青海某难选含金铁矿石选矿工艺试验研究

熊馨 陈攀 孙晓华 应永朋 赵玉卿

摘要：青海某含金铁矿石金品位2.87 g/t、全铁品位30.67 %，金嵌布状态复杂，回收难度较大，且磁铁矿与黄铁矿、磁黄铁矿等嵌布关系紧密，解离难度大，影响铁精矿质量。针对矿石性质，采用原矿浮选金—弱磁选铁—铁精矿反浮选脱硫—磁选尾矿环保型浸金剂浸出工艺流程，金总回收率可达84.46 %，伴生组分银回收率为89.26 %，铁精矿全铁品位64.15 %、全铁回收率67.63 %，实现了矿石中金、铁及伴生组分银的综合回收。

关键词：含金铁矿石;浮选;磁选;反浮选脱硫;环保型浸金剂

中图分类号：TD953文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2020）07-0057-05 doi：10.11792/hj20200712

青海某中大型矽卡岩-热液型铁多金属矿床中发现独立存在的金铁矿。该矿矿石中可回收元素为金、铁，伴生回收元素为银，金嵌布状态复杂，主要以微细粒金形式包裹于黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物中。矿石中磁铁矿与磁黄铁矿、黄铁矿等硫化矿物嵌布关系紧密，较难解离，对铁精矿质量影响较大。为查明该含金铁矿石的可利用性，在对该矿石进行详细工艺矿物学研究的基础上，进行了选矿工艺试验研究。通过采用原矿浮选金—弱磁选铁—铁精矿反浮选脱硫—磁选尾矿环保型浸金剂浸出工艺流程，实现了金、铁及伴生银的综合回收，为该矿区共伴生矿石资源的综合开发利用提供基础数据和技术依据[1]。

1 矿石性质

1.1 化学成分及物相分析

矿石中金品位2.87 g/t、全铁品位30.67 %，金以硫化矿物包裹金为主，铁以磁铁矿为主。矿石中金属矿物主要为磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿;脉石矿物主要为透辉石、蛇纹石，其次为橄榄石、方解石、角闪石等[2]。矿石化学成分分析结果见表1，金、铁物相分析结果分别见表2、表3。

1.2 主要矿物嵌布特征

1）磁铁矿。磁铁矿主要以细粒状集合体产出，呈块状、浸染状构造分布，粒度主要分布在0.02～0.50 mm，可见磁铁矿的破碎裂隙后期被金属热液和脉石矿物充填，形成磁铁矿与黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿和脉石矿物互相包裹的分布形式，并呈港湾状接触。

2）黄铁矿。黄铁矿作为载金矿物，可分为2类：第一类黄铁矿为受后期韧性剪切作用影响产生破碎、拉长的黄铁矿，这类黄铁矿粒度主要分布在0～0.1 mm，呈条带状或细脉状产出，局部可见黄铁矿与磁铁矿互相穿插，呈交错结构，且与其他金属矿物互相包裹，这类黄铁矿解离较为困难。第二类黄铁矿呈团块状或稀疏浸染状构造，以集合体分布，集合体粒度在0.1～1.0 mm，这类黄铁矿粒度较粗，解离较为容易。

3）磁黄铁矿。磁黄铁矿作为载金矿物，粒度主要分布在0.038～0.500 mm，主要以他形不规则粒状产出，与磁铁矿互相包裹，与黄铜矿构成连晶结构或与黄铁矿连晶。经进一步对磁黄铁矿包裹金进行分析，金品位为1.02 g/t，金分布率为33.87 %。2020年第7期/第41卷 选矿与冶炼选矿与冶炼 黄 金

4）金银矿。通过显微镜下观察，发现金银矿14粒，其中8粒<0.02 mm，5粒为0.02～0.03 mm，1粒为0.038～0.074 mm，呈他形不规则粒状分布，主要分布于脉石矿物中，部分被方铅矿包裹。

1.3 金、铁回收矿物学影响因素

矿石中金的嵌布状态较为复杂，主要以微细粒金形式包裹于黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物中。64.74 %的硫化矿物包裹金和11.22 %的裸露及半裸露金为浮选可回收金;而硅酸盐、碳酸盐和磁铁矿中的金较难回收，对金回收率有所影响，其中15.07 %的硅酸盐、碳酸盐中金需通过浸出加以回收，8.97 %的磁铁矿中金可随磁铁矿进入铁精矿中。此外，脉石矿物多为易泥化钙镁矿物，细磨后矿浆泥化严重，也会对金的浮选造成不利影响[3]。

