選銅尾礦回收硫的工藝研究

秦華偉 黎應(yīng)君 郭軍偉

(安陽鋼鐵股份有限公司)

0 引言

在我國有色金屬礦產(chǎn)資源中，銅礦石是一種有較高開發(fā)價值的資源，銅礦資源礦床工業(yè)類型比較齊全，其中以硫化銅礦為主，銅硫共生是硫化銅礦石中一種常見的礦石類型［1］。銅硫分離采用優(yōu)先浮選工藝，再從選銅尾礦中回收硫。

一般對銅硫礦的處理，采用銅、硫依次優(yōu)先浮選工藝流程，銅循環(huán)石灰工藝(pH≥10)抑制硫礦物;選銅尾礦經(jīng)濃密池—水力旋流器調(diào)酸(井下酸性水調(diào)節(jié))、分級，沉砂入選浮硫，經(jīng)一粗一掃得到硫精礦，溢流則返回濃密池。由于原礦含硫大于20%，硫精礦產(chǎn)率較大，所產(chǎn)硫精礦含硫品位僅40%左右。為了進(jìn)一步提高硫精礦選別指標(biāo)，適應(yīng)不斷提高的精礦質(zhì)量要求，滿足后期硫酸燒渣直接可作鐵精粉回收，實現(xiàn)硫鐵礦雙資源利用，在不改變現(xiàn)場原有流程條件下，進(jìn)行旨在提高硫精礦質(zhì)量和硫回收率的試驗研究［2］。

1 試樣性質(zhì)

試樣為現(xiàn)場的選礦尾礦，其化學(xué)多元素分析、礦物相對含量、粒度分析結(jié)果分別見表1、表2、表3。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果

表2 銅尾礦礦物相對含量

表3 銅尾粒級分布及黃鐵礦單體解離度結(jié)果

由表1 可知，試樣中含硫較高，為試驗回收的主要資源，鉛和鋅含量較低，不考慮回收，砷的含量極低只有0．067%，其影響極小、不予考慮。

由表2 可知，試樣礦物組成簡單，鐵礦物以黃鐵礦、膠狀黃鐵礦為主，帶微量的銅礦物。銅礦物以黃銅礦為主，偶爾見有硫銻銅礦。非金屬礦物以石英為主，并有少量的絹云母、鉀長石及微量的方解石。

由表3 可知，黃鐵礦解離不充分，綜合解離度為77．48%，其中+0．074 mm 粒級的單體解離度僅為52．83%、硫分布率達(dá)32．15%，是影響硫精礦質(zhì)量的主要原因。在－0．125 mm +0．074 mm 粒級中尚有29．4%的連生體存在。此外，細(xì)粒脈石的夾雜也可能是影響硫精礦選別指標(biāo)的原因之一，這一結(jié)果表明:如果旋流器分級剔除細(xì)粒級物料，損失的主要是硫礦物。

2 試驗研究

2．1 試驗方案的確定

本著考查、對比現(xiàn)場硫選別流程的合理性，試驗安排了有旋流器沉作業(yè)的試驗和無旋流器作業(yè)的試驗。兩種方案的對比主要是基于以下考慮:一是現(xiàn)場生產(chǎn)流程中選銅尾礦經(jīng)Φ18 m 濃密池濃縮后底流經(jīng)Φ350 mm 水力旋流器分級，沉砂進(jìn)選硫系統(tǒng)回收硫精礦，而分級溢流則又返回Φ18 m 濃密池，其結(jié)果是可能造成這部分物料的惡性循環(huán)并影響分級效果;二是分級溢流返回濃密池同樣會影響濃密池的濃密效果使?jié)饷艹匾缌髋芑?，結(jié)果是既沒有達(dá)到濃密的效果也沒有達(dá)到分級的目的，濃密池僅僅起了一個礦倉的作用和調(diào)酸調(diào)漿的功能［3］。

2．1．1 有旋流器作業(yè)的流程

現(xiàn)場銅尾礦經(jīng)Φ18 m 濃密池濃縮后，采用Φ350 mm 水力旋流器分級，沉砂經(jīng)一粗一掃，選別流程如圖1 所示，試驗結(jié)果見表4。

由表4 可知，在有無旋流器的條件下得硫精礦硫的品位為42．88%，回收率為84．82%，尾礦硫品位為4．97%，硫損失率為15．18%。由此可見，按現(xiàn)場選硫生產(chǎn)工藝條件，很難達(dá)到提高硫精礦質(zhì)量的目的。

2．1．2 無旋流器的作業(yè)

依照試驗方案確定的思路，考查旋流器分級存在與否的可行性，安排對濃密池底流為試料(即取消水力旋流器作業(yè))的浮選試驗。試驗流程選別流程如圖2 所示，試驗結(jié)果見表5。

由表5 可知，在無旋流器的條件下可得硫精礦硫的品位為44．65%，回收率為86．82%，尾礦硫品位為4．32%，硫損失率為13．18%。分析兩種試驗結(jié)果看，可以取消水力旋流器分級即通過選銅尾礦直接選硫來實現(xiàn)更高的硫品位和回收率。

