某鉬銅硫多金屬礦鉬銅混合浮選分離研究

郭月琴，孫志勇，吳天驕，趙笑益

(西北有色地質(zhì)研究院，陜西西安 710054)

0 前言

一般鉬銅礦石的浮選分離通常采用銅鉬混合浮選再分離和銅鉬等可浮浮選再分離工藝［1-2］，特殊情況下也采用優(yōu)先浮選方案。本文針對山西某鉬銅硫多金屬礦進(jìn)行了選礦試驗研究。依據(jù)礦石性質(zhì)的特點，采用鉬銅混浮—粗精礦再磨分離—鉬再磨再選—銅硫再磨分離工藝流程，閉路試驗指標(biāo)為:鉬精礦產(chǎn)率為0.27%，含 Mo 49.26%，鉬回收率82.66%;銅精礦產(chǎn)率為0.456%，含 Cu 15.45%，銅回收率53.52%;硫精礦產(chǎn)率為9.73%，含S 44.59%，硫回收 率80.94%。各精礦產(chǎn)品均達(dá)品級，雜質(zhì)含量合乎要求。

1 原礦性質(zhì)

原礦中金屬礦物種類較多，其中黃鐵礦含量1.5%及磁黃鐵礦含量1%左右，其他礦物的含量很低，均不足1%。礦石性質(zhì)研究結(jié)果表明，該礦石中的主要金屬礦物是輝鉬礦、黃鐵礦等，其次為黃銅礦、輝銅礦、砷黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦及金紅石等;非金屬礦物主要有石英、斜長石等，其次為黑云母、綠泥石、方解石等。可回收的礦物為:輝鉬礦、黃銅礦、砷黝銅礦、硫鐵礦等。

鉬的賦存狀態(tài)主要以輝鉬礦的形式存在，輝鉬礦在礦石中主要呈半自形—自形片狀、板條狀、集合體狀、集合體呈堆、呈團(tuán)狀、帶狀分布，部分沿巖石裂隙和空隙呈帶狀分布。輝鉬礦的粒度主要以-0.08 mm為主，占有率62.29%，其中-0.04 mm粒級的占35.53%，說明輝鉬礦粒度相對較細(xì)。輝鉬礦與黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等緊密共生，部分輝鉬礦被閃鋅礦包裹，與方鉛礦的連生多為規(guī)則—半規(guī)則連生，方鉛礦分布于輝鉬礦的邊緣和粒間空隙中。輝鉬礦與石英的關(guān)系密切，分布于石英粒間或包裹于其中。輝鉬礦與黃銅礦、砷黝銅礦呈共、伴生關(guān)系:主要是輝鉬礦集合體中包裹黃銅礦和砷黝銅礦，這種共、伴生關(guān)系對于輝鉬礦的解離很不利，給Cu、Mo分離可能造成很大的難度。

銅的賦存狀態(tài)主要以黃銅礦的形式存在，少見輝銅礦及砷黝銅礦。黃銅礦:它形，粒狀、不規(guī)則狀，粒徑0.005～0.2 mm。浸染狀或沿巖石裂隙和空隙分布。與黃鐵礦、磁黃鐵礦緊密共生，分布于黃鐵礦、磁黃鐵礦粒間或沿黃鐵礦裂隙呈脈狀分布，或黃銅礦包裹有半自形—自形黃鐵礦顆粒;可見部分與輝鉬礦連生，被砷黝銅礦交代的黃銅礦被輝鉬礦包裹。可見輝銅礦、砷黝銅礦沿其邊緣和空隙交代黃銅礦，形成交代結(jié)構(gòu)。其嵌布關(guān)系勢必影響銅精礦的指標(biāo)。輝銅礦:它形，不規(guī)則狀，粒度多 ＜0.02 mm，沿黃銅礦邊緣和空隙交代黃銅礦。砷黝銅礦:它形，不規(guī)則狀，交代黃銅礦與黃銅礦一起被輝鉬礦包裹。原礦多元素分析結(jié)果見表1，原礦鉬、銅物相分析結(jié)果見表2、表3。

表1 原礦多元素分析結(jié)果

由表1可以看出，Mo是該礦回收的主要元素，伴生組分Cu、S達(dá)到了綜合回收的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)考慮綜合回收;同時產(chǎn)品檢查要關(guān)注Au、Ag的富集情況;有害元素Pb含量0.067%，可能會影響鉬精礦的質(zhì)量。

