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作者：張毅

    我國(guó)多年依賴從巴西、澳大利亞等國(guó)進(jìn)口鐵礦資源，這一現(xiàn)狀短期內(nèi)也是不可改變。鈷具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，是制造高強(qiáng)度合金、耐高溫合金、硬質(zhì)合金、強(qiáng)磁性材料和催化劑的主要材料，鈷除單獨(dú)礦床外，大量分散在矽卡巖型鐵礦、釩鈦磁鐵礦、熱液多金屬礦、各種類型銅礦等礦床中。我國(guó)鈷礦床品位低，加工工藝復(fù)雜，

生產(chǎn)成本高，鈷多作為副產(chǎn)品產(chǎn)出，鈷的產(chǎn)量不能滿足國(guó)家的發(fā)展需求，嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口，成為我國(guó)的稀缺資源。金作為貴金屬，長(zhǎng)期以來(lái)作為硬通貨，是財(cái)富的代表，此外，金超高的穩(wěn)定性和卓越的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性質(zhì)，使其在航天、航空、電子等高科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，很明顯金的價(jià)值地位是不可取代的。絕大部分的鐵、鈷和金來(lái)源于礦產(chǎn)資源，因此，研究如何從礦石中提取鐵鈷金具有重要意義。

  國(guó)外某鐵礦富含鈷和金，均已達(dá)到工業(yè)品位要求，具有重要的研究?jī)r(jià)值。

1  礦石性質(zhì)

多元素分析結(jié)果表明，該礦主要有價(jià)元素為鐵，含量為49. 89%，其次是鈷和金，含量分別為0. 047%和o．82g/t，硅鎂鈣合計(jì)含量為20. 89%;MLA礦物定量分析結(jié)果表明，磁鐵礦是該礦最主要的礦物，礦物量占比達(dá)到69. 262%，鈷礦物種類較多，有輝砷鈷礦、硫銻鈷礦和鈷華等，脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石和蛇紋石。鈷賦存狀態(tài)，金賦存狀態(tài)分別列于表1和表2.

  由表1可知，賦存在輝砷鈷礦中的鈷占43. 00%，賦存在硫銻鈷礦的鈷占19. 88%、賦存在鈷華中的鈷占14. 02%，賦存在磁鐵礦中的鈷占19. 18%。由表2可知，以自然金形式存在的金占57. 80%，賦存在鈷礦物中的金合計(jì)占20. 09%，賦存在磁鐵礦中的金占17. 96%。顯微鏡下測(cè)定原礦塊礦中磁鐵礦的嵌布粒度，結(jié)果表明，磁鐵礦粒度較粗，分布不均勻，主要粒度范圍0. 01～2. 56mm，小部分磁鐵礦呈微細(xì)顆粒嵌布于脈石中，難以解離。

2  試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1  原則流程的選擇與確定

礦石中主要有價(jià)元素為鐵鈷金，潛在價(jià)值估算結(jié)果見圖1，從中可以看出，鐵價(jià)值比例最高，達(dá)到74%，其次是金，價(jià)值比例占16%，再次為鈷，價(jià)值比例占10%。從資源綜合利用角度出發(fā)，選礦流程的制定上應(yīng)重點(diǎn)考慮鐵的回收，并綜合回收金和鈷。鐵基本賦存在磁鐵礦中，鈷主要賦存于輝砷鈷礦、硫銻鈷礦和鈷華，金主要賦存在自然金和鈷礦物中。對(duì)于鐵，磁鐵礦具有強(qiáng)磁性，通常采用弱磁選實(shí)現(xiàn)與其他礦物的分離，由于礦石中磁鐵礦礦物量高達(dá)69. 262%，預(yù)先采用弱磁選加以回收，可以顯著的減少后續(xù)選鈷和金的處理量，同時(shí)避免磁鐵礦對(duì)選鈷和金帶來(lái)干擾。對(duì)于鈷，當(dāng)以硫、砷化物形式存在時(shí)，采用黃藥為捕收劑，在酸性礦漿（pH4～4.5范圍內(nèi)）中能有效的浮選，其回收率可達(dá)80%，采用重選法也可較好的回收鈷的硫、砷化物及鈷華，如摩洛哥鈷礦床采用重選回收鈷，本礦石中鈷主要以硫砷鈷礦和砷銻鈷礦形式存在，這部分鈷占62. 88%，此外，14. 02%的鈷賦存于鈷華，根據(jù)鈷的賦存狀態(tài)，可通過(guò)浮選或重選回收鈷；對(duì)于金，礦石中20. 09%的金賦存在鈷礦物中，這部分金可與鈷礦物同時(shí)回收，57. 80%的金以自然金形式存在，根據(jù)金與脈石的可浮性差異和密度差異，可以采用浮選或重選加以回收。根據(jù)礦石性質(zhì)確定“先選鐵后選金選鈷”的技術(shù)路線。

