安徽某銻金礦選礦工藝試驗(yàn)

曹靜王宇

(銅冠有色金屬(池州)有限責(zé)任公司)

銻礦石的自然類型有氧化礦石、混合礦石和原生礦石3種，其標(biāo)準(zhǔn)按銻氧化率劃分為氧化礦石大于50%，混合礦石30% ～50%，原生礦石小于30%。銻礦石的工業(yè)類型，根據(jù)我國(guó)銻礦床物質(zhì)成分特點(diǎn)，有以銻為主的單一礦床，更多的是多組分共伴生礦床，有的銻與金、汞、鎢等共伴生。故銻礦石工業(yè)類型有單一銻、銻金、銻汞、銻金鎢、銻鎢等類型［1］。

安徽某銻金礦礦區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)坳沿江拱斷褶帶七都復(fù)背斜三崗尖背斜北翼，葛公斷裂以西。以燕山晚期花崗斑巖為主，其為全晶質(zhì)斑塊結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，斑晶主要由正長(zhǎng)石、石英、黑云母等組成，基質(zhì)為細(xì)晶質(zhì)之長(zhǎng)石、石英等。礦床有3個(gè)較大礦體和8個(gè)小礦體，還有一些厚度小于1 m的平行礦體，3個(gè)較大規(guī)模的礦體編號(hào)為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#。其中銻品位變化為0.7%～34.34%，平均品位為4.19%～4.85%;金品位變化為0.87～2.34 g/t，平均品位為1.3 g/t。為綜合利用該資源，對(duì)礦石進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)研究，將主要通過浮選方法回收有用礦物。

1 礦石性質(zhì)

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，銻礦礦物含量見表2。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 銻礦礦物含量 %

礦石中主要有用礦物除銻礦外，還有嵌布于黃鐵礦和毒砂中的金。

銻礦石為致密塊狀、浸染狀、細(xì)脈浸染狀和角礫狀構(gòu)造，他形粒狀結(jié)構(gòu)、雙晶結(jié)構(gòu)，局部可見針柱狀結(jié)構(gòu)，粒度為 0.01 ～2.00 mm，最大可達(dá) 5.00 mm。輝銻礦呈他形不等粒集合體，構(gòu)成致密塊狀礦石的主體;在角礫狀構(gòu)造中，為脈石角礫的充填膠結(jié)物;在浸染狀或細(xì)脈礦石中，輝銻礦則呈星散狀分布或沿巖石裂隙充填，構(gòu)成浸染狀或網(wǎng)脈狀構(gòu)造;輝銻礦細(xì)脈有時(shí)切穿石英細(xì)脈或賦存于石英細(xì)脈內(nèi)。硫銻鉛礦呈他形微粒狀嵌布于輝銻礦間或呈輝銻礦的包裹體。致密塊狀礦石的品位較富，含銻品位大于5%，而浸染狀或細(xì)脈狀的品位均小于5%。黃鐵礦的粒度為0.05～0.20 mm，散布于脈石中或與輝銻礦共生。

金主要分布于黃鐵礦中，為微細(xì)顆粒，顯微鏡和肉眼均無(wú)法見到。由質(zhì)子探針分析可知，金在黃鐵礦中呈浸染分布，以極細(xì)的包裹體形式存在，部分存在于毒砂中。脈石礦物主要有石英、白云石、長(zhǎng)石，含少量黑云母、綠泥石、方解石等。

2 選礦技術(shù)分析

根據(jù)礦石化學(xué)成分分析及礦物分析可知該礦屬銻金礦，銻與金都具有回收價(jià)值，銻主要以輝銻礦形式存在，金主要分布于黃鐵礦及砷黃鐵礦中［2-3］。

銻礦床中，由于毒砂的浮選特性與輝銻礦相似，因此毒砂常被選入銻精礦中，造成銻精礦中含砷過高，使得冶煉產(chǎn)品質(zhì)量下降并污染大氣和水源，影響環(huán)境生態(tài)［4-5］。因此，對(duì)含砷銻礦石進(jìn)行試驗(yàn)研究，降低銻精礦中的含砷量，無(wú)論從環(huán)境保護(hù)，還是提高選冶生產(chǎn)效益，都十分重要。為實(shí)現(xiàn)銻砷分離，并使金富集于含砷黃鐵礦精礦中，可供選擇的選礦方案有優(yōu)先浮選流程和混合浮選流程。優(yōu)先浮選流程有2種工藝方案:一是優(yōu)先選銻抑金砷;二是浮金砷抑銻。混合浮選流程是將銻、金砷作為混合精礦產(chǎn)出，再進(jìn)行銻與金砷的分離［6］。

