矿山复杂多金属硫化矿石选矿综合回收技术研究

梁魏峰

（山东黄金矿业股份有限公司新城金矿，山东 莱州 261438）

近年来，随着我国可持续、绿色环保、生态建设等理念的提出，给各行业和领域工作的实施产生了一定的影响。矿山在发展的过程中也需要改进和优化生产技术，实现绿色生态发展。一般而言，复杂多金属硫化矿石当中含有的可回收和利用的元素比较多，对这些金属元素进行回收利用的难度比较大，且技术和工艺要求高。推进矿山的不断发展，需要进一步改进和优化选矿流程和工艺条件，要根据每种金属元素选择最适合、直接有效的选矿综合回收技术，以实现这些金属元素的最大限度回收，减少损失和浪费问题以及金属元素对自然环境的影响和破坏，实现矿山的绿色生态发展。

1 某矿山的实际情况

某矿山富含复杂多金属硫化矿石，这些矿石中含有的可回收利用金属元素比较多，在矿产开采和生产的过程中要求进行系统化的选矿研究及分析工作，确保选矿和矿物综合回收利用技术的科学合理运用，实现这些金属元素的最大限度回收。通过系统化的研究分析了解到，该矿山的矿体裂隙较为发育，地下大约110m以上的矿体都受到了不用程度的氧化；而且该矿山的矿体相对来说比较地破碎，一般情况下在矿石开采出来之后，通过观察、判断矿石的外观，就可以得到较为准确的结果。在110m以下的矿石，被氧化的程度不高，开采出来的矿石并不能直接被观察和判断，需要借助一定的选矿技术和工艺进行，以确保矿石得以最大化地回收和利用，减少损失和浪费问题。

2 矿山复杂多金属硫化矿石元素分析

借助一定的仪器和设备对该矿山复杂多金属硫化矿石进行分析和研究，了解到矿石中富含的金属元素多，Au、Ag、Zn、Pb等金属元素具有非常高的回收价值，Au、Ag的价值最大，是矿山主要回收的金属元素；矿石中还含有少量的As，该物质是一种有毒有害元素，在选矿和回收的时候需要特别的注意，既要保证有价值的金属得以有效地回收，也需要对有毒有害物质进行科学的处理，以免对生态和环境、人们的健康等造成影响和破坏。

表1 复杂多金属硫化矿石元素分析表

3 物相分析及岩矿鉴定

由于矿山复杂多金属硫化矿石的组成一般都比较复杂，矿物元素之间的共生关系比较的密切，且每种金属元素的选矿技术和方法不尽相同。因此，在选矿和回收各类金属元素的时候，要求做好物相分析及岩矿鉴定方面的工作，确保根据矿石的性质等选择出最适合、直接有效的选矿综合回收技术，实现这些金属元素的最大化回收。

3.1 物相分析结果情况

表2 铅物相分析结果

表3 锌物相分析结果

3.2 矿石一般的结构类型

矿石鉴定和结构分析工作的开展和实施，在很大程度上有助于协助矿产开采、选矿和金属元素回收工作的开展，有效提高相关工作的效率，提高金属元素回收效率，要求对此有基本的了解和认知。在一些矿山的复杂多金属硫化矿石当中，矿石的结构类型比较多，主要包含一些他形填隙、半自形晶粒状、浸蚀、乳滴状、骸晶、压碎等结构类型。

（1）他形填隙结构。这是矿石的一种主要结构类型，在很多黄铁矿晶隙或者是裂隙当中，一般情况下都分布的有闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等矿料，且呈现出他形粒状分布的状态。

（2）半自形晶粒状结构。在很多脉石矿物间隙或者是裂隙当中，一般情况下都分布得有黄铁矿，且呈现出半自形晶粒状分布的状态。

（3）浸蚀结构。在很多黄铁矿边缘或者是裂隙当中，一般情况下都分布的有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等矿料，且呈现出港湾状。

（4）乳滴状结构。在一些矿山的复杂多金属硫化矿石当中，闪锌矿当中还可能分布的有黄铜矿，且呈现出乳滴状，这种矿石结构的出现一般是由固溶体分离所形成和导致的。

（5）骸晶结构。在一些矿山的复杂多金属硫化矿石当中，会存在黄铁矿晶体被闪锌矿、方铅矿交代的情况，且呈现骸晶状。

（6）压碎结构。主要指的是黄铁矿受力被压碎，裂隙发育。

3.3 矿石的构造

矿石的构造一般情况下可以划分为致密块状构造、角砾状构造、脉状构造、和浸染状构造等类型。

（1）块状构造。这种构造类型下，矿石主要呈现出团块状产出，属于块状构造的矿物主要包括方铅矿、闪锌矿和黄铁矿，以及脉石矿物主要为方解石。

（2）浸染状构造。主要指黄铁矿呈星点状散布于矿体旁侧围岩中。

（3）角砾状构造：角砾大小不等，棱角分明，成分主要为铅锌矿石及灰岩角砾，角砾胶结物主要为方解石。

（4）条带状构造。经过实验研究表明，黄铁矿、闪锌矿在铅锌矿石中一般情况下呈现出条带状分布。

（5）细脉状构造。通常情况下是指闪锌矿、方解石、方铅矿在灰岩或者是矿石内呈现出细脉状分布形态。

该矿山的主要矿石构造为浸染状构造，也就是说矿石中含有的各项金属矿物是呈浸染状分布的，对矿石构造的分析和把握，在一定程度上也有助于选矿工作更快、更准确地识别和判断矿石各类金属元素，实现金属元素的有效回收。

