礦山復(fù)雜多金屬硫化礦石選礦綜合回收技術(shù)研究

梁魏峰

（山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦，山東 萊州 261438）

近年來，隨著我國可持續(xù)、綠色環(huán)保、生態(tài)建設(shè)等理念的提出，給各行業(yè)和領(lǐng)域工作的實施產(chǎn)生了一定的影響。礦山在發(fā)展的過程中也需要改進(jìn)和優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)綠色生態(tài)發(fā)展。一般而言，復(fù)雜多金屬硫化礦石當(dāng)中含有的可回收和利用的元素比較多，對這些金屬元素進(jìn)行回收利用的難度比較大，且技術(shù)和工藝要求高。推進(jìn)礦山的不斷發(fā)展，需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化選礦流程和工藝條件，要根據(jù)每種金屬元素選擇最適合、直接有效的選礦綜合回收技術(shù)，以實現(xiàn)這些金屬元素的最大限度回收，減少損失和浪費問題以及金屬元素對自然環(huán)境的影響和破壞，實現(xiàn)礦山的綠色生態(tài)發(fā)展。

1 某礦山的實際情況

某礦山富含復(fù)雜多金屬硫化礦石，這些礦石中含有的可回收利用金屬元素比較多，在礦產(chǎn)開采和生產(chǎn)的過程中要求進(jìn)行系統(tǒng)化的選礦研究及分析工作，確保選礦和礦物綜合回收利用技術(shù)的科學(xué)合理運用，實現(xiàn)這些金屬元素的最大限度回收。通過系統(tǒng)化的研究分析了解到，該礦山的礦體裂隙較為發(fā)育，地下大約110m以上的礦體都受到了不用程度的氧化；而且該礦山的礦體相對來說比較地破碎，一般情況下在礦石開采出來之后，通過觀察、判斷礦石的外觀，就可以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。在110m以下的礦石，被氧化的程度不高，開采出來的礦石并不能直接被觀察和判斷，需要借助一定的選礦技術(shù)和工藝進(jìn)行，以確保礦石得以最大化地回收和利用，減少損失和浪費問題。

2 礦山復(fù)雜多金屬硫化礦石元素分析

借助一定的儀器和設(shè)備對該礦山復(fù)雜多金屬硫化礦石進(jìn)行分析和研究，了解到礦石中富含的金屬元素多，Au、Ag、Zn、Pb等金屬元素具有非常高的回收價值，Au、Ag的價值最大，是礦山主要回收的金屬元素；礦石中還含有少量的As，該物質(zhì)是一種有毒有害元素，在選礦和回收的時候需要特別的注意，既要保證有價值的金屬得以有效地回收，也需要對有毒有害物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的處理，以免對生態(tài)和環(huán)境、人們的健康等造成影響和破壞。

表1 復(fù)雜多金屬硫化礦石元素分析表

3 物相分析及巖礦鑒定

由于礦山復(fù)雜多金屬硫化礦石的組成一般都比較復(fù)雜，礦物元素之間的共生關(guān)系比較的密切，且每種金屬元素的選礦技術(shù)和方法不盡相同。因此，在選礦和回收各類金屬元素的時候，要求做好物相分析及巖礦鑒定方面的工作，確保根據(jù)礦石的性質(zhì)等選擇出最適合、直接有效的選礦綜合回收技術(shù)，實現(xiàn)這些金屬元素的最大化回收。

3.1 物相分析結(jié)果情況

表2 鉛物相分析結(jié)果

表3 鋅物相分析結(jié)果

3.2 礦石一般的結(jié)構(gòu)類型

礦石鑒定和結(jié)構(gòu)分析工作的開展和實施，在很大程度上有助于協(xié)助礦產(chǎn)開采、選礦和金屬元素回收工作的開展，有效提高相關(guān)工作的效率，提高金屬元素回收效率，要求對此有基本的了解和認(rèn)知。在一些礦山的復(fù)雜多金屬硫化礦石當(dāng)中，礦石的結(jié)構(gòu)類型比較多，主要包含一些他形填隙、半自形晶粒狀、浸蝕、乳滴狀、骸晶、壓碎等結(jié)構(gòu)類型。

（1）他形填隙結(jié)構(gòu)。這是礦石的一種主要結(jié)構(gòu)類型，在很多黃鐵礦晶隙或者是裂隙當(dāng)中，一般情況下都分布的有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等礦料，且呈現(xiàn)出他形粒狀分布的狀態(tài)。