3 選礦方案的確定

3.1 優(yōu)先浮選

3.1.1 優(yōu)先選銻

以硝酸鉛為銻礦活化劑，硫酸調(diào)節(jié) pH值至5，丁銨黑藥作捕收劑，松油作起泡劑，經(jīng)1次粗選1次掃選，獲得銻粗精礦與銻中礦;浮選尾礦用碳酸鈉調(diào)整pH值為6～7，采用丁基黃藥捕收與松油起泡浮選金砷黃鐵礦［7］。試驗(yàn)流程及藥劑制度見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖1 優(yōu)先選銻試驗(yàn)流程

表3 優(yōu)先選銻試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，銻粗精礦和銻中礦合計(jì)回收銻達(dá)96.58%，很好的實(shí)現(xiàn)了銻的回收。同時(shí)，金在尾礦中有80%以上的回收率，通過富集黃鐵礦能有效回收金。

3.1.2 優(yōu)先選金砷

由于輝銻礦在弱酸性介質(zhì)中的可浮性好，在堿性介質(zhì)中受到抑制。因此，浮金砷抑銻方案即通過在磨機(jī)中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH=8～9，使輝銻礦受到抑制，然后在浮選槽中加硫酸銅活化黃鐵礦和毒砂，采用黃藥捕收與松油起泡浮出黃鐵礦和毒砂［8］。浮選尾礦再以硫酸調(diào)漿，加硝酸鉛活化輝銻礦，再以丁銨黑藥為捕收劑浮出輝銻礦，經(jīng)1次粗選1次掃選，得到金砷黃鐵礦粗精礦;尾礦經(jīng)1次粗選1次掃選，選出輝銻礦粗精礦。優(yōu)先選金砷試驗(yàn)流程及藥劑制度見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 優(yōu)先選金砷試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，優(yōu)先選金砷流程由于無(wú)法有效抑制銻礦，造成銻大量損失于金砷粗精礦中，影響了銻礦的回收率。

3.2 混合浮選

圖2 優(yōu)先選金砷試驗(yàn)流程

混合浮選流程采用2次粗選，2種活化劑銅離子和鉛離子依次分開添加，有利于充分發(fā)揮活化劑的作用降低鉛離子用量，提高銻金砷的回收率［9］。分2次選別，礦漿中捕收劑濃度相對(duì)較低，避免了礦泥的干擾?；旌暇V再用碳酸鈉－硫化鈉法抑銻浮金砷進(jìn)行分離?；旌细∵x流程及藥劑制度見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖3 混合浮選試驗(yàn)流程

由表5可知，銻、金總體回收率良好，但銻、金無(wú)法有效分離，致使混合粗精礦經(jīng)過2次精選后，銻粗精礦只獲得銻回收率為4.11%。

3.3 試驗(yàn)方案的確定

通過上述試驗(yàn)方案可知，無(wú)論是優(yōu)先浮選金砷還是混合浮選—精礦再分離，都無(wú)法獲得滿意的指標(biāo)，其原因主要在于輝銻礦無(wú)法被有效抑制，造成輝銻礦回收率降低;綜合比較采用優(yōu)先浮選輝銻礦，尾礦再選金砷的流程可以實(shí)現(xiàn)銻與金的有效回收，并能有效控制銻精礦的含砷，所以采用優(yōu)先浮選輝銻礦的工藝流程。

表5 混合浮選試驗(yàn)結(jié)果

4 優(yōu)先浮選輝銻礦條件試驗(yàn)

4.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

考察不同磨礦細(xì)度(－74 μm含量)對(duì)浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可見，隨著磨礦細(xì)度的提高，銻粗精礦與金砷粗精礦的品位變化不大，但二者回收率均有升高的趨勢(shì)，當(dāng)磨礦細(xì)度超過－74 μm 80%時(shí)，金砷粗精礦回收率有所下降;綜合分析，選擇磨礦細(xì)度－74 μm 80%為宜。

4.2 活化劑試驗(yàn)

4.2.1 選銻活化劑種類與用量試驗(yàn)

確定磨礦細(xì)度為－74 μm 80%后，進(jìn)行選銻活化劑種類與用量試驗(yàn)，試驗(yàn)選擇硝酸鉛和硫酸銅為活化劑，經(jīng)1次粗選1次掃選，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可見，以硝酸鉛作為活化劑無(wú)論是品位還是回收率，都較硫酸銅為優(yōu)，且適宜用量為200 g/t。

4.2.2 選金砷活化劑用量試驗(yàn)

由于黃鐵礦是金的主要載體，砷主要呈類質(zhì)同象替代黃鐵礦中部分硫，所以對(duì)金的回收主要通過富集黃鐵礦、砷黃鐵礦來(lái)實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)以選銻尾礦為原礦，用硫酸銅為活化劑，丁基黃藥為捕收劑，進(jìn)行金砷活化劑用量試驗(yàn)，經(jīng)1次粗選，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖5 選銻活化劑試驗(yàn)結(jié)果

