欒川三道莊鉬鎢礦綜合回收銅試驗(yàn)研究

吳玉潔， 張宗合

(洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司選礦二公司,河南 欒川 471543)

欒川三道莊鉬鎢礦綜合回收銅試驗(yàn)研究

吳玉潔， 張宗合

(洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司選礦二公司,河南 欒川 471543)

洛鉬集團(tuán)三道莊露天礦區(qū)為一特大矽卡巖型鉬鎢礦床，選礦二公司技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)，對(duì)從鉬精掃尾礦中回收銅進(jìn)行了系統(tǒng)試驗(yàn)研究，解決了三道莊鉬鎢礦中極低品位銅綜合回收的難題。通過濃縮、過濾、活化、浮選等工藝，采用一粗—四精—兩掃的閉路流程，獲得了品位為20%的銅精礦。研究不僅綜合回收了鉬鎢礦中的銅資源，而且對(duì)洛鉬集團(tuán)各分子公司和同類型礦山有重要的借鑒意義。

鉬鎢礦；浮選；綜合回收；銅

0 引 言

隨著資源的日趨衰竭，從尾礦中綜合回收有價(jià)資源越來越受到重視。目前眾多學(xué)者針對(duì)鉬尾礦的綜合利用進(jìn)行了大量的研究，并取得了一定的成果[1-5]。本文針對(duì)洛鉬集團(tuán)選礦二公司鉬精掃尾礦，通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，確定了最佳的藥劑制度和工藝流程。綜合回收銅資源，不僅避免資源的浪費(fèi)，而且給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展，同時(shí)對(duì)同類型礦山具有一定的借鑒意義。

1 礦石性質(zhì)研究

1.1 原礦多元素分析

三道莊鉬鎢礦原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析 %

注：Au、Ag的單位為g/t，下同。

由表1可知，原礦中Mo、 WO3和Cu的含量分別為0.128%、0.114%和0.012%，具有一定的回收價(jià)值。鑒于此，研究對(duì)原礦在進(jìn)行鉬和鎢回收的同時(shí)，對(duì)銅回收進(jìn)行了系統(tǒng)探索試驗(yàn)。

1.2 原礦X衍射分析

原礦X衍射分析結(jié)果見表2。

從表2可以看出，該礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦、白鎢礦、黃銅礦等，其中輝鉬礦為主要回收礦物，白鎢礦和黃銅礦為綜合回收礦物。脈石礦物為石榴子石、石英、長(zhǎng)石、云母和螢石等硅酸鹽類礦物。結(jié)合原礦鑒定可知，黃銅礦的嵌布粒度較細(xì)，一般為0.02～0.3 mm，也有部分細(xì)粒的黃銅礦被包裹在脈石礦物中。

表2 原礦X衍射分析 %

2 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)

2.1 銅回收可行性分析

為了分析銅回收的可行性，研究對(duì)現(xiàn)場(chǎng)選鉬精選尾礦進(jìn)行了為期一個(gè)月的連續(xù)取樣，并對(duì)試樣銅含量進(jìn)行了化學(xué)分析，結(jié)果見表3。

表3 鉬精選尾礦中銅含量 %

從表3可以看出，根據(jù)連續(xù)鉬精掃尾礦取樣化驗(yàn)結(jié)果，鉬精掃尾礦中銅平均品位為0.484%，已達(dá)到可回收標(biāo)準(zhǔn)。從選鉬精掃尾礦中綜合回收銅，節(jié)省了采礦、原礦運(yùn)輸及破碎、磨礦費(fèi)用，以及尾礦處理費(fèi)用，僅需選別和精礦處理費(fèi)用，回收成本低，具有較高的回收價(jià)值。

2.2 銅金屬量分布率

試驗(yàn)前對(duì)鉬精選尾礦進(jìn)行取樣篩析，并對(duì)各個(gè)粒級(jí)中的銅金屬量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表4。

從表4可以看出，鉬精選尾礦中銅累計(jì)品位為0.51%；銅主要分布在較細(xì)的粒級(jí)中，-400目以下占89.64%。篩析時(shí)鉬精選尾礦濃度較低為7.84%，浮選前需進(jìn)行濃縮脫水。

2.3 捕收劑種類及用量試驗(yàn)

研究對(duì)鉬精選尾礦綜合回收銅粗選工藝進(jìn)行了大量的探索試驗(yàn)。硫酸銅用量為200 g/t，利用Z-200、黑藥、金堆城捕收劑T-2K、丁基黃藥做捕收劑，用量均為30 g/t，采用一次粗選流程，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 不同種類捕收劑對(duì)比浮選試驗(yàn)結(jié)果 %