矿石中磁铁矿占全铁的72.97 %，磁黄铁矿、黄铁矿占全铁的14.77 %。磁铁矿与黄铁矿、磁黄铁矿嵌布关系密切，较难解离，而磁黃铁矿、黄铁矿作为含硫的铁矿物，将影响铁精矿质量[4]。

2 选矿试验结果与讨论

2.1 工艺流程确定

由于矿石中金主要以微细粒金形式包裹于黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物中，难以通过单一浮选或浸出工艺进行回收。矿石中磁铁矿与磁黄铁矿、黄铁矿等硫化矿物嵌布关系紧密，仅采用磁选法得到的铁精矿中硫含量超标。通过对矿石进行原矿氰化浸出及环保型浸金剂浸出、原矿先浮选后磁选、原矿弱磁选等探索试验[5]，确定选择原矿先浮选后磁选工艺流程，即先将磁黄铁矿与其他硫化矿物一起选出，保证金回收率，然后再进行磁铁矿的回收。

2.2 原矿浮选金试验条件

根据磨矿细度、药剂种类及用量等条件试验结果，确定原矿浮选金试验条件为：磨矿细度-0.074 mm占78 %，调整剂六偏磷酸钠用量100 g/t、硫酸铵+硫酸用量 （200+1 500）g/t，捕收剂戊基黄药+丁铵黑药用量（75+25）g/t，起泡剂MIBC用量 19 g/t。

2.3 原矿浮选金—弱磁选铁开路试验

在确定的原矿浮选金试验条件的基础上，进行原矿浮选金—弱磁选铁开路试验。试验流程见图1，试验结果见表4。

由表4可知：原矿磨至-0.074 mm占78 %，经过一次粗选、两次扫选、三次精选浮选流程选别，金精矿金品位22.55 g/t、金回收率43.22 %。浮选尾矿弱磁选铁，经过一段粗选、一段精选，得到的铁精矿全铁品位62.20 %，符合GB/T 36704—2018 《铁精矿》中C60级别磁铁精矿全铁质量标准要求，但杂质元素硫超标（要求硫质量分数不大于0.5 %）[5]，因此需对铁精矿进行脱硫。铁精矿金品位0.61 g/t、金回收率6.41 %，说明这部分金与磁铁矿、磁黄铁矿的关系极为密切，在浮选过程中难以得到回收。此外，经过弱磁精选后的中矿6金品位1.36 g/t、硫品位1.06 %，说明中矿6中的金主要以磁黄铁矿包裹金形式存在，需要加强对这部分金的回收。

2.4 铁精矿反浮选脱硫探索试验

开路试验中得到的铁精矿硫品位较高，为了得到合格的铁精矿产品，进行铁精矿反浮选脱硫探索试验。试验流程见图2，试验结果见表5。

由表5可知：采用2种活化剂硫酸、硫酸铜活化磁黄铁矿[6-7]后再用戊基黄药选硫，硫酸的活化效果较为明显，经过3次浮选作业脱硫，铁精矿硫品位降至0.56 %。将铁精矿再磨至-0.038 mm占56 %，采用硫酸活化浮选脱硫，铁精矿硫品位降至0.34 %，全铁品位提高至64.30 %，脱硫效果较好;铁精矿金品位降至0.45 g/t，降低了金在铁精矿中的损失率，浮选所得硫精矿金品位1.61 g/t;在闭路流程中将浮选脱硫所得中矿及弱磁选中矿返回到选金作业，会进一步提高金回收率。

2.5 原矿浮选金—弱磁选铁—铁精矿反浮选脱硫闭路试验

在原矿浮选金—弱磁选铁开路试验和铁精矿反浮选脱硫试验的基础上，进行了全流程闭路试验，主要考察各中矿返回时对选别指标的影响。由于中矿返回时矿浆中带有部分药剂，因此在闭路试验过程中对药剂用量进行了适当调整。试验流程见图3，试验结果见表6。