圖6 選金活化劑試驗(yàn)結(jié)果

由圖6可見，隨著硫酸銅用量的增加，精礦金品位與回收率降低，故硫酸銅用量100 g/t時(shí)為宜。

4.3 捕收劑試驗(yàn)

4.3.1 選銻捕收劑種類與用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為 －74 μm 80%、硝酸鉛用量為200 g/t，以丁銨黑藥、乙硫氮、丁基黃藥為捕收劑，調(diào)整藥劑用量在pH值為5時(shí)進(jìn)行1次粗選、1次掃選流程試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖7 選銻捕收劑試驗(yàn)結(jié)果

由圖7可見，由于丁基黃藥在酸性介質(zhì)中易分解，影響捕收效果，其獲得的品位與回收率均差于丁銨黑藥和乙硫氮;用乙硫氮為捕收劑雖然獲得的精礦品位較高，但回收率稍低;綜合比較以丁銨黑藥為捕收劑效果最優(yōu)且適宜用量為80 g/t。

4.3.2 選金砷捕收劑用量試驗(yàn)

以選銻尾礦為原礦，硫酸銅用量為100 g/t，pH值為6～7，丁基黃藥為捕收劑，采用1次粗選流程進(jìn)行捕收劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖8。

圖8 選金捕收劑試驗(yàn)結(jié)果

由圖8可見，隨著丁基黃藥用量的增加，粗精礦金品位下降明顯，故丁基黃藥適宜用量為60 g/t。

4.4 pH值條件試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為 －74 μm 80%、硝酸鉛用量為200 g/t、丁銨黑藥用量為80 g/t的條件下，以硫酸調(diào)節(jié)pH值，進(jìn)行pH值條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

圖9 不同pH值試驗(yàn)結(jié)果

由圖9可見，隨著pH值升高，銻的回收率及品位均有所降低，因此最佳pH值為5。

4.5 閉路試驗(yàn)流程

在開路條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用最合理的藥劑制度與各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行閉路流程試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)流程見圖10，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 優(yōu)先選銻閉路試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，銻精礦品位達(dá)到63.38%，銻回收率為95.54%，含砷低于0.6%，符合銻精礦一級(jí)品要求;金品位為6.87g/t，金回收率為70.26%;試驗(yàn)效果與礦石分析結(jié)果及試驗(yàn)方案論證結(jié)果相一致。

圖10 優(yōu)先選銻閉路試驗(yàn)流程

5 結(jié)語(yǔ)

(1)安徽某銻金礦屬于銻砷金礦石，礦石嵌布關(guān)系較復(fù)雜，有用礦物的充分單體解離不僅影響回收，更影響銻精礦的砷含量。當(dāng)磨礦細(xì)度為－74 μm 80%時(shí)，能獲得很好的回收，并有效降低了銻精礦中砷的含量。

(2)選擇優(yōu)先浮選銻礦的方案，符合礦石中礦物的可浮性，有效降低了其他方案造成的銻損失，同時(shí)選擇對(duì)黃鐵礦捕收能力弱的丁銨黑藥為捕收劑，也有效降低了銻精礦的含砷量。

(3)優(yōu)先浮選銻礦閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，以該工藝流程與藥劑制度，銻礦可以獲得理想的工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo);金精礦中含砷由礦石化學(xué)性質(zhì)所決定，無(wú)法通過選礦手段降低。

［1］ 張國(guó)林，姚金炎，谷相平，等.中國(guó)銻礦床類型及時(shí)空分布規(guī)律［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，1998(5):20-24.

［2］ 楊 林，張錦仙，簡(jiǎn) 勝，等.國(guó)外某金銻礦選礦試驗(yàn)研究［J］.礦冶工程，2013，33(3):80-82.

［3］ 汪衛(wèi)紅.銻礦選礦工藝研究［J］.低碳世界，2013(7):85-86.

［4］ 胡熙庚.有色金屬硫化礦選礦［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1987.

［5］ 郭振勛.銻礦石選礦工藝［J］.國(guó)外金屬礦選礦，1983(6):23-25.

［6］ 孫曉華，吳天嬌，王勇海，等.青海某難選金銻礦石綜合回收選礦試驗(yàn)研究［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2011(5):19-23.

［7］ 孫 陽(yáng)，王紅梅，李素瑋，等.陜西商南某銻礦選礦試驗(yàn)研究［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2009(4):11-13.

［8］ 王文凡.龍山金銻礦部分優(yōu)先—混合浮選新工藝的研究與應(yīng)用［J］.黃金，2005，26(1):37-40.

［9］ 張澤強(qiáng).多金屬硫化銻礦的綜合回收［J］.有色金屬:選礦部分，2003(1):3-5.