米夏夏

(北京矿冶研究总院，北京 100160)

津巴布韦某铂金矿尾矿再选可行性研究

米夏夏

(北京矿冶研究总院，北京 100160)

介绍了津巴布韦某浮选铂金矿尾矿的性质，对其中的铂族金属等有用矿物进行回收利用可行性研究，通过选矿工艺设计和项目投资分析，表明该铂金矿尾矿再选项目是可行的。

铂族金属； 尾矿再选； 可行性

1 前言

津巴布韦Mimosa铂金矿[1]是津巴布韦最古老的铂金矿山，矿山位于大岩墙南部的Wedza杂岩体上，早在20世纪20年代，开始简单的采矿活动，但并未成功。直到1994年才开始规模化生产，由Mimosa Investments Limited经营，南非铂金生产商因帕拉铂金公司(Implats Platinum Ltd.)和阿奎里厄斯铂业公司(Aquarius Platinum Ltd.)各持其50%的股份。

Mimosa现有选矿厂附近的一个老尾矿坝，库存浮选铂金矿尾矿量在2 000kt以上，其中的3E(Pt、Pb、Au)品位在1.1g/t以上。该尾矿库已经闭库，不但占用了大量土地，影响环境，而且如此丰富的铂族金属资源留存于尾矿库中，造成极大的资源浪费。Mimosa铂金矿作为津巴布韦第一个成功开发的铂金矿山，经多次扩建后，目前原矿处理量为220kt/月，即处理量约2 640kt/a，Mimosa公司计划将该矿山的采选处理能力提升到3 240kt/a，处理能力的提升势必会产生更多的尾矿。Mimosa公司通过委托Mintek公司和Bgrimm的试验研究设计，准备对现有老尾矿库中的尾矿进行综合回收处理。

2 尾矿特性及试验

2.1 化学多元素分析

Mimosa公司老尾矿坝的尾矿化学多元素分析结果见表1。

老尾矿坝的铂族金属(PGMs)主要以Pt、Pd为主，Pt/Pd比为1.16，占PGMs含量90%以上。

2.2 物相组成

尾矿的矿物组成及相对含量统计结果见表2。

表1 尾矿多元素分析结果 %

表2 尾矿中主要矿物组成及相对含量统计结果 %

工艺矿物学研究表明，该尾矿中矿物组成比较复杂，矿物种类较多，嵌布关系也较为复杂。尾矿中大部分矿物为辉石矿物、滑石和角闪石，铂族金属矿物主要以硫化物形式存在，主要包括磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，还有少量的方铅矿、闪锌矿、辉铜矿、斑铜矿等。铂族金属在矿物中嵌布粒度细，6μm以下占近70%，在选别过程中必须再磨才能充分解离。

2.3 尾矿粒度组成

尾矿在各粒度级别分布统计结果见表3。

表3 尾矿各粒级分布统计结果

在粒度小于0.038mm时，筛下累计产率占44.9%，3E品位小于1.0g/t，回收率为39.91%，因此铂钯金主要在粗颗粒之中。

图1 开路试验流程图

2.4 尾矿选矿试验

Mintek公司对该尾矿进行开路试验，试验流程见图1，选别指标见表4。

表4 开路试验结果

试验结果表明，在磨矿细度为-0.053mm占80%的条件下，采用一次粗选，两次精选的单一浮选工艺可获得铂精矿品位83.2g/t，回收率为26%。

3 建设规模和产品方案

根据mimosa业主的相关资料，老尾矿坝库存浮选铂金矿尾矿量在2 000kt以上，资源量可靠，尾矿再选厂建设规模按处理能力40kt/月设计，可供生产4年，老尾矿坝的尾矿处理结束后，可以处理现有的3#尾矿坝的尾矿，至少可生产15年以上。

根据Mintek公司选矿试验，并参考类似选矿实践[2～4]，本设计方案的产品为铂精矿，确定设计工艺指标见表5。

表5 工艺设计指标

4 工艺流程设计

4.1 脱泥磨矿流程

尾矿坝的尾矿调浆后，泵送至磨矿车间旁边的脱泥前搅拌槽，控制矿浆浓度为30%，然后通过泵输送到FX150×8脱泥旋流器组，脱泥旋流器有两个作用：一是矿浆浓缩，达到磨矿浓度的要求；二是除去大部分的细泥(-0.053mm)，预先脱除30%的细泥。脱泥旋流器溢流自流到粗选尾矿池，沉砂进磨矿回路。

