北衙硫化礦選廠尾礦中金銀鐵綜合回收實驗研究

祁磊，席欣月，蔡鑫,，肖有明,，黃典強,3，崔毅琦，童雄

（1.云南黃金集團北衙礦業有限公司，云南 大理 671507；2.昆明理工大學國土資源工程學院；云南 昆明650093；3.省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，云南 昆明 650093）

隨著當代選礦技術的發展和礦產資源開發需求的增加，低品位礦石中有價金屬的回收成為目前礦產資源綜合開發的方向之一[1-3]。使用現有的選冶技術對低品位尾礦中的有用組分加以回收，可補充日益枯竭的礦產資源，產生良好的經濟效益和社會效益[4-7]。

云南黃金集團北衙礦業有限公司硫化礦選廠投產以來，采用“銅優先浮選-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。根據投產以來的生產統計，尾礦產率約為65%，其中含有金、銀和鐵等有價元素，Au品位為0.15 g/t，Ag品位為3.70 g/t，TFe的品位為17.43%，具有綜合回收價值。為實現尾礦中金、銀和鐵的綜合回收，本文進行了選礦實驗研究，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

實驗所用尾礦取自硫化礦選廠尾礦濃密機底流，尾礦的化學多元素分析結果和鐵物相分析結果分別見表1、2。由表1可知，尾礦中的主要有價元素有金、銀和鐵，其他元素含量較低。

表1 礦石化學多元素分析結果/%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，但具有較強的磁性，采用磁選易于回收[8-10]。

表2 鐵物相分析結果Table 2 Results of iron phase analysis

2 實驗方案

從礦石性質來看，尾礦中的有價元素主要為金、銀和鐵，其中可回收的鐵礦物是磁鐵礦。金以獨立礦物自然金和含銀自然金的形式存在，顆粒較細，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，對粗精礦再磨，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”工藝流程進行實驗，實驗的工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程Fig.1 Process Flow chart

3 結果及討論

3.1 弱磁粗選磁場強度實驗

尾礦中有部分金、銀與磁鐵礦緊密共生，通過弱磁選，可同時富集磁鐵礦及其中的金、銀。為確定弱磁選的磁場強度，進行了磁場強度實驗，實驗結果見圖2 ～ 4。

圖2 弱磁粗選磁場強度實驗Au的選別結果Fig. 2 Results of Au selection in the magnetic field strength test

圖3 弱磁粗選磁場強度實驗Ag的選別結果Fig. 3 Results of Ag selection in the magnetic field strength test

圖4 弱磁粗選磁場強度實驗Fe的選別結果Fig. 4 Results of Fe selection in the magnetic field strength test

由圖2 ～ 4可知，隨著磁場強度的變化，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，隨著磁場強度從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，進一步提高磁場強度，回收率的增長幅度較小。綜合考慮，弱磁粗選磁場強度選擇260 mT為宜。

3.2 磁選粗精礦再磨再浸磨礦細度實驗

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，為回收這部分金銀，需對弱磁粗選精礦再磨，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，增加磨礦細度可使金充分解離暴露，提高浸出效率，但磨礦細度過高會使礦漿產生泥化現象，礦泥包裹在部分裸露的金表面又會影響浸出[15-16]。合理的磨礦細度，可獲得較高的浸出率。

氰化浸出在堿性條件下進行，用石灰調節礦漿pH值至11，氰化鈉用量3 kg/t，固液比為2:1，浸出時間36 h，得到磨礦細度對Au、Ag浸出率的影響見圖5。

圖5 再磨再浸磨礦細度實驗結果Fig. 5 Test results of re-grinding and re-leaching ore fineness

由圖5可知，當磨礦細度從-0.038 mm 42.41%增加至-0.038 mm 80%時，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。進一步提高磨礦細度，金、銀的浸出率基本保持不變。從磨礦成本和浸出指標兩方面綜合考慮，磨礦細度選擇-0.038 mm 80.00%為宜。

3.3 磁選粗精礦再磨再浸重現性實驗

磁選粗精礦在磨礦細度-0.038 mm 80.00%的條件下，重復多次再磨再浸實驗，實驗結果見圖6。

圖6 再磨再浸實驗結果Fig. 6 Test results of re-grinding and re-leaching

在圖6中，進行了4組再磨再浸的重復實驗，金的浸出率的變化幅度較小，始終在80.82%到84.93%之間波動，銀浸出率的變化幅度較大，在62.41%到80.45%之間。根據這4組實驗結果，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，當磁選粗精礦再磨細度為-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 弱磁精選磁場強度實驗

為提高氰化尾礦中鐵的品位，提升鐵精礦的品質，進行弱磁精選實驗。首先確定磁場強度，實驗結果見圖7。

圖7 弱磁精選磁場強度實驗Fe的選別結果Fig. 7 Selection results of Fe in weak magnetic field strength test

由圖7可知，隨著磁場強度由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%，進一步提高磁場強度，鐵回收率的增長幅度較小。綜合考慮，磁場強度選擇260 mT為宜。

3.5 全工藝流程實驗

通過上述的條件實驗，得到尾礦再選的工藝參數，弱磁粗選磁場強度260 mT、再磨再浸磨礦細度-0.038 mm 80%、弱磁精選磁場強度260 mT，進行全工藝流程實驗。全工藝實驗流程見圖8，實驗指標見表3和表4，數質量流程見圖9。

圖8 全流程實驗Fig.8 Test flow sheet of process flow

表3 全工藝流程實驗的再磨再浸實驗結果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”數質量流程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；鐵粗精礦在磨礦細度為-0.038 mm 80.00%的條件下進行氰化浸出，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 工藝流程重現性實驗

為確保工藝指標的重現性，選取硫化礦選廠完成磁選工段技改調試工作后的尾礦樣，進行了“弱磁粗選-再磨再浸-弱磁精選”工藝流程的驗證實驗。實驗樣品取樣期間，生產原礦Au品位 為1.64 g/t、Ag品 位 為17.23 g/t、TFe品 位 為26.52%，尾礦產率為69.46%，尾礦中金的占有率為6.25%、銀為15.17%、鐵為39.11%。對驗證實驗樣進行化學多元素分析，分析結果見表5，實驗結果見表6、7。

表5 驗證實驗樣化學多素分析結果/%Table 5 Results of multielement analysis of verification test sample

表6 再磨再浸驗證實驗結果Table 6 Results of the regrinding and re-leaching verification test

表7 弱磁選驗證實驗結果Table 7 Results of the low intensity magnetic verification test

由表5可知，驗證實驗樣中，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”工藝的重現性實驗中，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，指標較穩定，具有重現性。

4 結 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，金以獨立礦物自然金和含銀自然金的形式存在，顆粒較細，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，在磁場強度260 mT、再磨細度-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%。該工藝對于北衙硫化礦選廠尾礦具有良好的適應性和重現性。