云南大理某含金多金屬氧化礦石工藝礦物學及分選試驗研究

祁 磊，高文元，殷燕林，楊嘯清，莊世明，和少龍，崔毅琦

(1.昆明理工大學國土資源工程學院； 2.鶴慶北衙礦業有限公司)

中國金銀礦產資源較多，總體可以分為兩大類：獨立金銀礦和共伴生金銀礦。其中，共伴生金銀礦往往因為礦石組成復雜、嵌布粒度細及礦石中其他金屬對氰化浸出有干擾等問題，導致選冶指標不理想，因此對共伴生金銀礦進行深入研究，對合理開發利用復雜貴金屬資源具有重要的實際意義[1-7]。

云南大理地區多金屬礦中有經濟價值的金屬主要為金、銀、鐵，礦石中的金、銀礦物賦存形態復雜，鐵也以多種礦物形式存在，采用單一選別方法難以有效回收各種有價金屬。本文擬通過工藝礦物學研究掌握其有價金屬的嵌布特征，并根據工藝礦物學研究結果，采用強、弱磁選聯合的方法，綜合回收礦石中的金、銀、鐵等元素，實現有價金屬的高效回收，為后續金屬提取提供更優質的原料[8-14]。

1 礦石性質

1.1 化學多元素分析

云南大理某含金多金屬氧化礦石主要元素分析結果見表1。

表1 礦石主要元素分析結果

由表1可知：礦石中主要有價金屬元素是金、銀、鐵，其品位分別為1.99 g/t、47.60 g/t、32.98 %，同時含有少量的錳和銅，品位分別為2.63 %和0.34 %。該礦石中金、銀具有較高的經濟價值，是主要回收對象。

1.2 礦物組成

經顯微鏡和MLA檢測發現，礦石中金主要以含銀自然金、銀金礦形式存在，銀主要以螺狀硫銀礦、氯角銀礦、脆銀礦、自然銀和碲銀礦等形式存在。含鐵礦物是該礦石中的主體礦物，主要為鐵礦物的氧化蝕變系列礦物，包括磁鐵礦-磁赤鐵礦(7.51 %)、褐鐵礦(52.29 %)，部分褐鐵礦與鉛硬錳礦-硬錳礦(4.53 %)伴生。礦石中還含有少量銅礦物、鉛礦物及黃鐵礦。脈石礦物以石英、長石、白云石、方解石、菱鐵礦為主，其次為黏土類礦物，如高嶺土、綠泥石、絹云母等。

1.3 金銀礦物嵌布狀態

為了進一步研究金、銀在礦石中的賦存狀態，通過掃描電鏡觀察金、銀礦物與其他礦物的結合狀態[15-17]。

1.3.1 磁鐵礦、磁赤鐵礦中的金、銀

通過掃描電鏡觀察磁鐵礦和磁赤鐵礦中金、銀礦物嵌布狀態，結果見圖1。由圖1-a可知：褐鐵礦中包裹有磁赤鐵礦，其中可見星點狀微細和超微細粒金，粒度為0.5～3 μm。由圖1-b可知：磁鐵礦中包含孔雀石，孔雀石中散布微細和超微細粒螺狀硫銀礦，其粒度為0.1～2 μm。

礦石中磁鐵礦和磁赤鐵礦是金、銀的載體礦物，可見微細和超微細粒金包裹體和螺狀硫銀礦包裹體。

圖1 磁鐵礦和磁赤鐵礦中金、銀礦物嵌布狀態

磁赤鐵礦與磁鐵礦磁性相近，可采用磁選工藝選出混合精礦再進行金、銀提取。但是，這2種礦物結構致密，采用常規的磨礦細度，其中的金、銀礦物難以高效解離；若使用化學選礦法回收金、銀，需對磁鐵礦和磁赤鐵礦進行細磨或超細磨，將金、銀礦物充分暴露，以利于后續浸出。

1.3.2 褐鐵礦中的金、銀

通過掃描電鏡觀察褐鐵礦中金、銀礦物嵌布狀態，結果見圖2。由圖2-a可知：顯微金附生于褐鐵礦洞壁，金粒集合體粒度3 μm，同時可見金粒結晶收縮形成的空隙。由圖2-b可知：顯微粒狀金粒充填于褐鐵礦孔洞中，金粒粒度10 μm，可見金粒結晶收縮形成的空隙。由圖2-c可知：螺狀硫銀礦析出于褐鐵礦溶蝕孔洞中，粒度0.1～5 μm。由圖2-d可知：螺狀硫銀礦呈凝膠狀附生于褐鐵礦孔洞中，可見螺狀硫銀礦與褐鐵礦之間的空隙。

