作者：张毅
我国多年依赖从巴西、澳大利亚等国进口铁矿资源，这一现状短期内也是不可改变。钴具有优良的物理、化学和机械性能，是制造高强度合金、耐高温合金、硬质合金、强磁性材料和催化剂的主要材料，钴除单独矿床外，大量分散在矽卡岩型铁矿、钒钛磁铁矿、热液多金属矿、各种类型铜矿等矿床中。我国钴矿床品位低，加工工艺复杂，
生产成本高，钴多作为副产品产出，钴的产量不能满足国家的发展需求，严重依赖国外进口，成为我国的稀缺资源。金作为贵金属，长期以来作为硬通货，是财富的代表，此外，金超高的稳定性和卓越的导电、导热等性质，使其在航天、航空、电子等高科技领域得到广泛应用，很明显金的价值地位是不可取代的。绝大部分的铁、钴和金来源于矿产资源，因此，研究如何从矿石中提取铁钴金具有重要意义。
国外某铁矿富含钴和金，均已达到工业品位要求，具有重要的研究价值。
1 矿石性质
多元素分析结果表明，该矿主要有价元素为铁，含量为49. 89%，其次是钴和金，含量分别为0. 047%和o．82g/t，硅镁钙合计含量为20. 89%;MLA矿物定量分析结果表明，磁铁矿是该矿最主要的矿物，矿物量占比达到69. 262%，钴矿物种类较多，有辉砷钴矿、硫锑钴矿和钴华等，脉石矿物主要为石英、长石和蛇纹石。钴赋存状态，金赋存状态分别列于表1和表2.
由表1可知，赋存在辉砷钴矿中的钴占43. 00%，赋存在硫锑钴矿的钴占19. 88%、赋存在钴华中的钴占14. 02%，赋存在磁铁矿中的钴占19. 18%。由表2可知，以自然金形式存在的金占57. 80%，赋存在钴矿物中的金合计占20. 09%，赋存在磁铁矿中的金占17. 96%。显微镜下测定原矿块矿中磁铁矿的嵌布粒度，结果表明，磁铁矿粒度较粗，分布不均匀，主要粒度范围0. 01～2. 56mm，小部分磁铁矿呈微细颗粒嵌布于脉石中，难以解离。
2 试验结果与讨论
2.1 原则流程的选择与确定
矿石中主要有价元素为铁钴金，潜在价值估算结果见图1，从中可以看出，铁价值比例最高，达到74%，其次是金，价值比例占16%，再次为钴，价值比例占10%。从资源综合利用角度出发，选矿流程的制定上应重点考虑铁的回收，并综合回收金和钴。铁基本赋存在磁铁矿中，钴主要赋存于辉砷钴矿、硫锑钴矿和钴华，金主要赋存在自然金和钴矿物中。对于铁，磁铁矿具有强磁性，通常采用弱磁选实现与其他矿物的分离，由于矿石中磁铁矿矿物量高达69. 262%，预先采用弱磁选加以回收，可以显著的减少后续选钴和金的处理量，同时避免磁铁矿对选钴和金带来干扰。对于钴，当以硫、砷化物形式存在时，采用黄药为捕收剂，在酸性矿浆（pH4～4.5范围内）中能有效的浮选，其回收率可达80%，采用重选法也可较好的回收钴的硫、砷化物及钴华，如摩洛哥钴矿床采用重选回收钴，本矿石中钴主要以硫砷钴矿和砷锑钴矿形式存在，这部分钴占62. 88%，此外，14. 02%的钴赋存于钴华，根据钴的赋存状态，可通过浮选或重选回收钴；对于金，矿石中20. 09%的金赋存在钴矿物中，这部分金可与钴矿物同时回收，57. 80%的金以自然金形式存在，根据金与脉石的可浮性差异和密度差异，可以采用浮选或重选加以回收。根据矿石性质确定“先选铁后选金选钴”的技术路线。
2.2选铁试验
影响选铁的主要有细度与磁场强度，分别对其进行研究。
2.2.1磨矿细度试验
磨矿是个高能耗的作业，确定适宜的磨矿细度，实现磁铁矿单体解离，获得适宜磁选的细度，是磁选获得优良指标的前提。试验条件：磨矿细度为变量，磁场强度为0. 15T，试验结果列于表3。
从表3可以看出，随着磨矿细度的增加，铁回收率基本没有变化，而品位不断提高，但在细度超过-0. 074mm占61%，增加幅度已不大。综合考虑磨矿成本与指标，选择磨矿细度为-0. 074mm占61%。
2.2.2粗选磁场强度试验
试验条件：原矿磨至细度为-0. 074mm占61%产品，磁场强度为变量，试验结果列于表4。
从表4可以看出，磁场强度增加，铁粗精矿铁品位下降而回收率提高，综合考虑，选择磁场强度为0. 15T。
2.2.3精选磁场强度试验
粗选虽然可获得铁品位63. 15%的铁粗精矿，但是离磁铁矿单矿物含铁72. 41%仍有差距，说明铁粗精矿中仍存在一定量的脉石矿物，若能通过磁精选分离除去，将有望获得更高品位的铁精矿产品。所以，进行精选磁场强度试验。试验条件：给矿为铁粗精矿，磁场强度为变量，试验结果列于表5。
从表5可以看出，磁精选适宜磁场强度为0. 12T。
2.2.4选铁全流程试验
在确定磁选条件后，进行选铁全流程试验研究，试验流程见图2，试验结果见表6。
从表6可以看出，弱磁选可获得产率69. 98%，铁品位67. 63%，回收率93. 81%的铁精矿，表明矿石中的磁铁矿得到了良好回收，从表6中可以同时看出，钴和金在磁选尾矿中得到富集，钴含量达到0. 122%，金含量达到2.26g/t，81. 31%的钴和78. 85%的金集中至磁选尾矿。