3.4 各类主要金属矿物

矿山复杂多金属硫化矿石含有的金属元素比较多，最主要的有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、自然金，这些金属元素的含量较大一些，且回收的价值高，在选矿的时候需要特别注意，尽量做到对每种金属元素的性质等有较为全面地了解和认知，以辅助选矿工作更快、更准确进行，提高选矿工作的效率及金属元素回收率。

（1）黄铁矿。这类金属元素是复杂多金属硫化矿石中含量比较多，且回收价值大的一类金属元素，含量大约占5%左右，矿石主要呈现淡黄色反射色，且在自然条件下具有较高的反射率，具有均质性的特点，在矿石中一般呈现半自形粒状分布，且大多数情况下都分布较均匀。通常而言，黄铁矿的颗粒粗细不等，最小的颗粒直径大约在0.2mm左右，最大的颗粒直径甚至可以达到5mm，通常情况下在0.2mm～1.5mm之间。矿区内发育沉积期和热液期两期黄铁矿，沉积期黄铁矿呈球状、草莓状。热液期黄铁矿自形程度较高与闪锌矿呈块状共生，部分呈脉状与方解石共生分布于灰岩内或裂隙中。黄铁矿在受力作用下，容易出现被压碎的情况，进而裂纹发育，在很多黄铁矿的裂隙当中都填充和分布的有方铅矿、黄铜矿、闪锌矿等其他的金属矿物，且黄铁矿被这些填充的矿物交代，进而呈现港湾状、骸晶状。

（2）方铅矿。这也是复杂多金属硫化矿石中回收价值大的一类金属元素，含量大约占2%左右，矿石主要呈现亮白色反射色，具有均质性的特点，在矿石中一般呈现他形粒状分布，且大多数情况下都分布不均匀。通常而言，方铅矿与黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿呈不等粒不规则毗连，方铅矿最小的颗粒直径大约在0.1mm左右，最大的颗粒在0.5mm，通常情况下在0.1mm～0.5mm之间，有的还会被闪锌矿交代呈港湾状、残余状。

（3）闪锌矿。同样是复杂多金属硫化矿石中回收价值大的一类金属元素，含量大约占4%左右，矿石主要呈现灰色反射色，具有均质性的特点，在矿石中一般呈现他形粒状，分布于石英间隙或者是一些黄铁矿裂隙当中，且大多数情况下都分布不均匀。通常而言，闪锌矿与黄铜矿、黄铁矿、方铅矿呈不等粒不规则毗连，闪锌矿最小的颗粒直径大约在0.05mm左右，最大的颗粒在1.5mm，通常情况下在0.05mm～1.5mm之间，有的还会交代方铅矿，或者是与黄铜矿呈固熔体分离结构。

（4）黄铜矿。是复杂多金属硫化矿石选矿和回收过程中需要特别注意的一类金属元素，回收的价值比较大，含量大约占1%左右，矿石主要呈现铜黄色反射色，矿石的硬度比较低，具有弱非均质性的特点，在矿石中一般呈现他形粒状，分布于非金属矿物晶隙或者是一些黄铁矿裂隙当中，且大多数情况下都分布不均匀。

（5）自然金。在一些复杂多金属硫化矿石当中还含有一定量的自然金，回收的价值比较大，在选矿的时候需要特别注意。矿石主要呈现金黄色反射色，矿石的硬度比较低，具有均质性的特点，在矿石中一般呈现他形粒状，分布于非金属矿物晶隙或者是一些黄铁矿裂隙当中，且大多数情况下都分布不均匀。

3.5 非金属矿物

在很多复杂多金属硫化矿石当中还含有一定量的非金属矿物，主要包括石英和碳酸盐两类，在选矿的时候也需要特别注意一下。一般而言，石英的含量大约占70%，主要呈柱粒状分布，且石英的表面大多都比较得干净。碳酸盐的含量大约占3%，主要呈他形粒状、细脉状分布，一般情况下碳酸盐呈现高级白干涉色，其表面还可能有很多的突起。