由表6可知：采用浮选、弱磁选、铁精矿再磨反浮选脱硫工艺流程，获得的金精矿金品位16.16 g/t、金回收率77.14 %，伴生银得到了回收，银回收率89.26 %;铁精矿全铁品位64.15 %、全铁回收率67.63 %，含硫0.48 %。

2.6 磁选尾矿环保型浸金剂浸出试验

磁选尾矿金品位0.82 g/t、金损失率15.78 %。为了提高金总回收率，且考虑到安全风险及环保因素，选用环保型浸金剂代替氰化物[8]，对磁选尾矿进行直接浸出（细度-0.074 mm占78 %）和细磨至-0.038 mm占68 %后浸出。试验条件为矿浆浓度30 %，石灰用量6 000 g/t，pH=10～11，浸出时间24 h。试验结果见表7。

由表7可知：将磁选尾矿直接浸出，金作业浸出率最高为35.39 %，对原矿金回收率最高为5.58 %;细磨后浸出，金作业浸出率为46.37 %，对原矿金回收率为7.32 %。由此可见，磁选尾矿细磨至-0.038 mm占68 %后浸出，浸渣仍含金0.42 g/t，金损失率为8.46 %，说明这部分金呈超微细粒包裹金形式存在，经细磨仍难以打开包裹体，无法通过浮选和浸出工艺回收。

3 结 论

1）青海某难选含金铁矿石中可回收成分为金和铁，伴生回收组分为银。矿石中金属矿物主要为磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿，脉石矿物主要为透辉石、蛇纹石。选矿目的矿物为磁铁矿、磁黄铁矿和黄铁矿，其中黄铁矿和磁黄铁矿是主要的载金矿物。矿石中金的嵌布状态较为复杂，以微细粒包裹金形式嵌布于硫化矿物及脉石矿物中，难以通过单一浮选或浸出工艺进行回收。矿石中磁铁矿与黄铁矿、磁黄铁矿嵌布关系密切，较难解离，对铁精矿质量影响较大。

2）采用原矿浮选金—弱磁选铁—铁精矿反浮选脱硫—磁选尾矿环保型浸金剂浸出工艺流程，获得的铁精矿全铁品位64.15 %、全铁回收率67.63 %，含硫0.48 %;浮选金精矿金品位16.16 g/t、金回收率77.14 %，伴生组分银回收率89.26 %。由于该矿石中金主要以微细粒包裹体形式嵌布于磁黄铁矿、黄铁矿等硫化矿物中，金精矿中硫、铁的品位较高，从而导致金精矿金品位较低，后续可通过焙烧—浸出提金方法对金精矿进行处理。

3）磁選尾矿细磨至-0.038 mm占 68 %，采用环保型浸金剂浸出，金浸出率7.32 %，金总回收率提高至84.46 %。浸渣金品位0.42 g/t，金损失率8.46 %，说明这部分金呈超微细粒包裹金形式存在，经细磨仍难以打开包裹体，无法通过浮选和浸出工艺回收。

[参 考 文 献]

[1] 应永朋，熊馨，孙晓华，等.铁铜锌多金属矿石选矿试验研究[J].黄金，2017，38（10）：57-62.

[2] 应永朋，李琳清，孙晓华，等.青海某含金磁铁矿工艺矿物学研究[J].黄金，2018，39（9）：56-60.

[3] 余胜利，王毓华，张英，等.某难选低品位金矿的选矿试验研究[J].有色金属（选矿部分），2013（2）：17-21，25.

[4] 熊馨，孙晓华，黄秉熊，等.青海某矽卡岩型铁多金属矿工艺矿物学研究[J].矿产保护与利用，2017（1）：72-76.

[5] 李建政，王慧波，邵淑云.难处理金铁矿石选冶工艺试验研究[J].黄金，2017，38（6）：52-55.

[6] 程建忠，刘占全，耿郑州，等.高硫磁铁矿浮选脱硫工艺及机理研究现状[J].矿产保护与利用，2013（5）：51-54.

[7] 孟宪瑜.磁铁矿与磁黄铁矿的浮选分离的试验研究[J].有色矿冶，2011，27（5）：16-17，40.

[8] 李和付，孙皞，叶国华，等.环保药剂“金蝉”取代氰化钠处理夏家店金矿的研究[J].黄金科学技术，2018，26（5）：682-688.