還原焙燒—磁選在黃金冶煉渣中的應用

馬 強，和少龍

（云南黃金集團鶴慶北衙礦業(yè)有限公司，云南 大理 671000）

黃金資源開發(fā)與利用歷史悠久，其冶煉技術較為成熟，但是，在冶煉過程中產(chǎn)生大量的氯化尾渣，導致后期處理及尾渣中其他有色金屬的回收利用較為困難。黃金冶煉渣指的是在礦石冶煉過程中浮選金精礦后經(jīng)過酸化焙燒后再氯化浸出壓濾后得到的尾礦渣，因此黃金冶煉渣具有泥化現(xiàn)象嚴重，礦物顆粒粒度極細的特點，導致現(xiàn)階段成熟的冶煉工藝不能較好的處理[1]。通常情況下，黃金冶煉渣中除含有少量的Au、Ag元素外，還含有大量的Fe、Cu等資源[2]。因此，加強黃金冶煉渣的回收處理，不僅能夠有效的提高資源利用率，而且對冶煉渣堆積造成的重金屬元素、金屬元素污染治理有積極的作用[3]。基于此，本文以還原焙燒—磁選法嘗試在某礦區(qū)黃金冶煉渣中的應用，為推動黃金冶煉渣再利用提供幫助。

1 試驗原料及試驗方法

1.1 試驗原料原礦性質(zhì)

本文所使用的黃金冶煉渣取自某開采礦山冶煉廠，對該黃金冶煉渣中的元素進行分析，結果見表1。由表1可知，該黃金冶煉渣中TFe品位可達35.92%，具有極高的利用價值。試驗所用黃金冶煉渣的原礦組成主要為赤鐵礦、石英、鉀長石、斜長石、氧化鉛、石膏等，其中赤鐵礦含量占總礦物的51.31%，其他金屬礦物如方鉛礦、黃鐵礦等含量較低。此外，礦石中的脈石礦物以石英為主，含量可達22.31%。根據(jù)原礦石分析結果顯示，原礦粒度較細，礦石多呈蜂窩狀集合體產(chǎn)出，并且在赤鐵礦集合體中充填有大量的石膏等礦物，部分赤鐵礦被石英等脈石礦物包裹，因此造成冶煉渣回收困難。

表1 某黃金冶煉渣的化學多元素分析結果

1.2 還原焙燒—磁選試驗方法

本文所使用的還原劑為焦煤，對某礦山的黃金冶煉渣進行還原焙燒—磁選試驗分析，該工藝理論主要是以高溫還原焙燒將黃金冶煉渣中的鐵的氧化物還原成Fe單質(zhì)，再利用細磨磁選法將其中的Fe單質(zhì)回收利用，進而獲得還原狀態(tài)的鐵粉產(chǎn)品。試驗準備工作包括礦樣的制作，礦樣制作是將一定比例的焦煤和黃金冶煉渣混勻，并加入適量的蒸餾水，用造球機造球烘干，當烘干溫度達到預計溫度后，將礦樣放置其中并開始計時，紙質(zhì)達到焙燒時間后取出礦樣進行水淬處理，烘干后將其進行磨細試驗，磨好后進行磁選試驗。

2 試驗結果與分析

2.1 正交試驗

還原焙燒—磁選試驗過程中對黃金冶煉渣提取的影響因素較多，因此設計三因素三水平正交試驗。在此過程中將磁選試驗條件限定為：礦物磨細度-0.045mm占66.56%，120KA/m的磁場強度，正交試驗水平取值見表2，試驗結果見表3。

