某混合硫化礦綜合回收試驗(yàn)研究

沈新春

（贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000）

0 引言

有色金屬是現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代國防和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可或缺的重要材料，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的地位，它們被廣泛應(yīng)用于能源、電器、航空、機(jī)械、建筑、化工、石油、醫(yī)療衛(wèi)生、電子、汽車、冶金、包裝、國防等高科技行業(yè)[1]。中國有色金屬礦產(chǎn)雖然具有品種多、分布廣、資源總量大的特點(diǎn)，但是人均擁有量較小。經(jīng)過多年的勘查與開發(fā)，形成了特有的貧礦多、富礦較少，中小礦床多、大型、超大型礦床較少，復(fù)雜共伴生礦多、單礦種礦床少等資源特征，因此，加大對(duì)復(fù)雜共伴生資源的科技研發(fā)力度，探索有效的資源綜合利用新工藝迫在眉睫。中國鎢礦產(chǎn)資源豐富，且常有錫、鉬、鉍、銅、鉛、鋅、銻、鈷、金、銀、鐵、硫、鈮、鉭、鋰、鈹、稀土、壓電水晶和熔煉水晶、螢石等組分伴生。這些伴生組分經(jīng)選冶綜合回收可成為有用組分，但受到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面的限制，大部分鎢礦山對(duì)這些伴生組分的綜合回收利用率還比較低[2-3]。目前，只有大、中型鎢礦山對(duì)伴生的有用金屬進(jìn)行了綜合回收，主要是重選粗精礦經(jīng)枱浮和浮選后，從浮出的混合硫化礦中回收伴生金屬，這是大部分黑鎢礦山綜合回收的重點(diǎn)[4]。

江西某鎢礦山采用重選粗精礦經(jīng)枱浮和浮選法獲得混合硫化礦，混合硫化礦中可供回收的元素有Cu、Bi、S、WO3、Ag，本文對(duì)該鎢礦山混合硫化礦開展了資源綜合回收試驗(yàn)研究，采用浮選-重選聯(lián)合新工藝，對(duì) Cu、Bi、S、WO3、Ag有用金屬進(jìn)行有效地回收。

1 試料性質(zhì)

試驗(yàn)試料為江西某鎢礦山采用重選粗精礦經(jīng)枱浮和浮選法獲得混合硫化礦。經(jīng)顯微鏡鑒定及化學(xué)分析結(jié)果表明，試料中礦物種類較多，金屬礦物有磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、黑鎢礦、白鎢礦、輝鉍礦、輝鉛鉍礦、自然鉍、輝鉬礦、閃鋅礦、錫石等，有害礦物毒砂、磷灰石等，脈石礦物主要有石英、云母、電氣石、長石等。試料的多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1。

從表1結(jié)果可知，試料中可回收的元素主要為銅、鉍、鎢、硫和銀。銅主要以黃銅礦存在，少量為次生硫化銅；鉍主要以氧化鉍礦存在，其次為硫化鉍和自然鉍，鉍礦物的氧化程度較高，除自然鉍粒度稍粗外，硫化鉍和氧化鉍的粒度均較細(xì)；尤其是氧化鉍粒度更細(xì)；鎢主要為黑鎢礦，次為白鎢礦，還有微量鎢華；硫的載體礦物種類較多，主要有磁黃鐵礦、黃鐵礦、其次為黃銅礦。試料中黃銅礦、輝鉍礦、自然鉍、黑鎢礦、白鎢礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦等礦物都具有回收價(jià)值，應(yīng)考慮綜合回收。

表1 試料多元素化學(xué)分析結(jié)果 w/%Tab.1 Multi-element analysis results of the sample

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 銅回收試驗(yàn)

2.1.1 選礦工藝流程的選擇

試料中可綜合回收的礦物種類比較多，需充分利用礦物之間的性質(zhì)差異，制定合理的工藝流程，才能使多種有用礦物得到綜合的回收。通過對(duì)礦物性質(zhì)的差異分析可知，試料中硫鐵礦含量比較高，且主要為磁性比較強(qiáng)的磁黃鐵礦，因此，試驗(yàn)擬采用弱磁選-浮選和浮選兩種原則流程綜合回收試料中的有用礦物，流程圖分別見圖1和圖2?？紤]鉍礦物被抑制后可浮性會(huì)降低，從而導(dǎo)致鉍礦物回收率偏低，浮選工藝選擇銅鉍混浮-銅鉍分離的原則流程[5-7]，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2中試驗(yàn)結(jié)果可知，采用弱磁選-浮選和浮選兩種工藝流程都能獲得較好的銅回收指標(biāo)，而且兩種流程獲得的銅回收指標(biāo)相差不大，根據(jù)簡化流程結(jié)構(gòu)原則，選擇采用浮選法回收銅，開路試驗(yàn)可獲得銅精礦含Cu 25.15%、回收率為89.12%。