表2 原礦鉬物相分析結(jié)果

表3 原礦銅物相分析結(jié)果

由表2及表3可知，礦石主要為原生硫化礦石。但氧化銅、結(jié)合銅占有率為 15.94%，浮選不易回收。

2 試驗方案

由礦石性質(zhì)知，該礦屬于鉬銅硫多金屬礦，因此，鉬與銅、鉛、硫及銅與硫的分離工藝的確定及藥劑制度的選擇是試驗的技術(shù)關(guān)鍵。礦物可浮性試驗結(jié)果表明，只加起泡劑2#油的條件下，鉬礦物的天然可浮性較好，但鉛、銅礦物也有部分上浮，所以富集鉬精礦的同時要考慮除Cu、Pb。對該類礦石通常采用銅鉬混合、銅鉬等可浮浮選方案，特殊情況下也采用優(yōu)先浮選方案，流程方案對比結(jié)果見表4。

表4 流程方案對比試驗結(jié)果

由表4可知，通過銅鉬混合、銅鉬等可浮浮選及優(yōu)先浮選流程方案對比試驗結(jié)果表明，銅鉬混合浮選再分離的流程方案指標(biāo)為最佳。該方案是將銅鉬混浮—粗精礦再磨分離—鉬再磨再選—銅硫再磨分離。試驗原則流程見圖1。

圖1 鉬銅混合浮選再分離試驗流程

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 銅鉬混合浮選條件試驗

3.1.1 鉬銅粗選藥劑種類確定

通過探討試驗，確定用水玻璃作為礦泥分散劑及抑制劑，P-N主要為鉛礦物抑制劑。

鉬礦物的捕收劑主要有:煤油、柴油等，銅礦物的捕收劑主要有:丁銨黑藥、25號黑藥、乙硫氮、乙黃藥、丁黃藥、Z-200等。

(1)鉬礦物的捕收劑對比試驗

試驗流程及條件見圖2，結(jié)果見表5。

由表5可知，煤油與柴油比較，指標(biāo)相當(dāng)，本次試驗選用柴油為鉬礦物的捕收劑。

圖2 煤油與柴油對比試驗流程

(2)銅礦物的捕收劑對比試驗

固定柴油用量(30+15)g/t，試驗流程及條件見圖2，結(jié)果見表6。

表6 銅礦物捕收劑種類對比試驗結(jié)果

由表6可知，考慮到銅的指標(biāo)，應(yīng)是丁黃藥、丁銨黑藥，但考慮到鉬及鉛的上浮及下一步分離脫藥等問題，選用乙黃藥較好。

3.1.2 鉬銅粗選條件試驗

對水玻璃、P-N、柴油、乙黃藥藥劑用量進(jìn)行了條件試驗，其用量分別以 450 g/t、60 g/t、(27+13.5)g/t、(40+20)g/t為宜。

3.1.3 磨礦細(xì)度試驗

在圖2的基礎(chǔ)上對粗精礦增加一次空白精選及掃選進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗，空白精選所得的產(chǎn)品為銅鉬精礦，結(jié)果見表7。

表7 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

由表7可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，銅鉬精礦中鉬的品位及回收率逐漸增加;鉛的品位略有增加，回收率基本不變;銅的品位1%左右，銅的回收率70%左右。綜合考慮磨礦細(xì)度選用70%-200目為宜。

3.2 銅鉬分離工藝流程對比試驗

鉬銅分離一般均采用抑銅浮鉬方案。實際上鉬與銅硫分離效果的好壞關(guān)鍵在于對銅、硫礦物有效抑制。分離試驗表明:混合精礦不預(yù)先進(jìn)行脫藥，鉬與銅、鉛、硫分離及銅與硫分離效果不佳。

試驗進(jìn)行了粗精不再磨—銅硫濃縮脫藥;粗精再磨—銅硫再磨脫藥;粗精再磨—銅硫不脫藥。試驗結(jié)果見表8。

由表8可知，粗精再磨—銅硫再磨脫藥流程的鉬精礦、銅精礦及硫精礦的指標(biāo)較好。所以為了提高鉬、銅、硫精礦的指標(biāo)，鉬銅粗精礦分離前濃縮、再磨脫藥是必須的;銅硫粗精礦分離前濃縮、再磨脫藥也是必須的。

