，在磨礦細度為-0.053mm占80%的條件下，采用一次粗選，兩次精選的單一浮選工藝可獲得鉑精礦品位83.2g/t，回收率為26%。

3 建設規(guī)模和產品方案

根據(jù)mimosa業(yè)主的相關資料，老尾礦壩庫存浮選鉑金礦尾礦量在2 000kt以上，資源量可靠，尾礦再選廠建設規(guī)模按處理能力40kt/月設計，可供生產4年，老尾礦壩的尾礦處理結束后，可以處理現(xiàn)有的3#尾礦壩的尾礦，至少可生產15年以上。

根據(jù)Mintek公司選礦試驗，并參考類似選礦實踐[2～4]，本設計方案的產品為鉑精礦，確定設計工藝指標見表5。

表5 工藝設計指標

4 工藝流程設計

4.1 脫泥磨礦流程

尾礦壩的尾礦調漿后，泵送至磨礦車間旁邊的脫泥前攪拌槽，控制礦漿濃度為30%，然后通過泵輸送到FX150×8脫泥旋流器組，脫泥旋流器有兩個作用：一是礦漿濃縮，達到磨礦濃度的要求；二是除去大部分的細泥(-0.053mm)，預先脫除30%的細泥。脫泥旋流器溢流自流到粗選尾礦池，沉砂進磨礦回路。

磨礦系統(tǒng)由球磨機和分級旋流器組構成，脫泥旋流器的沉砂濃度控制在70%左右，直接進入MQY3254球磨機，球磨后進入排礦泵池，再泵送到FX250×6旋流器組分級，溢流控制的分級粒度為-0.053mm占80%，沉砂返回球磨機形成閉路。脫泥磨礦工藝流程見圖2。

圖2 脫泥磨礦工藝流程圖

4.2 浮選工藝流程

根據(jù)Mintek試驗流程，確定浮選工藝流程為一次粗選、兩次精選，粗選、精選一和精選二的浮選時間分別為20、15min和10min。磨礦分級溢流自流進入攪拌槽，然后再進入5槽BF- 10m3浮選機粗選；粗選泡沫去精選，粗選底流與脫泥旋流器的溢流合并為最終尾礦。粗精礦經兩次精選(精一、精二分別為4槽、2槽BF- 4 m3浮選機)得到最終精礦，中礦順序返回。浮選工藝流程見圖3。

圖3 浮選工藝流程圖

4.3 脫水工藝設計

精礦脫水選擇濃密和壓濾兩段脫水工藝，浮選鉑精礦產率為0.57%，產量僅為0.35t/h。精礦濃密系統(tǒng)設計采用1臺NZY- 6中心傳動濃密機，壓濾系統(tǒng)設計采用1臺XAZG20/800- U隔膜壓濾機，濃密機的底流濃度為55%，自流至壓濾前攪拌槽，然后通過壓濾機專用的氣動隔膜泵送至壓濾機，壓濾后的濾餅含水15%，通過皮帶機送至精礦倉，再裝車外運。

尾礦脫水選擇一段濃密脫水工藝，為防止回水利用對浮選流程產生不利影響，采取普通濃密，不添加絮凝劑。尾礦濃密系統(tǒng)設計采用1臺NZY- 50中心傳動濃密機，底流濃度為50%，通過尾礦輸送泵送至現(xiàn)有尾礦庫。

5 經濟效益

該尾礦再選項目設計處理規(guī)模為40kt/月，設計內容為尾礦脫泥磨礦車間、浮選車間、精礦和尾礦脫水車間，車間按露天配置，其中機修和藥劑倉庫、試化驗室等配套設施均利用現(xiàn)有設施。

項目總投資1 340萬美元，基建期1年。建成投產后，年均銷售收入308.98萬美元，年平均利潤總額106.7萬美元，項目投資財務內部收益率為17.58%，高于財務基準收益率，在10%的折現(xiàn)率水平下，項目投資財務凈現(xiàn)值為168.6萬美元。

6 結語

(1)尾礦中Cu和Ni的品位分別為0.023%和0.066%，但選礦試驗未作更多的工作，為了能綜合回收尾礦中有價金屬，建議后續(xù)進行Cu和Ni回收的試驗工作。

(2)該尾礦再選項目作為一新建項目，規(guī)劃在現(xiàn)有選廠附近，充分利用現(xiàn)有場地，簡化布置。在不影響正常生產的情況下，優(yōu)先考慮利用選廠原有設備，減少工程投資和建設時間。

(3)Mimosa現(xiàn)已閉庫的尾礦資源量為2 000kt，可供該尾礦再選項目正常生產4年，4年后處理3#尾礦庫尾礦時，存在尾礦性質波動導致選別指標不穩(wěn)定的可能，存在一定的技術風險。

(4)Mimosa公司決定對礦山積存的尾礦進行綜合回收利用，有利于礦山環(huán)境的綜合治理，同時又可獲得較好的經濟效益。從財務角度上分析，該項目有一定的盈利能力和投資回收能力，故尾礦再選項目是可行的。從財務敏感性分析，該項目對鉑精礦中的3E回收率指標非常敏感，需加強對尾礦再選的技術研究，確保選別指標穩(wěn)定。

[1] 趙聲貴，陳元初.津巴布韋大巖墻鉑族金屬資源開發(fā)現(xiàn)狀[J].貴金屬,2011，32(1):72-75.

[2] 米夏夏，羅 棚，米建國.贊比亞某銅爐渣選礦項目可行性研究[A].第五屆尾礦與冶金渣綜合利用技術研討會論文集[C].2014.

[3] 選礦設計手冊編委會.選礦設計手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1999.

[4] 馮守本.選礦廠設計[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1996.

Feasibility study of tailings re-concentration of a platinum mine in Zimbabwe

The tailings characteristics of a platinum mine in Zimbabwe was introduced, and the feasibility study of recovering platinum metals was carried out. Through the design of mineral separation process and the analysis of project investment, it shows that the tailings re-concentration is feasible.

platinum metals; tailings re-concentration; feasibility

1672-609X(2017)05-0032-03

TD926.4+2

A

米夏夏(1984-)，男，湖南懷化人，碩士，工程師，主要從事選廠設計等工作。