（2）半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)。在很多脈石礦物間隙或者是裂隙當(dāng)中，一般情況下都分布得有黃鐵礦，且呈現(xiàn)出半自形晶粒狀分布的狀態(tài)。

（3）浸蝕結(jié)構(gòu)。在很多黃鐵礦邊緣或者是裂隙當(dāng)中，一般情況下都分布的有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等礦料，且呈現(xiàn)出港灣狀。

（4）乳滴狀結(jié)構(gòu)。在一些礦山的復(fù)雜多金屬硫化礦石當(dāng)中，閃鋅礦當(dāng)中還可能分布的有黃銅礦，且呈現(xiàn)出乳滴狀，這種礦石結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)一般是由固溶體分離所形成和導(dǎo)致的。

（5）骸晶結(jié)構(gòu)。在一些礦山的復(fù)雜多金屬硫化礦石當(dāng)中，會存在黃鐵礦晶體被閃鋅礦、方鉛礦交代的情況，且呈現(xiàn)骸晶狀。

（6）壓碎結(jié)構(gòu)。主要指的是黃鐵礦受力被壓碎，裂隙發(fā)育。

3.3 礦石的構(gòu)造

礦石的構(gòu)造一般情況下可以劃分為致密塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、和浸染狀構(gòu)造等類型。

（1）塊狀構(gòu)造。這種構(gòu)造類型下，礦石主要呈現(xiàn)出團(tuán)塊狀產(chǎn)出，屬于塊狀構(gòu)造的礦物主要包括方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，以及脈石礦物主要為方解石。

（2）浸染狀構(gòu)造。主要指黃鐵礦呈星點狀散布于礦體旁側(cè)圍巖中。

（3）角礫狀構(gòu)造：角礫大小不等，棱角分明，成分主要為鉛鋅礦石及灰?guī)r角礫，角礫膠結(jié)物主要為方解石。

（4）條帶狀構(gòu)造。經(jīng)過實驗研究表明，黃鐵礦、閃鋅礦在鉛鋅礦石中一般情況下呈現(xiàn)出條帶狀分布。

（5）細(xì)脈狀構(gòu)造。通常情況下是指閃鋅礦、方解石、方鉛礦在灰?guī)r或者是礦石內(nèi)呈現(xiàn)出細(xì)脈狀分布形態(tài)。

該礦山的主要礦石構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造，也就是說礦石中含有的各項金屬礦物是呈浸染狀分布的，對礦石構(gòu)造的分析和把握，在一定程度上也有助于選礦工作更快、更準(zhǔn)確地識別和判斷礦石各類金屬元素，實現(xiàn)金屬元素的有效回收。

3.4 各類主要金屬礦物

礦山復(fù)雜多金屬硫化礦石含有的金屬元素比較多，最主要的有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、自然金，這些金屬元素的含量較大一些，且回收的價值高，在選礦的時候需要特別注意，盡量做到對每種金屬元素的性質(zhì)等有較為全面地了解和認(rèn)知，以輔助選礦工作更快、更準(zhǔn)確進(jìn)行，提高選礦工作的效率及金屬元素回收率。

（1）黃鐵礦。這類金屬元素是復(fù)雜多金屬硫化礦石中含量比較多，且回收價值大的一類金屬元素，含量大約占5%左右，礦石主要呈現(xiàn)淡黃色反射色，且在自然條件下具有較高的反射率，具有均質(zhì)性的特點，在礦石中一般呈現(xiàn)半自形粒狀分布，且大多數(shù)情況下都分布較均勻。通常而言，黃鐵礦的顆粒粗細(xì)不等，最小的顆粒直徑大約在0.2mm左右，最大的顆粒直徑甚至可以達(dá)到5mm，通常情況下在0.2mm～1.5mm之間。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育沉積期和熱液期兩期黃鐵礦，沉積期黃鐵礦呈球狀、草莓狀。熱液期黃鐵礦自形程度較高與閃鋅礦呈塊狀共生，部分呈脈狀與方解石共生分布于灰?guī)r內(nèi)或裂隙中。黃鐵礦在受力作用下，容易出現(xiàn)被壓碎的情況，進(jìn)而裂紋發(fā)育，在很多黃鐵礦的裂隙當(dāng)中都填充和分布的有方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦等其他的金屬礦物，且黃鐵礦被這些填充的礦物交代，進(jìn)而呈現(xiàn)港灣狀、骸晶狀。