圖2 褐鐵礦中金、銀礦物嵌布狀態

褐鐵礦為該礦石中主要礦物，掃描電鏡觀察發現，褐鐵礦大多呈蜂巢狀、多孔狀，在褐鐵礦溶蝕孔洞中可見金粒附生于洞壁上或充填于褐鐵礦孔洞中，同時可見螺狀硫銀礦附生于褐鐵礦溶蝕孔洞中。褐鐵礦溶蝕孔洞極發育，金粒和螺狀硫銀礦結晶后邊緣形成或大或小至極微細收縮空隙，這些大大小小的溶蝕孔及空隙可為后續浸出金、銀提供過液通道。

1.3.3 鉛硬錳礦-硬錳礦中的金、銀顯微鏡和掃描電鏡觀察發現，與褐鐵礦多孔狀結構不同，硬錳礦(包括鉛硬錳礦)較致密，溶蝕孔洞不發育，并極少見包裹的金、銀礦物。為了研究金、銀礦物與硬錳礦的結合狀態，采用電子探針面掃描進行分析，結果見圖3。由圖3可知：致密狀硬錳礦中均有低含量的銀富集(顯示紅、黃色)，且硬錳礦微裂縫中有較高含量的銀富集(顯示白色)。

圖3 硬錳礦電子探針面掃描

1.3.4 非磁性礦物中的金、銀

該礦石中非磁性礦物主要為石英、以白云石為主的碳酸鹽礦物和以埃洛石為主的黏土礦物。單礦物元素分析表明，石英、碳酸鹽礦物中含Au 0.19 g/t、Ag 6.05 g/t，黏土(含鐵錳)中含Au 1.25 g/t、Ag 19.06 g/t。掃描電鏡觀察發現，金主要以銀金礦形式存在于含鐵錳的黏土中，銀主要以螺狀硫銀礦形式充填于石英與黏土之間的縫隙中、石英縫隙中的鐵錳礦物中(見圖4-a、b)，或以微細膠粒狀螺狀硫銀礦包含于黏土中(見圖4-c、d)。

圖4 非磁性礦物中金、銀礦物嵌布狀態

根據工藝礦物學研究：礦石中的金、銀嵌布于磁(赤)鐵礦、褐鐵礦、(鉛)硬錳礦和脈石礦物中，約87 % 的金以含銀自然金和銀金礦獨立礦物的形式嵌布于褐鐵礦中，少量以載體金的形式嵌布于磁鐵礦-磁赤鐵礦中；約90 %的銀嵌布于硬錳礦和褐鐵礦中。由于磁鐵礦中的金、銀嵌布粒度極細，如后續浸出需對礦石進行細磨或超細磨才能將金、銀礦物顆粒暴露；褐鐵礦中的金、銀充填于溶蝕孔洞中，這些孔洞可以為浸出液提供通道，無需細磨即可實現金、銀的濕法提??；銀礦物與硬錳礦緊密共生，但極少見包裹現象，浸出前也不必進行細磨；脈石礦物中的金、銀充填于黏土或石英的縫隙中，縫隙的存在有利于浸出液與金、銀礦物的作用。

由于分布于不同礦物中的金、銀礦物工藝礦物學性質差異較大，如采用全泥氰化工藝直接處理，包裹于磁鐵礦中的金難以回收。為了釋放磁鐵礦中的金、銀礦物需將礦石全部細磨，一方面會消耗大量的電能和鋼球，另一方面又會導致礦漿泥化，影響浸出效果，造成固液分離困難。因此，預先分離礦石中的磁鐵礦、褐鐵礦和脈石礦物，有利于金、銀的高效提取。

2 磁選分選試驗

工藝礦物學研究結果表明，該礦石中磁(赤)鐵礦、褐鐵礦(與硬錳礦/鉛硬錳礦共生)和部分脈石礦物是金、銀的主要載體礦物，3類礦物具有不同的工藝礦物特性和嵌布特征。由于三者具有明顯的磁性差異，因此可對原礦進行磁選分選，將金、銀分別富集于磁(赤)鐵礦、褐鐵礦和脈石礦物中，再根據各自的工藝礦物學特征，采取更具針對性的分選工藝對各產品進行進一步提取。本文研究了磁選工藝參數對金、銀、鐵礦物分選的影響。

2.1 弱磁粗選試驗

磁鐵礦是該礦石中的重要鐵礦物，同時也是金、銀的載體礦物，但含量較低。大部分磁鐵礦被磁赤鐵礦、褐鐵礦不同程度交代，對于鐵的回收十分不利。因此，首先進行了弱磁粗選試驗研究，磁選強度分別為0.15 T、0.22 T。試驗流程見圖5，試驗結果見表2。