2.2選鐵試驗(yàn)

  影響選鐵的主要有細(xì)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度，分別對(duì)其進(jìn)行研究。

2.2.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦是個(gè)高能耗的作業(yè)，確定適宜的磨礦細(xì)度，實(shí)現(xiàn)磁鐵礦單體解離，獲得適宜磁選的細(xì)度，是磁選獲得優(yōu)良指標(biāo)的前提。試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度為變量，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.  15T，試驗(yàn)結(jié)果列于表3。

  從表3可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，鐵回收率基本沒(méi)有變化，而品位不斷提高，但在細(xì)度超過(guò)-0. 074mm占61%，增加幅度已不大。綜合考慮磨礦成本與指標(biāo)，選擇磨礦細(xì)度為-0. 074mm占61%。

2.2.2粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：原礦磨至細(xì)度為-0. 074mm占61%產(chǎn)品，磁場(chǎng)強(qiáng)度為變量，試驗(yàn)結(jié)果列于表4。

  從表4可以看出，磁場(chǎng)強(qiáng)度增加，鐵粗精礦鐵品位下降而回收率提高，綜合考慮，選擇磁場(chǎng)強(qiáng)度為0. 15T。

2.2.3精選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

粗選雖然可獲得鐵品位63. 15%的鐵粗精礦，但是離磁鐵礦單礦物含鐵72. 41%仍有差距，說(shuō)明鐵粗精礦中仍存在一定量的脈石礦物，若能通過(guò)磁精選分離除去，將有望獲得更高品位的鐵精礦產(chǎn)品。所以，進(jìn)行精選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：給礦為鐵粗精礦，磁場(chǎng)強(qiáng)度為變量，試驗(yàn)結(jié)果列于表5。

  從表5可以看出，磁精選適宜磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.  12T。

2.2.4選鐵全流程試驗(yàn)

在確定磁選條件后，進(jìn)行選鐵全流程試驗(yàn)研究，試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

  從表6可以看出，弱磁選可獲得產(chǎn)率69. 98%，鐵品位67. 63%，回收率93. 81%的鐵精礦，表明礦石中的磁鐵礦得到了良好回收，從表6中可以同時(shí)看出，鈷和金在磁選尾礦中得到富集，鈷含量達(dá)到0. 122%，金含量達(dá)到2.26g/t，81. 31%的鈷和78. 85%的金集中至磁選尾礦。

2.3選金選鈷試驗(yàn)

  磁選尾礦中主要有價(jià)礦物為鈷礦物和金，脈石礦物主要為蛇紋石、石英、長(zhǎng)石等。根據(jù)有價(jià)礦物與脈石礦物之間的可浮性差異，進(jìn)行浮選試驗(yàn)研究。

2.3.1浮選試驗(yàn)

2.3.1.1  細(xì)度試驗(yàn)

原礦磨礦細(xì)度是根據(jù)選鐵指標(biāo)確定，對(duì)于選金選鈷來(lái)說(shuō)，也許并不適宜，需進(jìn)行浮選細(xì)度試驗(yàn)研究，流程見圖3，結(jié)果見表7。

從表7可以看出，磨礦細(xì)度增加后，金的回收率得到提高，但在細(xì)度超過(guò)-0. 074mm占86%后，不再有明顯變化；在細(xì)度從-0. 074mm占71%增加至-0. 074mm占94%（-0. 043mm占81%），鈷的作業(yè)回收率基本沒(méi)有變化，始終小于50%�？紤]到金的回收，確定磨礦細(xì)度為-0. 074mm占86%。

2.3.1.2  活化劑試驗(yàn)

從浮選細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，鈷的回收率小于50%。硫化礦浮選過(guò)程中，通過(guò)加入某些金屬離子可以起到明顯的活化效果，原因是金屬離子選擇性吸附在硫化礦表明，再通過(guò)金屬離子與捕收劑作用，從而起到活化作用。例如，銅離子對(duì)硫鐵礦和閃鋅礦具有明顯的活化效果，鉛離子對(duì)輝銻礦具有顯著的活化效果，因此，硫酸銅和硝酸鉛在選硫和選銻領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。那么，銅離子或鉛離子對(duì)鈷礦物是否具有活化效果，能否通過(guò)添加銅離子或鉛離子，強(qiáng)化回收鈷，在此，進(jìn)行試驗(yàn)研究。流程見圖4，結(jié)果見表8。