（2）方鉛礦。這也是復(fù)雜多金屬硫化礦石中回收價值大的一類金屬元素，含量大約占2%左右，礦石主要呈現(xiàn)亮白色反射色，具有均質(zhì)性的特點，在礦石中一般呈現(xiàn)他形粒狀分布，且大多數(shù)情況下都分布不均勻。通常而言，方鉛礦與黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦呈不等粒不規(guī)則毗連，方鉛礦最小的顆粒直徑大約在0.1mm左右，最大的顆粒在0.5mm，通常情況下在0.1mm～0.5mm之間，有的還會被閃鋅礦交代呈港灣狀、殘余狀。

（3）閃鋅礦。同樣是復(fù)雜多金屬硫化礦石中回收價值大的一類金屬元素，含量大約占4%左右，礦石主要呈現(xiàn)灰色反射色，具有均質(zhì)性的特點，在礦石中一般呈現(xiàn)他形粒狀，分布于石英間隙或者是一些黃鐵礦裂隙當(dāng)中，且大多數(shù)情況下都分布不均勻。通常而言，閃鋅礦與黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦呈不等粒不規(guī)則毗連，閃鋅礦最小的顆粒直徑大約在0.05mm左右，最大的顆粒在1.5mm，通常情況下在0.05mm～1.5mm之間，有的還會交代方鉛礦，或者是與黃銅礦呈固熔體分離結(jié)構(gòu)。

（4）黃銅礦。是復(fù)雜多金屬硫化礦石選礦和回收過程中需要特別注意的一類金屬元素，回收的價值比較大，含量大約占1%左右，礦石主要呈現(xiàn)銅黃色反射色，礦石的硬度比較低，具有弱非均質(zhì)性的特點，在礦石中一般呈現(xiàn)他形粒狀，分布于非金屬礦物晶隙或者是一些黃鐵礦裂隙當(dāng)中，且大多數(shù)情況下都分布不均勻。

（5）自然金。在一些復(fù)雜多金屬硫化礦石當(dāng)中還含有一定量的自然金，回收的價值比較大，在選礦的時候需要特別注意。礦石主要呈現(xiàn)金黃色反射色，礦石的硬度比較低，具有均質(zhì)性的特點，在礦石中一般呈現(xiàn)他形粒狀，分布于非金屬礦物晶隙或者是一些黃鐵礦裂隙當(dāng)中，且大多數(shù)情況下都分布不均勻。

3.5 非金屬礦物

在很多復(fù)雜多金屬硫化礦石當(dāng)中還含有一定量的非金屬礦物，主要包括石英和碳酸鹽兩類，在選礦的時候也需要特別注意一下。一般而言，石英的含量大約占70%，主要呈柱粒狀分布，且石英的表面大多都比較得干凈。碳酸鹽的含量大約占3%，主要呈他形粒狀、細(xì)脈狀分布，一般情況下碳酸鹽呈現(xiàn)高級白干涉色，其表面還可能有很多的突起。

4 礦山復(fù)雜多金屬硫化礦石選礦綜合回收技術(shù)

礦山在發(fā)展的過程中需要貫徹和落實生態(tài)建設(shè)等理念，不斷地優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)降低選礦的成本，并提高各種金屬元素的回收率。從上述分析可以了解到，該礦山的礦石屬多金屬銀、金礦石，且鉛、鋅等元素的回收價值比較高，一般可以采用的選礦法有氰化法，即炭漿法、炭浸法或者是全泥氰化鋅粉置換法，但是在實際工作開展和實施的過程中，很多礦山采用這種方法處理礦石，所得到的銀的回收率并不高，且還會產(chǎn)生很多含氰污水、尾渣，進(jìn)而對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的影響和破壞，不符合綠色發(fā)展的要求，且需要的設(shè)備也比較多，流程比較復(fù)雜，很多指標(biāo)也不好控制，需要對選礦技術(shù)和工藝進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)。在選礦工作實施中，一般可以用鉛、鋅為載體礦物，然后借助浮選法處理該礦石。

4.1 礦石浮選工藝技術(shù)類型

復(fù)雜多金屬硫化礦石的浮選工藝一般包括以下幾種方法。

4.1.1 優(yōu)先浮選法

該方法依次將硫化銅礦物、硫化鉛礦物和硫化鋅礦物從礦漿中分離出來。優(yōu)先浮選法的適用條件是適用于原礦品位高，同時在礦石的礦物間可浮性差異大及礦石內(nèi)的礦物嵌布粒度較粗等情況，針對上述礦石采用優(yōu)先浮選法具有較好的分選效果，另外，對于閃鋅礦已被銅/鉛離子活化的礦石，優(yōu)先浮選法也是首選技術(shù)。

