《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》要求大力发展循环经济，实施循环发展引领计划，推进生产和生活系统循环链接，加快废弃物资源化利用^[1]。《中华人民共和国环境保护税法》自2018年1月1日起施行固体废物征税政策，随着法律法规的逐步完善，新一届政府对环保重视程度的加强以及多项环保政策的出台，亟需开展固体废物的资源化、减量化利用以及综合利用技术研究。黑龙江某铜矿石堆浸渣中含有伴生的金、磁铁矿、石榴子石等矿物未回收，资源浪费严重，因此以堆浸渣为研究对象，开展综合回收技术研究，以提高矿石的资源利用率和综合利用水平。

1 样品性质

试验样品取自黑龙江某铜矿石堆浸渣，工艺矿物学研究查明浸渣中金属矿物主要有磁铁矿及少量褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、孔雀石，显微镜下可见微量自然金，非金属矿物主要有石榴子石和石英。原矿(浸渣)化学分析结果见表 1，矿物组成分析结果见表 2，铁物相分析结果见表 3, 铜物相分析结果见表 4。表 1和表 2分析结果表明：磁铁矿和石榴子石为主要回收矿物，金可综合回收。表 3表明铁主要以磁铁矿、硅酸铁的形式存在，表 4表明铜主要以结合氧化铜和原生硫化铜的形式存在。

原矿中主要矿物的嵌布特征：磁铁矿，呈半自形-它形粒状，粒径0.01~4.0 mm，其中0.01~0.1 mm占75%，被赤铁矿交代；自然金，呈它形粒状，粒径0.01~0.1 mm，均被褐铁矿包裹；黄铜矿，粒径0.005~4.0 mm，其中0.005~0.05 mm含量占88%，被褐铁矿、孔雀石交代；黄铁矿，呈较自形粒状，强烈被褐铁矿交代；石榴子石，裂隙发育，缝隙被褐铁矿充填；石英，呈它形粒状，粒径0.01~1.0 mm。

2 试验方案确定

铁硫共生矿石选矿常用的工艺流程主要有“先磁后浮”和“先浮后磁”两种^[2-8]。“先磁后浮”流程，减少浮选给矿，节约设备投资，但增加了浮选前的浓缩设备及成本；“先浮后磁”流程，有利于保证铁精矿产品质量，但浮选给矿量大，两种流程各有利弊。

针对该铜堆浸渣矿石特点，进行了铜浮选—金重选、铜酸浸—金碱浸等探索试验。由于浸渣中黄铜矿粒度多集中在0.005~0.05 mm，粒度较细，且铜中氧化铜的分布率高达56.21%，硫化浮选铜回收率仅10%左右，选别效果较差；而且该浸渣是铜酸浸后的废渣，磨矿后再浸，24 h铜浸出率只有16.96%，浸出效果不理想。因此采用经济可行，简单易于实施的工艺回收铜是比较困难的，为此着重考虑回收磁铁矿及非金属矿物石榴子石，同时考察自然金回收的可能性。依据浸渣中主要矿物的嵌布特性，采用摇床重选回收金，回收金的尾矿磁选回收磁铁矿，磁选尾矿再用螺旋溜槽回收石榴子石，重磁联合工艺流程见图 1。

3 试验结果与讨论 3.1 金回收试验

根据铜浸渣中金矿物嵌布特征进行了摇床重选试验(试验流程参见图 1)，试验结果见图 2。

试验结果表明：随着磨矿细度的提高，金精矿中金品位呈递增趋势，回收率呈递减趋势。在磨矿细度-0.074 mm占55.74%时，金精矿含金2.58 g/t，回收率44.66%；在磨矿细度-0.074 mm占63.60%时，金精矿含金3.28 g/t，回收率35.44%；金富集效果明显，综合回收效果较好。

3.2 磁铁矿回收试验 3.2.1 磨矿细度试验

铜浸渣中有22%的磁铁矿粒度分布在0.05~0.1 mm之间，53%的磁铁矿粒度分布在0.01~0.05 mm之间，为了得到合适的磨矿细度及磁选分离效果，首先进行磨矿细度试验研究，设备采用鼓形湿法弱磁选机(XCRS-Ф400×300)，磁场强度为117.77 kA/m，试验流程参见图 1，试验结果见图 3。