4 矿山复杂多金属硫化矿石选矿综合回收技术

矿山在发展的过程中需要贯彻和落实生态建设等理念，不断地优化生产作业环节，以实现降低选矿的成本，并提高各种金属元素的回收率。从上述分析可以了解到，该矿山的矿石属多金属银、金矿石，且铅、锌等元素的回收价值比较高，一般可以采用的选矿法有氰化法，即炭浆法、炭浸法或者是全泥氰化锌粉置换法，但是在实际工作开展和实施的过程中，很多矿山采用这种方法处理矿石，所得到的银的回收率并不高，且还会产生很多含氰污水、尾渣，进而对生态环境产生极大的影响和破坏，不符合绿色发展的要求，且需要的设备也比较多，流程比较复杂，很多指标也不好控制，需要对选矿技术和工艺进行科学的改进。在选矿工作实施中，一般可以用铅、锌为载体矿物，然后借助浮选法处理该矿石。

4.1 矿石浮选工艺技术类型

复杂多金属硫化矿石的浮选工艺一般包括以下几种方法。

4.1.1 优先浮选法

该方法依次将硫化铜矿物、硫化铅矿物和硫化锌矿物从矿浆中分离出来。优先浮选法的适用条件是适用于原矿品位高，同时在矿石的矿物间可浮性差异大及矿石内的矿物嵌布粒度较粗等情况，针对上述矿石采用优先浮选法具有较好的分选效果，另外，对于闪锌矿已被铜/铅离子活化的矿石，优先浮选法也是首选技术。

4.1.2 全混合浮选法

该方法的浮选工艺流程是先将硫化铜矿物、硫化锌矿物以及硫化铅矿物均通过浮选方式浮选到混合精矿中，然后再将这些矿物从混合精矿中分离出来。全混合浮选法的使用条件是适用于处理矿石内部矿物嵌布不均匀的情况，或者是矿物间相互致密共生，或品位较低的矿石。

4.1.3 部分混合浮选法

该方法首先将可浮性相近的硫化铜矿物和硫化铅矿物富集为铜铅混合精矿，然后从铜铅混合精矿中分离分出硫化铜矿物和硫化铅矿物，并从混合浮选尾矿中富集硫化锌矿物。部分混合浮选法兼具优先浮选法和全混合浮选法的优点。由于复杂多金属硫化矿石内的矿物结构组成复杂，铜、铅、硫化矿物在物理化学性质上天然可浮性相近，造成铜铅分离难度大，因此在进行铜铅锌硫化矿石选矿综合回收时，常采用的选矿综合回收工艺为部分混合浮选工艺流程。

4.2 矿石浮选工艺关键要素

4.2.1 浮选捕收剂的运用

复杂多金属硫化矿石在选矿综合回收浮选工艺中较为常用的捕收剂包括硫氨酯、黑药、黄药、硫氮类等药剂，以及这些药剂的混合使用。捕收剂的选择取决于很多因素，包括矿石性质、矿物性质、矿石品位、矿石氧化率和铜铅分离方法的类型等。例如，当矿石中含有共伴生金银时，一般情况下采用黑药作为捕收剂，该种捕收剂有利于金银的回收。通常应避免使用具有起泡性能的捕收剂，因为在铜铅分离过程中，这类捕收剂难以从矿物表面解析。

4.2.2 矿石浮选工艺流程

复杂多金属硫化矿石的分离浮选，一般的工艺流程是先进行脱药处理，然后再进行分选处理。脱药处理的主要方法包括三种。一是机械脱药法，主要包括浓密处理方式、过滤处理方式、洗涤处理方式、擦洗处理方式、搅拌处理方式、再磨处理方式、超声波处理以及多次精选等方式。二是化学及物理化学脱药法，主要包括用硫化钠与活性炭解析以及其他化学药剂的脱药方法。三是特殊脱药法，主要包括加温、焙烧及蒸吹等处理方式。在生产实践中常用的是浓密、过滤、再磨矿及活性炭脱药等方法。

铅锌硫化物浮选工艺也是我国使用比较早，且较为成熟的一种技术工艺，在矿山的生产作业中得到了广泛地运用。该技术与传统的氰化法相比较，建厂投资比较小，且选矿的成本要更低一些，在实施的过程中审批的手续也比较得简单，且省去了解析、电解环节，管理成本相对比较小。但是，运用该技术并不能出成品金、银。

5 结语

综上所述，在推进现代矿山发展的过程当中，也需要将可持续、绿色环保、生态建设等理念融入其中，不断地改进和优化矿山的开采、生产技术。选矿工作是矿山生产作业的重要环节，尤其是一些复杂多金属硫化矿石的选矿工作比较复杂，其中含有的可回收和利用的元素比较多，且矿物元素之间的共生关系比较的密切，要求对每种金属元素有基本的了解和认知，根据矿石的性质等选择出最适合、直接有效的选矿综合回收技术。具体工作的开展和实施，还需要对选矿流程和工艺条件进行科学的改进和优化，如精简选矿的流程、改进选矿的技术、减少药剂的使用、减少操作岗位和过程中的消耗等，在降低选矿成本的同时，有效提高各类金属元素的回收利用效率，减少损失和浪费问题以及金属元素对自然环境的影响和破坏，从生产作业的各个环节，实现矿山的绿色生态发展。