4.1.2 全混合浮選法

該方法的浮選工藝流程是先將硫化銅礦物、硫化鋅礦物以及硫化鉛礦物均通過浮選方式浮選到混合精礦中，然后再將這些礦物從混合精礦中分離出來。全混合浮選法的使用條件是適用于處理礦石內(nèi)部礦物嵌布不均勻的情況，或者是礦物間相互致密共生，或品位較低的礦石。

4.1.3 部分混合浮選法

該方法首先將可浮性相近的硫化銅礦物和硫化鉛礦物富集為銅鉛混合精礦，然后從銅鉛混合精礦中分離分出硫化銅礦物和硫化鉛礦物，并從混合浮選尾礦中富集硫化鋅礦物。部分混合浮選法兼具優(yōu)先浮選法和全混合浮選法的優(yōu)點。由于復(fù)雜多金屬硫化礦石內(nèi)的礦物結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，銅、鉛、硫化礦物在物理化學(xué)性質(zhì)上天然可浮性相近，造成銅鉛分離難度大，因此在進(jìn)行銅鉛鋅硫化礦石選礦綜合回收時，常采用的選礦綜合回收工藝為部分混合浮選工藝流程。

4.2 礦石浮選工藝關(guān)鍵要素

4.2.1 浮選捕收劑的運用

復(fù)雜多金屬硫化礦石在選礦綜合回收浮選工藝中較為常用的捕收劑包括硫氨酯、黑藥、黃藥、硫氮類等藥劑，以及這些藥劑的混合使用。捕收劑的選擇取決于很多因素，包括礦石性質(zhì)、礦物性質(zhì)、礦石品位、礦石氧化率和銅鉛分離方法的類型等。例如，當(dāng)?shù)V石中含有共伴生金銀時，一般情況下采用黑藥作為捕收劑，該種捕收劑有利于金銀的回收。通常應(yīng)避免使用具有起泡性能的捕收劑，因為在銅鉛分離過程中，這類捕收劑難以從礦物表面解析。

4.2.2 礦石浮選工藝流程

復(fù)雜多金屬硫化礦石的分離浮選，一般的工藝流程是先進(jìn)行脫藥處理，然后再進(jìn)行分選處理。脫藥處理的主要方法包括三種。一是機械脫藥法，主要包括濃密處理方式、過濾處理方式、洗滌處理方式、擦洗處理方式、攪拌處理方式、再磨處理方式、超聲波處理以及多次精選等方式。二是化學(xué)及物理化學(xué)脫藥法，主要包括用硫化鈉與活性炭解析以及其他化學(xué)藥劑的脫藥方法。三是特殊脫藥法，主要包括加溫、焙燒及蒸吹等處理方式。在生產(chǎn)實踐中常用的是濃密、過濾、再磨礦及活性炭脫藥等方法。

鉛鋅硫化物浮選工藝也是我國使用比較早，且較為成熟的一種技術(shù)工藝，在礦山的生產(chǎn)作業(yè)中得到了廣泛地運用。該技術(shù)與傳統(tǒng)的氰化法相比較，建廠投資比較小，且選礦的成本要更低一些，在實施的過程中審批的手續(xù)也比較得簡單，且省去了解析、電解環(huán)節(jié)，管理成本相對比較小。但是，運用該技術(shù)并不能出成品金、銀。

5 結(jié)語

綜上所述，在推進(jìn)現(xiàn)代礦山發(fā)展的過程當(dāng)中，也需要將可持續(xù)、綠色環(huán)保、生態(tài)建設(shè)等理念融入其中，不斷地改進(jìn)和優(yōu)化礦山的開采、生產(chǎn)技術(shù)。選礦工作是礦山生產(chǎn)作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，尤其是一些復(fù)雜多金屬硫化礦石的選礦工作比較復(fù)雜，其中含有的可回收和利用的元素比較多，且礦物元素之間的共生關(guān)系比較的密切，要求對每種金屬元素有基本的了解和認(rèn)知，根據(jù)礦石的性質(zhì)等選擇出最適合、直接有效的選礦綜合回收技術(shù)。具體工作的開展和實施，還需要對選礦流程和工藝條件進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)和優(yōu)化，如精簡選礦的流程、改進(jìn)選礦的技術(shù)、減少藥劑的使用、減少操作崗位和過程中的消耗等，在降低選礦成本的同時，有效提高各類金屬元素的回收利用效率，減少損失和浪費問題以及金屬元素對自然環(huán)境的影響和破壞，從生產(chǎn)作業(yè)的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)礦山的綠色生態(tài)發(fā)展。