3.3 銅鉬分離條件試驗

對銅鉬混合浮選所得的粗精礦經(jīng)兩次空白精選后所得銅鉬精礦進(jìn)行銅鉬分離條件試驗，試驗流程及條件見圖3。

表8 鉬銅分離工藝流程對比試驗結(jié)果

圖3 銅鉬分離試驗流程

3.3.1 硫化鈉用量試驗

試驗流程及條件見圖3，結(jié)果見表9。由表9可知，隨著硫化鈉用量的增加，鉬精礦中含Mo逐漸增加，含Pb、Cu逐漸降低，鉬的回收率逐漸增加，鉛、銅的回收率逐漸降低，所以，硫化鈉用量選用3 000 g/t為宜。

表9 硫化鈉用量試驗結(jié)果

3.3.2 TGA 用量試驗

試驗流程及條件見圖3，結(jié)果見表10。由表10可知，隨著TGA用量的增加，鉬精礦中含銅及銅的回收率雖降低的幅度不大，但銅的品位及回收率有逐漸降低的趨勢，所以TGA用量選用37 g/t為宜。

3.3.3 P-N 用量試驗

試驗流程及條件見圖3，結(jié)果見表11。由表11可知，隨著P-N用量的增加，鉬精礦中含Pb及Pb回收率雖下降的幅度不大，但Pb品位及Pb回收率有下降的趨勢，所以，P-N用量選用30 g/t為宜。

表10 TGA用量試驗結(jié)果

表11 P-N用量試驗結(jié)果

3.3.4 再磨細(xì)度試驗

試驗流程及條件見圖3，結(jié)果見表12。由表12可知，隨著再磨細(xì)度的增加，鉬精礦鉬的品位和回收率逐漸增加，含Pb逐漸降低;銅精礦銅的品位逐漸增加。所以，再磨細(xì)度選用80% ～90%-0.038 mm為宜，本試驗選用85%-400目。

表12 P-N用量試驗結(jié)果

3.4 全流程閉路試驗

全流程試驗流程及條件見圖4，結(jié)果見表13。

圖4 全流程閉路試驗流程

表13 鉬銅混浮閉路試驗結(jié)果

3.5 產(chǎn)品檢查

鉬精礦、銅精礦、硫精礦主要元素分析結(jié)果分別見表14、表15、表16。由產(chǎn)品檢查結(jié)果可知，各精礦產(chǎn)品均達(dá)品級，雜質(zhì)含量合乎要求。

表14 鉬精礦主要元素分析結(jié)果

表15 銅精礦主要元素分析結(jié)果

表16 硫精礦主要元素分析結(jié)果

4 結(jié)論

(1)試樣中主要回收元素為鉬，其 Mo含量0.17%，其次為 Cu，其含量0.137%，達(dá)到了綜合回收。而 Pb、S含量較高，分別為 Pb 0.067%、S 5.36%，它們對鉬、銅精礦的質(zhì)量影響較大。試樣中鉬的氧化率為9.15%，銅的氧化率為15.94%，所以，鉬、銅的回收率勢必受到影響。

(2)通過對該礦石性質(zhì)的研究及多方案探討試驗與條件試驗，將“鉬銅混浮—粗精礦再磨分離—鉬再磨再選—銅硫再磨分離”作為本次試驗的推薦流程。對于鉬銅礦石，較為常見的是銅鉬混合浮選再分離的流程方案，該方案的特點是銅鉬混合浮選作業(yè)流程及藥劑制度簡單。

(3)由于鉬的粒度以-0.08mm為主，較細(xì)，且與脈石包裹，又有集合體中包裹黃銅礦和砷黝銅礦，因此鉬銅混合浮選后必須通過再磨再選才能進(jìn)一步提高鉬精礦的質(zhì)量，該流程結(jié)構(gòu)和礦石性質(zhì)相吻合。銅硫分離前的再磨設(shè)置主要起強化脫藥作用，以進(jìn)一步提高銅的捕收效果。

［1］龔明光.泡沫浮選［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2007.

［2］蔣玉仁，周立輝，薛玉蘭，等，抑制劑浮選分離黃銅礦和輝鉬礦的研究［J］.礦業(yè)工程，2005(5):23-26.

［3］樊建云.某銅鉬礦浮選工藝試驗研究［J］.中國鉬業(yè)，2009，33(1):15-17.