北衙硫化礦選廠尾礦中金銀鐵綜合回收實(shí)驗(yàn)研究

祁磊，席欣月，蔡鑫,，肖有明,，黃典強(qiáng),3，崔毅琦，童雄

（1.云南黃金集團(tuán)北衙礦業(yè)有限公司，云南 大理 671507；2.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院；云南 昆明650093；3.省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650093）

隨著當(dāng)代選礦技術(shù)的發(fā)展和礦產(chǎn)資源開發(fā)需求的增加，低品位礦石中有價(jià)金屬的回收成為目前礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)的方向之一[1-3]。使用現(xiàn)有的選冶技術(shù)對(duì)低品位尾礦中的有用組分加以回收，可補(bǔ)充日益枯竭的礦產(chǎn)資源，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[4-7]。

云南黃金集團(tuán)北衙礦業(yè)有限公司硫化礦選廠投產(chǎn)以來，采用“銅優(yōu)先浮選-硫浮選-磁選鐵-硫精礦、鐵精礦再磨再浸”工藝回收礦石中的銅、硫、鐵、金、銀等元素。根據(jù)投產(chǎn)以來的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，尾礦產(chǎn)率約為65%，其中含有金、銀和鐵等有價(jià)元素，Au品位為0.15 g/t，Ag品位為3.70 g/t，TFe的品位為17.43%，具有綜合回收價(jià)值。為實(shí)現(xiàn)尾礦中金、銀和鐵的綜合回收，本文進(jìn)行了選礦實(shí)驗(yàn)研究，確定了“弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”的選礦工藝。

1 礦石性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)所用尾礦取自硫化礦選廠尾礦濃密機(jī)底流，尾礦的化學(xué)多元素分析結(jié)果和鐵物相分析結(jié)果分別見表1、2。由表1可知，尾礦中的主要有價(jià)元素有金、銀和鐵，其他元素含量較低。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果/%Table 1 Results of multielement analysis of raw ore

由表2可知，尾礦中的鐵含量較高，主要為菱鐵礦和赤/褐鐵礦，磁鐵礦的含量較低，但具有較強(qiáng)的磁性，采用磁選易于回收[8-10]。

表2 鐵物相分析結(jié)果Table 2 Results of iron phase analysis

2 實(shí)驗(yàn)方案

從礦石性質(zhì)來看，尾礦中的有價(jià)元素主要為金、銀和鐵，其中可回收的鐵礦物是磁鐵礦。金以獨(dú)立礦物自然金和含銀自然金的形式存在，顆粒較細(xì)，被黃鐵礦包裹，少量嵌布于磁鐵礦中。

采用磁選的方法，既可選別磁鐵礦，也可富集嵌布于磁鐵礦中的金銀[11]。由于磁選后的粗精礦粒度較粗，金的嵌布粒度較細(xì)，對(duì)粗精礦再磨，可使大部分金銀充分暴露，有利于氰化浸出[12-14]。綜合考慮，采用“弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”工藝流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程Fig.1 Process Flow chart

3 結(jié)果及討論

3.1 弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

尾礦中有部分金、銀與磁鐵礦緊密共生，通過弱磁選，可同時(shí)富集磁鐵礦及其中的金、銀。為確定弱磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)行了磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2 ～ 4。

圖2 弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)Au的選別結(jié)果Fig. 2 Results of Au selection in the magnetic field strength test

圖3 弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)Ag的選別結(jié)果Fig. 3 Results of Ag selection in the magnetic field strength test

圖4 弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)Fe的選別結(jié)果Fig. 4 Results of Fe selection in the magnetic field strength test

由圖2 ～ 4可知，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，磁選粗精礦中金的品位在0.78 ～ 0.80 g/t之間，銀的品位在5.9 ～ 6.3 g/t之間，鐵的品位在29.44% ～31.83%之間，粗選精礦中金、銀、鐵的品位變化均不大。然而，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度從180 mT增加至260 mT，金、銀和鐵的回收率分別從5.55%、2.54%和2.59%增加為11.06%、4.44%和3.94%，金、銀和鐵的回收率均呈上升趨勢(shì)，進(jìn)一步提高磁場(chǎng)強(qiáng)度，回收率的增長幅度較小。綜合考慮，弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇260 mT為宜。

3.2 磁選粗精礦再磨再浸磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

磁選粗精礦中金的品位約0.8 g/t，可采用浸出的方法回收。由于弱磁粗選精礦粒度較粗，金的嵌布粒度較細(xì)，為回收這部分金銀，需對(duì)弱磁粗選精礦再磨，使粗精礦中的金銀充分暴露，以提高氰化浸出率。

磨礦細(xì)度是影響金銀能否從粗精礦中單體解離的重要因素，增加磨礦細(xì)度可使金充分解離暴露，提高浸出效率，但磨礦細(xì)度過高會(huì)使礦漿產(chǎn)生泥化現(xiàn)象，礦泥包裹在部分裸露的金表面又會(huì)影響浸出[15-16]。合理的磨礦細(xì)度，可獲得較高的浸出率。

氰化浸出在堿性條件下進(jìn)行，用石灰調(diào)節(jié)礦漿pH值至11，氰化鈉用量3 kg/t，固液比為2:1，浸出時(shí)間36 h，得到磨礦細(xì)度對(duì)Au、Ag浸出率的影響見圖5。

圖5 再磨再浸磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig. 5 Test results of re-grinding and re-leaching ore fineness