圖5 弱磁粗選試驗流程

表2 弱磁粗選試驗結果

由表2可知：隨著磨礦細度的增加，磁鐵精礦的產率維持在8 %左右，無論磨礦細度如何變化，磁鐵精礦鐵品位均大于 60 %，為合格磁鐵精礦，因此磨礦細度選擇-0.074 mm占70 %。磁場強度的增加并未使磁鐵精礦的產率和鐵品位明顯增加，這主要是因為磁鐵礦占比偏低。為進一步提高磁鐵精礦的回收率，對弱磁尾礦進行掃選。

2.2 弱磁掃選試驗

為考察弱磁粗選尾礦中是否還存在剩余的磁鐵礦，進行了增加磁場強度的掃選試驗。試驗流程見圖6，試驗結果見表3。

圖6 弱磁掃選試驗流程

表3 弱磁掃選試驗結果

由表3可知：在磨礦細度-0.074 mm占70 %的條件下，增加掃選作業，掃磁產品產率在1 %以下，進一步增加掃選磁場強度至0.45 T，掃磁產品的產率仍較小，且品位僅為50 %左右。因此，綜合考慮磁鐵精礦鐵品位和鐵回收率，在全流程試驗中不對弱磁尾礦進行掃選。

2.3 強磁粗選試驗

選擇最佳磨礦細度為-0.074 mm占70 %，弱磁粗選磁場強度為0.15 T，對弱磁尾礦進行強磁粗選試驗，以分選礦石中的褐鐵礦。試驗流程見圖7，試驗結果見表4。

圖7 強磁粗選試驗流程

表4 強磁粗選試驗結果

由表4可知：強磁作業可以有效回收礦石中的褐鐵礦，通過強磁粗選獲得了作業產率55.24 %、鐵品位42.46 %、鐵作業回收率79.29 %的強磁產品(褐鐵精礦)。

2.4 磁選分類全流程試驗

在上述各條件試驗的基礎上，進行開路試驗，并進行了主要元素及走向查定。試驗流程見圖8，試驗結果見表5。

圖8 磁選分類全流程試驗流程

表5 磁選分類全流程試驗結果

由表5可知：通過磁選可以獲得產率8.40 %、鐵品位61.67 %、鐵回收率16.05 %的磁鐵精礦,以及鐵品位42.46 %、鐵回收率66.56 %的強磁產品(褐鐵精礦)。通過弱磁和強磁聯合作業，含鐵礦物分選為弱磁產品(磁鐵精礦)、強磁產品(褐鐵精礦)和非磁產品(白云石、綠泥石等)(見表6、表7)，3種產品中均含有金、銀礦物。由于金、銀礦物的工藝礦物學性質差異較大，可分別采用具有針對性的工藝進行回收。

表6 磁選分類全流程試驗金、銀技術指標

表7 磁選分類全流程試驗銅、錳技術指標

由表6、表7可知：金、銀、銅、錳幾種元素均向強磁產品中富集，金、銀的回收率分別達到60.50 %、65.84 %，因此對強磁產品中金、銀的處理是提高金、銀總體浸出率的關鍵。通過礦石粗磨、先弱磁選后強磁選的工藝流程，既保證了鐵的回收，又使得金、銀得到了最大限度的富集，從而為后續處理采取更具針對性的工藝奠定基礎。

3 結 論

1)云南大理某含金多金屬氧化礦石中主要有價金屬元素為金、銀和鐵，品位分別為1.99 g/t、47.60 g/t和32.98 %。礦石中含鐵礦物為磁鐵礦-磁赤鐵礦(7.51 %)、褐鐵礦(52.29 %)、部分褐鐵礦與硬錳礦-鉛硬錳礦(4.53 %)伴生。約87 %的金與銀共生并賦存在褐鐵礦中，少量嵌布于磁(赤)鐵礦中；約90 %的銀賦存在褐鐵礦與硬錳礦中。

2)采用先弱磁選后強磁選的工藝流程，可有效富集礦石中的有價金屬元素，弱磁粗選可獲得鐵品位61.67 %、鐵回收率16.05 %的磁鐵精礦；強磁粗選可獲得鐵品位42.46 %、鐵回收率66.56 %的強磁產品(褐鐵精礦)，金、銀回收率分別達到了60.50 %和65.84 %。金、銀、鐵的富集，為后續進一步提取金屬創造了有利條件。