试验结果表明：随着磨矿细度的提高，铁精矿磁性铁品位呈递增趋势，且均在60%以上，回收率呈递减趋势。在磨矿细度-0.074 mm占24.80%时，铁精矿含磁性铁60.67%，回收率最高，为94.10%，满足C60品级铁含量质量要求；磨矿细度-0.074 mm占55.74%时，铁精矿含磁性铁64.66%，回收率较高，为90.00%，整体上讲磁铁矿选别效果较好，容易回收。

3.2.2 磁场强度试验

在磨矿细度-0.074 mm占55.74%时，考察磁场强度变化对磁铁矿回收效果的影响，为此进行弱磁选磁场强度试验，流程参见图 1，结果见图 4。

试验结果显示：随着磁场强度的提高，铁精矿磁性铁品位先增加后降低，回收率呈递增趋势。在磁场强度为106.00 kA/m时，铁精矿含磁性铁65.16%，回收率89.34%，选别效果较好，故磁场强度可选为106.00 kA/m。

3.3 石榴子石回收试验

铜浸渣回收金及磁铁矿后的尾矿含有大量的非金属矿物石榴子石，其具有硬度适中、熔点高、化学稳定性好、无毒、惰性和角砾性等特点，可应用于喷砂、磨料、水过滤、切割、修建公路和机场跑道等，具有较高的综合回收价值。螺旋溜槽具有处理量大、占地面积小、无需动力、适应性强等优点，是回收石榴子石的理想设备，为此开展φ600型螺旋溜槽回收石榴子石的试验研究，试验流程参见图 1，试验结果见表 5。

石榴子石回收试验结果表明：采用重选工艺可以得到产率53.57%、含TFe 20.87%、回收率56.50%的石榴子石精矿，显微镜镜下检查石榴子石纯度为95%，杂质矿物为石英、辉石，石榴子石分选效果非常好，根据需求还可以进一步提纯。

3.4 两段磨矿—重选磁选试验研究

石榴子石应用时粒度是一个重要的指标要求，为了获得较粗颗粒的石榴子石，采用两段磨矿，首先在较粗磨矿条件下摇床重选回收金，金尾矿磁选回收磁铁矿(铁粗精矿)，磁选尾矿再用螺旋溜槽回收石榴子石，铁粗精矿再细磨精选得到铁精矿，试验流程见图 5，试验结果见表 6。

两段磨矿—重磁试验结果表明：在粗磨细度为-0.074 mm含量占24.80%时，金重选可得到含金1.54 g/t、回收率25.42%的金精矿，金富集效果尚可。金重选尾矿在磁场强度为106.00 kA/m时，得到含TFe品位64.29%、回收率为21.80%，MFe品位60.23%、回收率为85.64%的铁粗精矿；铁粗精矿再磨精选得到含MFe品位65.65%、作业回收率99.54%、全流程回收率为85.64%的磁铁矿精矿，选别效果非常好。铁粗选尾矿重选回收石榴子石，可以得到产率31.24%、含TFe品位20.10%、纯度为95%的石榴子石精矿，产率13.91%、含TFe品位20.62%、纯度为90%的石榴子石中矿，回收效果也比较理想。

3.5 产品分析

铁精矿产品多项化学分析结果见表 7。

铁精矿含铁67.29%、磁性铁65.16%，产品质量达到了C67品级Ⅱ类标准，接近Ⅰ类标准，实现了铜浸渣中伴生铁矿物的综合回收利用。

4 结语

(1) 黑龙江某铜浸渣中含有磁铁矿15%、石榴子石70%，具有较高的综合回收价值。

(2) 采用一段磨矿—重磁联合流程，在磨矿细度-0.074 mm占55.74%时，可获得含金2.58 g/t、回收率44.66%的金精矿，含磁性铁65.16%、回收率89.34%、全铁含量67.29%的铁精矿以及产率48.15%、纯度95%的石榴子石精矿。

(3) 采用两段磨矿—重磁联合流程，在磨矿细度-0.074 mm占24.80%时，可获得含金1.54 g/t、回收率25.42%的金精矿，产率31.24%、纯度95%的粗粒石榴子石精矿以及产率13.91%、纯度90%的石榴子石中矿；铁粗精矿再磨精选得到含MFe 65.65%，回收率为85.64%的铁精矿。

(4) 黑龙江某铜浸渣中共伴生矿物综合回收工艺具有流程结构短、工艺简单、工业上易于实施的显著特点，有利于提高矿石资源利用率和综合利用水平。