由表3可知，對該黃金冶煉渣還原焙燒影響較大的因素主要為溫度，其次是焦煤含量和焙燒時間。

表2 三因素三水平正交試驗水平取值

表3 三因素三水平正交試驗結果表

2.2 焙燒溫度試驗

根據(jù)三因素三水平正交試驗結果顯示，對該黃金冶煉渣還原焙燒影響較大的因素主要為溫度，因此先進行焙燒溫度試驗。試驗過程中設定：礦物磨細度-0.045mm占66.56%，120KA/m的磁場強度，礦樣中焦煤加入量為礦樣的15%，焙燒時間設定為60min，分別進行不同溫度的焙燒試驗。試驗結果表明，隨著焙燒溫度的逐漸增高，精鐵礦的回收率呈遞增趨勢，直至溫度增加至1150℃后，精鐵礦回收率提高幅度呈下降趨勢。當焙燒溫度達到1200℃時，焙燒樣初夏熔融現(xiàn)象。綜合考慮后，認為將焙燒溫度選定為1150℃為宜。

2.3 焙燒時間試驗

試驗過程中設定條件：礦物磨細度-0.045mm占66.56%，120KA/m的磁場強度，礦樣中焦煤加入量為礦樣的15%，焙燒溫度為1150℃，分別進行不同焙燒時間的試驗。

試驗結果表明，隨著焙燒時間的持續(xù)增長，精鐵礦中的鐵品位具有相應增加的趨勢，但是增加幅度不大，在焙燒過程中，當焙燒時間達到60min后時，精鐵礦中鐵品位進本趨于穩(wěn)定。因此，考慮到回收經(jīng)濟效益等綜合因素后，認為焙燒時間選為60min為宜。

2.4 還原劑試驗

試驗過程中設定條件：礦物磨細度-0.045mm占66.56%，120KA/m的磁場強度，焙燒溫度為1150℃，焙燒時間為60min，分別進行不同焦煤含量的試驗。試驗結果表明，隨著焦煤加入量的增加精鐵礦總鐵的品位呈先增加后降低的變化規(guī)律，導致這一變化規(guī)律的原因在于一定加入量的焦煤能夠促進黃金冶煉渣中鐵的氧化物還原，進而提高精鐵礦的回收率，但是當焦煤加入量過大時，因焦煤中含有較多的雜質(zhì)而導致在焙燒過程中包裹鐵質(zhì)，進而降低精鐵礦的回收率。根據(jù)實驗結果顯示，當焦煤加入量為15%時精鐵礦的回收率最大，因此，選定焦煤加入量為15%。

2.5 磨細度實驗

試驗過程中設定條件：120KA/m的磁場強度，焙燒溫度為1150℃，焙燒時間為60min，焦煤加入量為15%，分別進行不同磨細度的試驗。實驗結果表明，隨著礦物磨細度的增加，精鐵礦回收率均呈增長趨勢，當?shù)V物磨細度達到-0.0045mm占74.56%以后時，雖然精鐵礦回收率呈遞增趨勢，但遞增幅度變化不大。因此，選定礦物磨細度為-0.0045mm占74.56%。

2.6 磁場強度實驗

試驗過程中設定條件：礦物磨細度為-0.0045mm占74.56%，焙燒溫度為1150℃，焙燒時間為60min，焦煤加入量為15%，分別進行不同磁場強度實驗。

實驗結果表明，精鐵礦的品位隨著磁強強度的增加呈下降趨勢，但是精鐵礦的回收率隨著磁強強度的增加而呈遞增趨勢。綜合考慮回收經(jīng)濟價值等因素，選定60KA/m的磁場強度，此時精鐵礦中鐵的品位可達93.24%，鐵的回收率為82.75%。

3 結語

綜上所述，黃金冶煉渣中其他有用金屬元素的再利用不僅能夠提高礦石的經(jīng)濟價值，而且對改善冶煉渣堆積造成的重金屬、金屬元素污染有積極的作用。本文試驗結果表明，該礦山黃金冶煉渣的還原焙燒—磁選條件為：礦物磨細度為-0.0045mm占74.56%，焙燒溫度為1150℃，焙燒時間為60min，焦煤加入量為15%，磁場強度為60KA/m，此時可獲得精鐵礦中鐵品位93.24%，鐵回收率為82.75%的鐵粉。