  從表8可以看出，添加硫酸銅或硝酸鉛后，鈷的選別指標(biāo)基本沒(méi)有變化，金的指標(biāo)也沒(méi)進(jìn)一步增加。說(shuō)明銅離子或鉛離子未能起到活化有價(jià)礦物的作用。

  對(duì)磁選尾礦進(jìn)行的浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，磨礦至-0. 074mm占86%進(jìn)行浮選，金的粗選作業(yè)回收率約75%，鈷的粗選作業(yè)回收率小于50%，浮選不能同時(shí)兼顧到金和鈷的回收。

2.3.2重選試驗(yàn)

  為達(dá)到同時(shí)回收金和鈷的目的，對(duì)磁選尾礦進(jìn)行重選試驗(yàn)研究。磁選尾礦中主要有價(jià)礦物為鈷礦物和金，脈石礦物主要為蛇紋石、石英、長(zhǎng)石等。金的相對(duì)密度達(dá)19.3，輝砷鈷礦和硫銻鈷礦等鈷礦物的相對(duì)密度也超過(guò)5.0，而脈石礦物的相對(duì)密度均小于3．O，金與脈石礦物的重選可選性判斷準(zhǔn)則E值為：E=（δδ金-pp水）／（δδ脈石- pp水）一(19.3 -1.0)／(3.0-1.0)一9.15。

  大于2.5，屬于重選極易選范圍，所以采用重選理論上可以實(shí)現(xiàn)金與脈石礦物分離。

  鈷礦物與脈石礦物的重選可選性判斷準(zhǔn)則E值為：E=（δδ鉆礦物 - pp水）／（δδ脈石- pp水）一（5．o-1.O）／(3. 0-1．O)一2.0。

  屬于重選易選范圍，所以采用重選理論上也可以實(shí)現(xiàn)鈷礦物與脈石礦物分離。

重選試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

  從表9可以看出，搖床重選可獲得鈷品位10. 22%，作業(yè)回收率69. 53%，金品位197. 57g/t，

作業(yè)回收率72. 56%的含金鈷精礦。重選可以實(shí)現(xiàn)鈷和金的同步回收。

2.4全流程試驗(yàn)

通過(guò)試驗(yàn)研究，確定采用“磁一重”聯(lián)合流程回收鐵鈷金，試驗(yàn)流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表10。

  從表10可以看出，采用磁重聯(lián)合流程可獲得鐵精礦和含金鈷精礦兩個(gè)產(chǎn)品，鐵鈷金的回收率分別為93. 81%、56. 51%和67. 21%。通過(guò)進(jìn)一步的研究，還有望從中礦進(jìn)一步回收鈷和金。

3  結(jié)  論

  1)礦石性質(zhì)是制定選礦流程的根本。礦石中主要有價(jià)元素為鐵，其次是金和鈷，根據(jù)磁鐵礦與鈷礦物、金及脈石礦物之間的磁性差異，首先采用弱磁選回收礦物量接近70%的磁鐵礦，實(shí)現(xiàn)磁鐵礦與其它礦物的分離，起到預(yù)富集鈷和金的作用，同時(shí)有效避免磁鐵礦對(duì)選金和鈷的影響。

  2)對(duì)選鐵尾礦分別進(jìn)行浮選和重選試驗(yàn)研究，浮選試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，金的浮選效果較好，粗選作業(yè)回收率約75%，然而鈷的作業(yè)回收率小于50%，添加銅離子和鉛離子浮選指標(biāo)并無(wú)改善，浮選不能同時(shí)兼顧到金與鈷的回收；搖床重選試驗(yàn)結(jié)果表明鈷和金的作業(yè)回收率約70%，可以實(shí)現(xiàn)金與鈷的同步回收，所以，確定采用重選流程綜合回收金和鈷。

3)采用“磁選一重選”聯(lián)合流程，可獲得鐵精礦和含金鈷精礦兩個(gè)產(chǎn)品，鐵鈷金的回收率分別為93. 81%、56. 51%和57. 21%，實(shí)現(xiàn)了礦石中有價(jià)元素的綜合回收。  

4 摘要：國(guó)外某鐵礦富含金和鈷，主要有價(jià)礦物為磁鐵礦，其次是自然金和鈷礦，根據(jù)礦石性質(zhì)，綜合對(duì)比了“磁浮”與“磁重”兩種流程，最終，采用“磁重”聯(lián)合流程，在原礦含鐵49. 89%，含鈷0.047%，含金o．82 g/t的情況下．獲得產(chǎn)率69. 98%，鐵品位67. 63%，回收率93. 81%的鐵精礦；產(chǎn)率0.25%，鈷品位10. 22%，回收率56. 51%，金品位197. 57 g/t，回收率57. 21%的含金鈷精礦。