钴作为攀西钒钛磁铁矿伴生有价金属资源,具有重要的综合回收价值。国内外相关学者开展了大量的研究工作,但由于钴品位较低,嵌布粒度细,矿物组成复杂等因素,导致钴资源的综合利用率仍然较低。目前,钒钛磁铁矿中的伴生有价金属钴在铁、钛分选过程采用浮选富集得到含钴0.60%左右的钴硫混合精矿,由于载钴矿物与黄铁矿共生关系紧密,采用物理方法进一步分离较为困难。为此,本论文针对攀西地区的复杂钴硫精矿,采用焙烧和浮选相结合的选冶联合分选工艺开展分离钴研究,对促进钒钛磁铁矿伴生有价金属钴资源的综合利用具有重要的实际意义。首先,对钴硫精矿工艺矿物学开展了大量的研究,结果表明:钴硫精矿含钴0.67%,大部分钴以类质同相及包裹体形式存在于黄铁矿及含镍黄铁矿中少部分以氧化钴、硫化钴和硅酸盐矿物中赋存;主要金属矿物为黄铁矿、镍黄铁矿、磁黄铁矿、钛铁矿、少量硫化钴;主要脉石矿物则为滑石、绿泥石、石英、橄榄石、蛇纹石等。其次,采用氧化焙烧方法对钴硫精矿开展氧化焙烧过程中的矿物物相演变规律及对钴、硫品位的影响,研究结果表明:焙烧温度为400℃-600℃时,脱硫率超过了80%;焙烧温度为700℃-900℃时,硫含量进一步的减小,脱硫速率减缓,900℃时基本脱硫完全。当温度超过600℃时,氧化焙烧矿中有磁黄铁矿,磁铁矿,赤铁矿的生成,滑石在温度升高的过程中逐渐分解消失,并形成镁铁尖晶石,少量铬、镁、以晶格取代的形式,进入到尖晶石的晶格中形成含锌尖晶石,镁铁尖晶石,部分钴镁元素以晶格取代到铬铁矿中,形成钴镁铬铁矿、钴铬铁矿;当温度为900℃时,黄铁矿及赤黄铁矿(FeS₂)大量转变为赤铁矿及磁赤铁矿(Fe₂O₃),但之中依然存在部分磁铁矿(Fe₃O₄)。钴硫精矿经过氧化焙烧后,钴从硫化钴矿物转变为以氧化钴矿物为主的新钴矿物物相,为后钴的进一步分离创造了有利条件。最后,采用硫化浮选工艺对氧化焙烧矿进行了大量的钴分离试验研究,结果表明:在焙烧温度为900℃、焙烧时间120 min、硫化钠2500 g/t、硫化时间15 min,戊基黄药用量为250 g/t的氧化焙烧—硫化浮选工艺条件下,获得了钴品位为18.2%,钴回收率83.4%的钴精矿产品。