圖1 弱磁選-浮選原則流程Fig.1 Flow sheet of weak magnetic separation-flotation

圖2 浮選原則流程Fig.2 Flow sheet of flotation

表2 流程對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.2 Comparison results of different processing flowsheets

2.1.2 閉路試驗(yàn)結(jié)果

通過磨礦細(xì)度、捕收劑種類及用量、抑制劑種類及用量和流程結(jié)構(gòu)等工藝條件的優(yōu)化對(duì)比試驗(yàn)確定了最佳工藝條件，即在磨礦細(xì)度為-0.076 mm占76.3%、Z-200為捕收劑、石灰為精選抑制劑等工藝條件下[8]進(jìn)行閉路試驗(yàn)，詳細(xì)的工藝條件見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

從表3試驗(yàn)結(jié)果可知，采用一粗兩掃三精一精掃選的浮選工藝流程，閉路試驗(yàn)獲得銅精礦含Cu22.67%、回收率94.62%、精選尾礦含Bi 2.64%、回收率88.34%、尾礦含WO37.99%、回收率88.34%的選別指標(biāo)。銅得到了有效回收，鉍和鎢分別在精選尾礦和尾礦中得到有效富集。

圖3 銅回收閉路試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheetofrecoveringcopperbyclosed-circuitexperiments

表3 銅回收閉路試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.3 Testingresultsofrecoveringcopperbyclosed-circuitexperiments

2.2 鉍硫分離試驗(yàn)

銅精選尾礦中主要為鉍礦物和硫鐵礦兩類礦物，因此，鉍和硫的回收的關(guān)鍵問題是鉍硫分離。由于銅回收精選作業(yè)加入大量的石灰抑制鉍礦物和硫鐵礦，若采用浮選法回收需要加入大量活化劑進(jìn)行活化，故試驗(yàn)采用搖床重選法進(jìn)行鉍硫分離，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 鉍硫分離試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.4 Testing results of bismuth-sulfur separation

2.3 鎢回收試驗(yàn)

銅浮選尾礦中主要為鎢和脈石礦物，鎢主要為黑鎢礦，其次是白鎢礦，含少量鎢華。考慮鎢礦物與脈石礦物的比重相差較大，根據(jù)重選分離的難易度計(jì)算公式e=（δ2-Δ）/（δ1-Δ）（δ1、δ2、Δ分別為輕礦物比重、重礦物比重和分選介質(zhì)比重，數(shù)值分別取值為3、7.0、1.0），計(jì)算得 e 為 3.0，屬易選礦石[9]，所以，確定采用搖床重選法回收鎢礦物，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 鎢回收試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.5 Testing results of tungsten recovery

2.4 全流程試驗(yàn)

通過分段選別試驗(yàn)確定了采用一粗兩掃一精進(jìn)行銅鉍硫混浮，混浮尾礦采用搖床重選法回收鎢，銅鉍硫混合粗精礦采用兩次精選進(jìn)行銅-鉍硫分離，鉍硫混合粗精礦采用搖床重選法進(jìn)行鉍硫分離，在分段選別試驗(yàn)確定的最佳工藝條件下進(jìn)行銅、鉍、硫和鎢綜合回收全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6試驗(yàn)結(jié)果可知，試驗(yàn)采用銅鉍混浮-銅鉍搖床分離-浮選尾礦搖床回收鎢的工藝流程可有效回收試料中 Cu、WO3、Bi、S 和 Ag。

圖4 全流程試驗(yàn)流程Fig.4 Flow sheet of the whole process

表6 全流程試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.6 Testing results of the whole process

3 結(jié)語

（1）試料可供選礦富集回收的元素主要是Cu、WO3、Bi、S 和 Ag，品位分別為 8.15%、2.48%、0.98%、29.61%和450 g/t，其中銀與鉍礦物共生關(guān)系密切，可在鉍精礦中富集進(jìn)行回收。

（2）全流程試驗(yàn)可獲得銅精礦含Cu 22.37%、回收率為95.05%，鎢精礦含WO341.19%、回收率為65.88%，鉍精礦含Bi 16.88%、回收率為65.59%，硫精礦含S 40.23%。銀主要在鉍精礦和硫精礦中富集，其含量分別為 4 816 g/t、512 g/t。

（3）試驗(yàn)研究采用浮選-重選聯(lián)合流程實(shí)現(xiàn)了混合硫化礦中的銅、鎢、鉍、硫和銀的資源綜合回收利用，為該鎢礦山混合硫化礦的綜合回收提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐，同時(shí)對(duì)國內(nèi)外類似鎢礦山混合硫化礦的綜合回收具有借鑒意義。

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