由圖5可知，當(dāng)磨礦細(xì)度從-0.038 mm 42.41%增加至-0.038 mm 80%時(shí)，金的浸出率由73.61%增至84.72%，銀的浸出率由63.53%增至71.12%，金、銀的浸出率均呈上升趨勢(shì)。進(jìn)一步提高磨礦細(xì)度，金、銀的浸出率基本保持不變。從磨礦成本和浸出指標(biāo)兩方面綜合考慮，磨礦細(xì)度選擇-0.038 mm 80.00%為宜。

3.3 磁選粗精礦再磨再浸重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)

磁選粗精礦在磨礦細(xì)度-0.038 mm 80.00%的條件下，重復(fù)多次再磨再浸實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 再磨再浸實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig. 6 Test results of re-grinding and re-leaching

在圖6中，進(jìn)行了4組再磨再浸的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，金的浸出率的變化幅度較小，始終在80.82%到84.93%之間波動(dòng)，銀浸出率的變化幅度較大，在62.41%到80.45%之間。根據(jù)這4組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，取平均值，得到再磨再浸的金浸出率為82.88%，銀浸出率為72.56%。可見，當(dāng)磁選粗精礦再磨細(xì)度為-0.038 mm 80.00%，采用氰化法浸出，其中的金、銀可以得到較好的浸出效果。

3.4 弱磁精選磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

為提高氰化尾礦中鐵的品位，提升鐵精礦的品質(zhì)，進(jìn)行弱磁精選實(shí)驗(yàn)。首先確定磁場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖7 弱磁精選磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)Fe的選別結(jié)果Fig. 7 Selection results of Fe in weak magnetic field strength test

由圖7可知，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度由140 mT增加至260 mT，鐵精礦中鐵品位略有降低，從47.37%降低至44.05%，但鐵的回收率從51.45%增加至65.29%，進(jìn)一步提高磁場(chǎng)強(qiáng)度，鐵回收率的增長幅度較小。綜合考慮，磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇260 mT為宜。

3.5 全工藝流程實(shí)驗(yàn)

通過上述的條件實(shí)驗(yàn)，得到尾礦再選的工藝參數(shù)，弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度260 mT、再磨再浸磨礦細(xì)度-0.038 mm 80%、弱磁精選磁場(chǎng)強(qiáng)度260 mT，進(jìn)行全工藝流程實(shí)驗(yàn)。全工藝實(shí)驗(yàn)流程見圖8，實(shí)驗(yàn)指標(biāo)見表3和表4，數(shù)質(zhì)量流程見圖9。

圖8 全流程實(shí)驗(yàn)Fig.8 Test flow sheet of process flow

表3 全工藝流程實(shí)驗(yàn)的再磨再浸實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of the regrinding and re-leaching testof process folw

圖9 “弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”數(shù)質(zhì)量流程Fig. 9 Quantity-quality flowsheet of process flow test

采用“弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”工藝流程，可以回收尾礦中的部分Au、Ag和Fe，經(jīng)弱磁粗選，可獲得Au品位0.79 g/t，Au回收率11.06%，Ag品位6.30 g/t，Ag回收率4.44%，TFe品位29.44%，TFe回收率3.94%的鐵粗精礦；鐵粗精礦在磨礦細(xì)度為-0.038 mm 80.00%的條件下進(jìn)行氰化浸出，金、銀浸出率分別為82.88%、72.56%，金、銀回收率分別為9.17%、3.22%；浸出尾礦經(jīng)弱磁精選可獲得TFe品位為44.68%、TFe回收率為2.65%的鐵精礦。

3.6 工藝流程重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)

為確保工藝指標(biāo)的重現(xiàn)性，選取硫化礦選廠完成磁選工段技改調(diào)試工作后的尾礦樣，進(jìn)行了“弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”工藝流程的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)樣品取樣期間，生產(chǎn)原礦Au品位 為1.64 g/t、Ag品 位 為17.23 g/t、TFe品 位 為26.52%，尾礦產(chǎn)率為69.46%，尾礦中金的占有率為6.25%、銀為15.17%、鐵為39.11%。對(duì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)樣進(jìn)行化學(xué)多元素分析，分析結(jié)果見表5，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6、7。

表5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)樣化學(xué)多素分析結(jié)果/%Table 5 Results of multielement analysis of verification test sample

表6 再磨再浸驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of the regrinding and re-leaching verification test

表7 弱磁選驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 7 Results of the low intensity magnetic verification test

由表5可知，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)樣中，Au品位為0.21 g/t，Ag品位為3.6 g/t，TFe品位為14.98%。與之前的試樣相比，金的品位略高，銀相差不大，TFe的品位較低。

由表6、7可知，在“弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”工藝的重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)中，金浸出率為85.88%，銀浸出率為64.02%，TFe品位為44.58%，TFe回收率為5.04%。鐵的回收率增加，驗(yàn)證試樣中磁鐵礦的占比較高。故硫化礦選廠尾礦采用“弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”的工藝流程，指標(biāo)較穩(wěn)定，具有重現(xiàn)性。

4 結(jié) 論

（1）北衙硫化礦選廠尾礦中Au品位為0.15 g/t，Ag品位為3.70 g/t，TFe的品位為17.43%。其中，金以獨(dú)立礦物自然金和含銀自然金的形式存在，顆粒較細(xì)，有少量嵌布于磁鐵礦中。

（2）通過“弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”工藝，在磁場(chǎng)強(qiáng)度260 mT、再磨細(xì)度-0.038 mm 80%、礦漿pH值為11、固液比2:1、氰化鈉用量為3000 g/t、浸出時(shí)間為36 h的條件下，金的回收率為9.17%，銀的回收率為3.22%，TFe品位為44.68%。該工藝對(duì)于北衙硫化礦選廠尾礦具有良好的適應(yīng)性和重現(xiàn)性。