圖1 有旋流器作業(yè)的試驗流程圖

表4 有旋流器的作業(yè)的試驗結(jié)果

圖2 無旋流器作業(yè)的試驗流程圖

表5 無旋流器的作業(yè)的試驗結(jié)果

2．2 捕收劑用量試驗

黃藥為硫的高效捕收劑［4］，試驗粗選和掃選的捕收劑都采用丁基黃藥，以旋流器給礦為試料做捕收劑用量試驗。試驗流程、試驗結(jié)果分別如圖3、圖4 所示。

圖3 捕收劑用量試驗流程圖

圖4 捕收劑用量試驗結(jié)果圖

從圖4 可以看出，當(dāng)黃藥用量在70 g/t ～110 g/t時，硫回收率增加幅度小，而硫品位急劇下降，綜合考慮硫品位和回收率，取黃藥的用量為80 g/t。

2．3 精選次數(shù)試驗

為得到高質(zhì)量的的硫精礦，其硫的品位要求提高到47%以上，并盡可能的提高回收率，故確定增加精選作業(yè)。以旋流器沉砂為試料，分別做一次精選硫粗精礦和兩次精選硫粗精礦的對比試驗，試驗結(jié)果見表6。

表6 精選次數(shù)對比試驗結(jié)果

由表6 可知，對于硫粗精礦增加一次精選和兩次精選所獲得的硫精礦品位和回收率雖然都有提高但相差較小。綜合考慮，決定只增加一次精選，試驗流程定為一粗一精一掃(即在原流程上增加一次精選)。

2．4 精礦再磨試驗

增加精選以后硫精礦質(zhì)量雖有提高，但是硫品位只有45．78%，仍然沒達(dá)到47%的要求?？紤]到實際生產(chǎn)的波動性，這可能是黃鐵礦因單體解離程度不足造成的，故考慮對粗硫精礦進(jìn)行再磨試驗［5］，再磨的目的便是進(jìn)一步提高硫礦物的單體解離度，為硫礦物的富集創(chuàng)造良好的條件，提高硫精礦質(zhì)量。再磨采用鋼球滾筒，試驗流程如圖5 所示，試驗結(jié)果見表7。

圖5 硫粗精礦再磨與不磨試驗流程圖

表7 粗硫精礦再磨與不磨試驗結(jié)果

由表7 可知，增加再磨作業(yè)以后，粗精礦磨硫精礦質(zhì)量指標(biāo)提高明顯，硫精礦中硫品位達(dá)到48．01%，滿足了精礦指標(biāo)大于47%的要求，同時回收率也有小幅度提高，較之不磨提高1．04%。由此可見，硫粗精礦磨與不磨對提高硫品位的影響還是比較大，這可能是硫粗精礦再磨以后，硫礦物單體解離更充分的原因，這一結(jié)論與前面對選銅尾礦的鏡下關(guān)于硫礦物的粒級分布及解離度的分析結(jié)果是一致的。

2．5 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎(chǔ)上，針對該銅尾礦的選硫系統(tǒng)浮選試驗研究，進(jìn)行閉路試驗。試驗流程如圖6 所示，試驗結(jié)果見表8。

圖6 閉路試驗流程圖

表8 實驗室小型閉路試驗結(jié)果

由表8 可知，取消旋流器作業(yè)以后，經(jīng)過一粗選一掃一精小型閉路試驗，可獲得硫精礦含硫品位為47．87%，硫回收率為88．56%的良好指標(biāo)，實現(xiàn)銅尾礦中硫鐵資源［6］的高效回收。

3 結(jié)論

試驗表明，選硫系統(tǒng)通過調(diào)整藥劑用量，增加精選和硫粗精礦再磨作業(yè)可實現(xiàn)硫精礦質(zhì)量的提高;取消選硫系統(tǒng)入選前的水力旋流器分級環(huán)節(jié)，即濃密池底流直接選硫可大幅度的提高硫的回收率。

(1)試驗在不改變現(xiàn)場原有流程的基礎(chǔ)上增加精選和粗精礦再磨作業(yè)，獲得硫精礦品位47%以上，滿足了對硫產(chǎn)品的質(zhì)量要求，使后期制酸燒渣直接作鐵精粉銷售成為可能，實現(xiàn)黃鐵礦的硫鐵雙資源利用。

(2)選銅尾礦經(jīng)濃密池后不經(jīng)過旋流器，直接進(jìn)入浮選回收硫，不僅可以提高硫的回收率，更能降低黃藥的用量，同時節(jié)約了生產(chǎn)成本。

(3)本試驗通過對選銅尾礦回收硫工藝進(jìn)行改進(jìn)，可為類似礦山提供借鑒。

［1］國家有色金屬工業(yè)局． 有色金屬工業(yè)“十五”科技發(fā)展計劃［R］．北京:國家有色金屬工業(yè)局，2002．

［2］葉雪均，劉子帥．提高硫精礦質(zhì)量實現(xiàn)硫鐵雙資源利用的研究［J］．西安科技大學(xué)學(xué)報，2013(1):112 －116．

［3］秦華偉，葉雪均，楊俊彥等．分支載體浮選應(yīng)用于錫細(xì)泥選別的試驗研究［J］．礦山機械，2013(8):103 －105．

［4］歐樂明． 低堿度銅硫分離新上藝上業(yè)應(yīng)用［J］． 金屬礦山，2001，10(1):25 －26．

［5］秦華偉，葉雪均．從某銅渣中回收銅鐵的試驗研究［J］．礦業(yè)研究與開發(fā)，2013，(6):46 －49．

［6］曹景憲．王丙恩．中國鐵礦的開發(fā)與利用［J］． 中國礦業(yè)，1994(3):17 －22．