磨矿系统由球磨机和分级旋流器组构成，脱泥旋流器的沉砂浓度控制在70%左右，直接进入MQY3254球磨机，球磨后进入排矿泵池，再泵送到FX250×6旋流器组分级，溢流控制的分级粒度为-0.053mm占80%，沉砂返回球磨机形成闭路。脱泥磨矿工艺流程见图2。

图2 脱泥磨矿工艺流程图

4.2 浮选工艺流程

根据Mintek试验流程，确定浮选工艺流程为一次粗选、两次精选，粗选、精选一和精选二的浮选时间分别为20、15min和10min。磨矿分级溢流自流进入搅拌槽，然后再进入5槽BF- 10m3浮选机粗选；粗选泡沫去精选，粗选底流与脱泥旋流器的溢流合并为最终尾矿。粗精矿经两次精选(精一、精二分别为4槽、2槽BF- 4 m3浮选机)得到最终精矿，中矿顺序返回。浮选工艺流程见图3。

图3 浮选工艺流程图

4.3 脱水工艺设计

精矿脱水选择浓密和压滤两段脱水工艺，浮选铂精矿产率为0.57%，产量仅为0.35t/h。精矿浓密系统设计采用1台NZY- 6中心传动浓密机，压滤系统设计采用1台XAZG20/800- U隔膜压滤机，浓密机的底流浓度为55%，自流至压滤前搅拌槽，然后通过压滤机专用的气动隔膜泵送至压滤机，压滤后的滤饼含水15%，通过皮带机送至精矿仓，再装车外运。

尾矿脱水选择一段浓密脱水工艺，为防止回水利用对浮选流程产生不利影响，采取普通浓密，不添加絮凝剂。尾矿浓密系统设计采用1台NZY- 50中心传动浓密机，底流浓度为50%，通过尾矿输送泵送至现有尾矿库。

5 经济效益

该尾矿再选项目设计处理规模为40kt/月，设计内容为尾矿脱泥磨矿车间、浮选车间、精矿和尾矿脱水车间，车间按露天配置，其中机修和药剂仓库、试化验室等配套设施均利用现有设施。

项目总投资1 340万美元，基建期1年。建成投产后，年均销售收入308.98万美元，年平均利润总额106.7万美元，项目投资财务内部收益率为17.58%，高于财务基准收益率，在10%的折现率水平下，项目投资财务净现值为168.6万美元。

6 结语

(1)尾矿中Cu和Ni的品位分别为0.023%和0.066%，但选矿试验未作更多的工作，为了能综合回收尾矿中有价金属，建议后续进行Cu和Ni回收的试验工作。

(2)该尾矿再选项目作为一新建项目，规划在现有选厂附近，充分利用现有场地，简化布置。在不影响正常生产的情况下，优先考虑利用选厂原有设备，减少工程投资和建设时间。

(3)Mimosa现已闭库的尾矿资源量为2 000kt，可供该尾矿再选项目正常生产4年，4年后处理3#尾矿库尾矿时，存在尾矿性质波动导致选别指标不稳定的可能，存在一定的技术风险。

(4)Mimosa公司决定对矿山积存的尾矿进行综合回收利用，有利于矿山环境的综合治理，同时又可获得较好的经济效益。从财务角度上分析，该项目有一定的盈利能力和投资回收能力，故尾矿再选项目是可行的。从财务敏感性分析，该项目对铂精矿中的3E回收率指标非常敏感，需加强对尾矿再选的技术研究，确保选别指标稳定。

[1] 赵声贵，陈元初.津巴布韦大岩墙铂族金属资源开发现状[J].贵金属,2011，32(1):72-75.

[2] 米夏夏，罗 棚，米建国.赞比亚某铜炉渣选矿项目可行性研究[A].第五届尾矿与冶金渣综合利用技术研讨会论文集[C].2014.

[3] 选矿设计手册编委会.选矿设计手册[M].北京:冶金工业出版社,1999.

[4] 冯守本.选矿厂设计[M].北京:冶金工业出版社,1996.

Feasibility study of tailings re-concentration of a platinum mine in Zimbabwe

The tailings characteristics of a platinum mine in Zimbabwe was introduced, and the feasibility study of recovering platinum metals was carried out. Through the design of mineral separation process and the analysis of project investment, it shows that the tailings re-concentration is feasible.

platinum metals; tailings re-concentration; feasibility

1672-609X(2017)05-0032-03

TD926.4+2

A

米夏夏(1984-)，男，湖南怀化人，硕士，工程师，主要从事选厂设计等工作。