近年来我国华北、华南等地相继发现了一批储量丰富的含银锰矿,每吨原矿含银数十至数千克,含锰为3%-35%,或伴生一定量的铁、铅、锌、镁、铝、钡、铜等金属矿物,属含银型多金属锰矿,是我国重要的含银矿石之一,具有较高的附加值和区域分布广泛性的特点[1]。按锰矿类型可简单分为氧化型、硫化型、碳酸盐型和氢氧化型,其中氧化型是目前探明的主要含银多金属锰矿类型,且主要在地表或浅层分布,是目前开采易、分离难的矿石类型。 以氧化物形式存在的含银锰矿,其主要可利用矿物大多嵌布粒度微细,银与锰、铁等矿物结合紧密,难以用选矿方法对银、锰、铁等进行有效分离,且原矿氰化浸银浸出率一般小于30%,这类矿石一直被归为难利用的“呆矿”类型[2-3]。 根据此类矿石性质,适宜采用先选矿富集得到银锰混合精矿,再对混合精矿进行湿法冶金浸出和净化处理,进一步可得到硫酸锰、碳酸锰、电解锰、银等一系列锰和银加工产品。高效的选矿工艺既能保证较高的富集比,又能获得较高的综合回收率,同时还能降低湿法冶金的处理量和材料消耗,降低湿法冶金残余物的环保处理成本。 一、矿石性质 (一)矿物成分分析 某含银多金属锰矿化学多元素分析结果见表1。
原矿X射线衍射图谱见图1,锰、铁、银物相分析结果分见表2～表4。 分析鉴定结果表明,原矿中的金属矿物主要为软锰矿、水锰矿、硬锰矿,其次为针铁矿、褐铁矿,菱锰矿、锌锰矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、角银矿、自然银、金银矿等,均为少量至微量。脉石矿物以石英为主,其次为云母、长石、方解石、白云石及粘土矿物等。 (二)矿物嵌布关系 矿石中软锰矿、水锰矿和硬锰矿是矿石中的主要含锰矿物,也是银的主要载体矿物;锰矿也同时被针铁矿和褐铁矿所交代,铁矿多分布在锰矿的边部,呈网脉状、蠕虫状、羽状、同心层状分布;银矿物多以细微粒或吸附状态被包裹在锰、铁矿等矿物中,或它们的微裂缝中,也见少量被细粒的脉石包裹或以类I质同象形式分布在氧化锰矿中。 二、选矿富集 (一)选矿富集方案选择 1、含银多金属锰矿常用、有效的富集手段。含银锰矿是锰矿中的一种重要类型,我国锰矿石的特点是贫、细、杂,表现为锰含量低、锰(铁)等矿物与脉石呈细粒嵌布(其粒度在10 µm左右),且伴生矿物种类繁多,难以通过机械选矿的方法得到单独的锰精矿、银精矿,也难以通过先氰化或常规浸银方法获得较好的银浸出指标。因此含银多金属锰矿的处理方法一般先采用多金属集合体选矿,其特点是主要元素回收率高,但精矿品位不太高,其选别工艺可采用强磁选、重选法、浮选法等;由于锰矿石的含泥量多,因此洗矿和筛分也是常用的方法,它既有一定富集作用,又为进一步选别提供方便;此外还有火法富集一富锰渣法、化学选矿等方法[4-5]。 2、富集前的碎磨作业应避免物料的过粉碎。由于含银多金属氧化锰矿多在地表或浅层分布,原矿风化粉化严重并泥化率较高。试验用原矿经粒度筛析可知,粒度越粗,锰、银品位越高。探索试验表明,采用强磁选工艺能经济有效地使银和锰矿物富集到混合精矿中,而且对粗粒级的回收效果明显高于对细粒级,因此选矿富集前的碎磨作业应尽量避免矿石的过粉碎。 3、分级-干湿分选的强磁选流程是该矿的高效流程。探索试验表明,采用全湿式强磁选,精矿品位较高,但锰、银的回收率低;而采用全干式强磁选,银锰的回收率高但精矿品位低,试验结果见表5。
虽然干式强磁选具有银锰回收率高、产能大、成本低的特点,但针对该含细粒级多的矿石,采用全粒级干式强磁选将难以取得较高的抛尾效率,因此精矿锰、银品位必然不高。为确保取得较高的锰、银综合指标,最终确定采用分级一干、湿强磁选工艺流程。 (二)强磁选富集工艺研究 根据该含银多金属锰矿的性质,以及强磁选设备的特点,制定了干式筛分分级-粗粒干式强磁选-细粒湿式强磁选的工艺流程。试验流程及结果见图2,精矿化学多元素分析结果见表6。
图2及表6表明,对该含银多金属锰矿采用干式筛分分级-粗粒干式强磁选-细粒湿式强磁选的工艺流程,在抛出了近40%的尾矿的情况下,主要有益元素Mn,Ag的回收率均超过了90%,锰品位提高了近11个百分点、Ag品位提高了204.8 g/t,铁品位提高了2.34个百分点,使冶金浸出原料中锰、银等有益元素含量大幅提高,冶金浸出原料的量显著下降,为后续高效回收有益元素奠定了基础。 三、结论 (一)某含银多金属锰矿是一种高附加值的微细粒嵌布的复杂锰矿,在目前的技术条件下物理方法难以进行锰、银的有效解离。 (二)根据该矿石矿物嵌布与共生特点,采用先分级、再强磁选能使银和锰矿物有效富集到混合精矿中,为湿法冶金经济、高效地浸出锰、银创造了条件。 (三)试验研究表明,该矿物的粗粒级适合干式强磁选,而细粒级适合湿式强磁选,在磁选物料的碎磨准备作业中应尽量避免矿物的过粉碎。 (四)采用干式筛分分级-粗粒干式强磁选-细粒湿式强磁选的工艺流程,能得到锰、银品位和回收率均较高的混合精矿,锰、银品位分别达到31.59%和657.9 g/t,回收率分别达到90.24%和91.29%;在这个富集过程中,非主要元素铁富集行为不明显。
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