云南某硫化銅礦低堿度銅硫高效分離工藝研究

曾小波，劉人輔，張新華

(中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，四川 成都 610041)

云南某銅礦原礦品位較高，且以硫化銅礦為主，選礦廠以乙黃藥和丁黃藥為捕收劑，2#油為起泡劑，采用傳統(tǒng)的高堿度銅硫分離工藝[1]，生石灰用量高達(dá)20kg/t，獲得的精礦含Cu僅17％、Ag 50g/t，Cu回收率85％、Ag回收率60％。由于銅硫分離時(shí)采用大量的石灰作為黃鐵礦的抑制劑，礦漿pH值高達(dá)11，不僅嚴(yán)重影響了銅及伴生有價(jià)金屬Ag的回收，也造成泡沫發(fā)黏、管道結(jié)垢等一系列生產(chǎn)問題。因此，采用新的藥劑制度在低堿度介質(zhì)下實(shí)現(xiàn)銅硫分離，是提高銅、銀回收率和解決原工藝的系列生產(chǎn)問題的有效途徑[2]。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)組成和物相分析

原礦多元素化學(xué)分析及物相分析結(jié)果見表1、表2。

表1 礦樣化學(xué)全分析結(jié)果/％

表2 礦石中銅的化學(xué)物相分析結(jié)果/％

化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果顯示，礦石中的主要金屬成分為Cu，伴生組分Ag可附帶回收。其他金屬成分達(dá)不到工業(yè)品位指標(biāo)。

物相分析結(jié)果表明，礦石中硫化銅中的銅占礦石中總銅的91.3％，礦石為硫化銅礦石。

1.2 礦物組成及嵌布特征

礦石中金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、孔雀石、褐鐵礦。脈石礦物主要由石英、方解石、鈉長石、榍石、綠泥石、蛇紋石、少量輝石、少量黏土等組成。

黃銅礦主要呈它形不規(guī)則粒狀集合體嵌布在脈石礦物中，自形晶極少見；其次以粒狀集合體與黃鐵礦等金屬礦物交生嵌布。黃銅礦在礦石中嵌布粒徑相差懸殊，大者達(dá)數(shù)毫米，小者僅數(shù)微米。黃鐵礦是礦石中主要的鐵礦物，主要呈它形粒狀集合體嵌布，偶見自形-半自形顆粒。主要嵌布在脈石和黃銅礦中。

1.3 主要金屬礦物粒級分布

主要金屬礦物黃銅礦及黃鐵礦的粒級分布見表3。

表3 主要金屬礦物粒級分布

由粒級統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，黃銅礦及黃鐵礦主要呈細(xì)粒嵌布。

2 選礦試驗(yàn)研究

硫化銅礦的選礦一般采用浮選工藝，而浮選成敗的關(guān)鍵是選擇適合礦石性質(zhì)的浮選藥劑。本試驗(yàn)研究以水玻璃、腐植酸鈉和少量石灰為選礦調(diào)整劑，Y-89為捕收劑， 在弱堿性介質(zhì)中獲得了優(yōu)異的選礦技術(shù)指標(biāo)。

2.1 粗選條件試驗(yàn)

2.1.1 捕收劑對比試驗(yàn)

浮選硫化銅主要采用黃藥、黑藥、硫氮和混合酯類捕收劑[3]。本研究根據(jù)礦石特點(diǎn)，借鑒前人的研究成果，主要對目前應(yīng)用比較普遍、生產(chǎn)實(shí)踐證明效果較好的幾種捕收劑進(jìn)行對比試驗(yàn)研究。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果列于表4。

由表4對比試驗(yàn)結(jié)果可知， Y-89優(yōu)于其余三種捕收劑，原礦經(jīng)一次粗選一次掃選，粗精礦品位Cu 13.50％，回收率可達(dá)94.55％，尾礦中Cu含量降至0.20％。

2.1.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)工藝流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

從圖3可以看出，銅精礦品位隨著磨礦細(xì)度的增加而上升，而回收率略有下降。當(dāng)磨礦細(xì)度增至-0.074mm 90.00％時(shí)，繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，礦石泥化嚴(yán)重惡化了浮選，精礦品位及回收率均開始下降。因此，確定磨礦細(xì)度為-0.074mm 90.00％。

圖1 捕收劑對比試驗(yàn)流程

表4 捕收劑對比試驗(yàn)/％

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)工藝流程

圖3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.1.3 生石灰用量試驗(yàn)

試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖4 石灰用量試驗(yàn)流程

圖5 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可知，精礦品位先隨著石灰用量的增加而上升，回收率略有降低。當(dāng)石灰用量超過750g/t后，精礦品位變化不大，而回收率顯著降低。因此，確定石灰用量為750g/t，此時(shí)礦漿pH≈8.5。

2.2 精選腐植酸鈉用量試驗(yàn)

腐植酸鈉含有苯環(huán)、羰基、甲氧基等活性基團(tuán)，能有效的吸附于黃鐵礦表面，阻礙黃鐵礦與捕收劑發(fā)生作用，使其受到抑制[4]。精選腐植酸鈉用量試驗(yàn)流程如圖6，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖6 腐植酸鈉用量試驗(yàn)流程

圖7 腐植酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖7試驗(yàn)結(jié)果可知，添加腐植酸鈉后精礦回收率小幅下降，但精礦品位上升明顯。當(dāng)腐植酸鈉用量超過67g/t后，其對銅礦物也產(chǎn)生了抑制作用，精礦品位及回收率均開始下降。

2.3 閉路試驗(yàn)

閉路試驗(yàn)流程及結(jié)果見圖8和表5。

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果

圖8 閉路試驗(yàn)流程

3 結(jié)語

1) 礦石中硫化物主要為黃鐵礦，銅礦物以黃銅礦為主。傳統(tǒng)的高堿度浮選工藝嚴(yán)重影響了Cu及伴生元素Ag的回收。

2) 以水玻璃為礦漿分散劑、腐植酸鈉為黃鐵礦抑制劑、Y-89為捕收劑，在低堿度(pH≈8.5)介質(zhì)下可實(shí)現(xiàn)銅硫的有效分離。

3) 推薦的“一粗一掃三精”的全浮選工藝流程獲得了滿意的技術(shù)指標(biāo)：原礦品位Cu 3.39％、Ag 14.24g/t，精礦品位Cu 20.91％、Ag 72.90g/t，回收率Cu 93.88％、Ag 77.91％。

[1]周源．低堿介質(zhì)銅硫分離技術(shù)的研究[J] ．礦產(chǎn)綜合利用，1999(2)：36-38．

[2]陳建華，馮其明，歐樂明,等．低堿度銅硫浮選分離新型有機(jī)抑制劑應(yīng)用研究[J]．有色金屬:選礦部分，1997(4)：29-32．

[3]胡熙庚．有色金屬硫化礦選礦[M] ．北京：冶金工業(yè)出版社，1998.

[4]張劍鋒，胡岳華，邱冠周．浮選有機(jī)抑制劑研究的進(jìn)展[J]．有色礦冶，2000(2)：14-18．