2.3选金选钴试验
磁选尾矿中主要有价矿物为钴矿物和金，脉石矿物主要为蛇纹石、石英、长石等。根据有价矿物与脉石矿物之间的可浮性差异，进行浮选试验研究。
2.3.1浮选试验
2.3.1.1 细度试验
原矿磨矿细度是根据选铁指标确定，对于选金选钴来说，也许并不适宜，需进行浮选细度试验研究，流程见图3，结果见表7。
从表7可以看出，磨矿细度增加后，金的回收率得到提高，但在细度超过-0. 074mm占86%后，不再有明显变化；在细度从-0. 074mm占71%增加至-0. 074mm占94%（-0. 043mm占81%），钴的作业回收率基本没有变化，始终小于50%。考虑到金的回收，确定磨矿细度为-0. 074mm占86%。
2.3.1.2 活化剂试验
从浮选细度试验结果来看，钴的回收率小于50%。硫化矿浮选过程中，通过加入某些金属离子可以起到明显的活化效果，原因是金属离子选择性吸附在硫化矿表明，再通过金属离子与捕收剂作用，从而起到活化作用。例如，铜离子对硫铁矿和闪锌矿具有明显的活化效果，铅离子对辉锑矿具有显著的活化效果，因此，硫酸铜和硝酸铅在选硫和选锑领域得到广泛应用。那么，铜离子或铅离子对钴矿物是否具有活化效果，能否通过添加铜离子或铅离子，强化回收钴，在此，进行试验研究。流程见图4，结果见表8。
从表8可以看出，添加硫酸铜或硝酸铅后，钴的选别指标基本没有变化，金的指标也没进一步增加。说明铜离子或铅离子未能起到活化有价矿物的作用。
对磁选尾矿进行的浮选试验结果表明，磨矿至-0. 074mm占86%进行浮选，金的粗选作业回收率约75%，钴的粗选作业回收率小于50%，浮选不能同时兼顾到金和钴的回收。
2.3.2重选试验
为达到同时回收金和钴的目的，对磁选尾矿进行重选试验研究。磁选尾矿中主要有价矿物为钴矿物和金，脉石矿物主要为蛇纹石、石英、长石等。金的相对密度达19.3，辉砷钴矿和硫锑钴矿等钴矿物的相对密度也超过5.0，而脉石矿物的相对密度均小于3．O，金与脉石矿物的重选可选性判断准则E值为：E=（δδ金-pp水）／（δδ脉石- pp水）一(19.3 -1.0)／(3.0-1.0)一9.15。
大于2.5，属于重选极易选范围，所以采用重选理论上可以实现金与脉石矿物分离。
钴矿物与脉石矿物的重选可选性判断准则E值为：E=（δδ钻矿物 - pp水）／（δδ脉石- pp水）一（5．o-1.O）／(3. 0-1．O)一2.0。
属于重选易选范围，所以采用重选理论上也可以实现钴矿物与脉石矿物分离。
重选试验流程见图5，试验结果见表9。
从表9可以看出，摇床重选可获得钴品位10. 22%，作业回收率69. 53%，金品位197. 57g/t，
作业回收率72. 56%的含金钴精矿。重选可以实现钴和金的同步回收。
2.4全流程试验
通过试验研究，确定采用“磁一重”联合流程回收铁钴金，试验流程见图6，试验结果见表10。
从表10可以看出，采用磁重联合流程可获得铁精矿和含金钴精矿两个产品，铁钴金的回收率分别为93. 81%、56. 51%和67. 21%。通过进一步的研究，还有望从中矿进一步回收钴和金。
3 结 论
1)矿石性质是制定选矿流程的根本。矿石中主要有价元素为铁，其次是金和钴，根据磁铁矿与钴矿物、金及脉石矿物之间的磁性差异，首先采用弱磁选回收矿物量接近70%的磁铁矿，实现磁铁矿与其它矿物的分离，起到预富集钴和金的作用，同时有效避免磁铁矿对选金和钴的影响。
2)对选铁尾矿分别进行浮选和重选试验研究，浮选试验结果说明，金的浮选效果较好，粗选作业回收率约75%，然而钴的作业回收率小于50%，添加铜离子和铅离子浮选指标并无改善，浮选不能同时兼顾到金与钴的回收；摇床重选试验结果表明钴和金的作业回收率约70%，可以实现金与钴的同步回收，所以，确定采用重选流程综合回收金和钴。
3)采用“磁选一重选”联合流程，可获得铁精矿和含金钴精矿两个产品，铁钴金的回收率分别为93. 81%、56. 51%和57. 21%，实现了矿石中有价元素的综合回收。
4 摘要：国外某铁矿富含金和钴，主要有价矿物为磁铁矿，其次是自然金和钴矿，根据矿石性质，综合对比了“磁浮”与“磁重”两种流程，最终，采用“磁重”联合流程，在原矿含铁49. 89%，含钴0.047%，含金o．82 g/t的情况下．获得产率69. 98%，铁品位67. 63%，回收率93. 81%的铁精矿；产率0.25%，钴品位10. 22%，回收率56. 51%，金品位197. 57 g/t，回收率57. 21%的含金钴精矿。
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