從表5可以看出，使用丁基黃藥作為本次試驗(yàn)的捕收劑時(shí)，浮選指標(biāo)最好。因此，本次試驗(yàn)的捕收劑為丁基黃藥。在后續(xù)的試驗(yàn)中，當(dāng)丁基黃藥的用量為30 g/t時(shí)，銅粗精礦選礦指標(biāo)最好。因此，丁基黃藥的最佳用量為30 g/t。

2.4 硫酸銅用量試驗(yàn)

鉬精選作業(yè)抑銅浮鉬選用氰化鈉作為抑制劑，故鉬精選尾礦中有氰化鈉殘留。為消除CN-離子對(duì)銅回收的影響，試驗(yàn)采用硫酸銅作為銅礦物的活化劑。濃縮礦漿濃度為17.55%，加入石灰調(diào)節(jié)礦漿pH值為10，丁基黃藥用量為30 g/t，硫酸銅用量為變量，試驗(yàn)流程采用一次粗選，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖1可以看出，隨著硫酸銅用量的增加，銅粗精礦的品位先呈上升趨勢(shì)，當(dāng)硫酸銅用量達(dá)到200 g/t之后，銅粗精礦的品位開始出現(xiàn)下降的趨勢(shì)；隨著硫酸銅用量的增加，銅粗精礦的回收率呈逐步上升的趨勢(shì)，當(dāng)硫酸銅用量達(dá)到200 g/t之后，銅粗精礦的回收率變化不大。綜合考慮硫酸銅最佳用量為200 g/t。另外，硫酸銅用量與鉬精選尾礦中殘余CN-離子濃度有關(guān)，入選礦漿中殘余CN-離子濃度越大，硫酸銅用量也就越大。因此工業(yè)生產(chǎn)中要根據(jù)生產(chǎn)情況酌情調(diào)整活化劑硫酸銅的用量。

2.5 銅浮選流程確定

研究在進(jìn)行了粗選探索試驗(yàn)之后，通過精選次數(shù)試驗(yàn)和掃選次數(shù)試驗(yàn)，以確定最佳的浮選流程，從而達(dá)到最好的浮選效果。為確保銅回收精礦品位達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)銅綜合回收浮選工藝精選次數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)前先對(duì)鉬精選尾礦進(jìn)行濃縮，濃度達(dá)到26.75%，采用一次粗選、四次精選的工藝流程時(shí)，第四次精選銅精礦品位為20.68%。因此，確定該試驗(yàn)浮選流成采用四次精選。從鉬精掃尾礦中回收銅的精選試驗(yàn)流程見圖2。

圖2 從鉬精掃尾礦中回收銅精選試驗(yàn)流程

為了盡可能回收鉬精選尾礦中的銅，對(duì)銅浮選流程中的掃選次數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)鉬浮選作業(yè)生產(chǎn)中用巰基抑銅浮鉬，故銅浮選試驗(yàn)中不需加銅活化劑硫酸銅。從鉬精掃尾礦中回收銅的掃選試驗(yàn)流程見圖3。

圖3 從鉬精掃尾礦中回收銅掃選試驗(yàn)流程

對(duì)每次掃選精礦進(jìn)行稱重和銅品位檢測(cè)，并對(duì)最終掃選尾礦進(jìn)行品位分析，掃選精礦產(chǎn)率及品位見圖4。

圖4 從鉬精掃尾礦中回收銅掃選試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，一次掃選精礦品位為0.22%，二次掃選精礦品位為0.06%；當(dāng)掃選兩次后，第三次及第四次精礦品位與尾礦品位相近，不具有回收價(jià)值，故確定掃選兩次為宜。

3 工業(yè)化試驗(yàn)

3.1 第一次工業(yè)試驗(yàn)

選礦二公司首先回收鉬礦物，然后從鉬精掃尾礦中綜合回收銅。鉬精選作業(yè)采用的是浮選柱浮選工藝，精選區(qū)的尾礦作為中礦返回到粗選作業(yè)。這種流程結(jié)構(gòu)，雖然有利于中礦中鉬的回收，但原礦中銅含量高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致精選過程中被抑制下來的銅礦物在中礦返回時(shí)容易在精礦中富集，被抑制的銅礦物通過精選尾礦再次進(jìn)入中礦浮選，部分銅礦物進(jìn)入鉬精選區(qū)。返回礦漿中銅礦物易與抑銅藥劑脫落，造成銅礦物上浮，此時(shí)必須添加抑制劑，造成藥劑消耗。同時(shí)，鉬精選尾礦回收銅并實(shí)現(xiàn)單獨(dú)拋尾可避免殘余藥劑對(duì)鉬精選的干擾和銅礦物在流程中的惡性循環(huán)。因此，如何更好地提高選鉬回收率，并有效回收尾礦中的銅礦物，成為選礦二公司的一個(gè)重點(diǎn)而又迫切的研究課題。

在第一次工業(yè)試驗(yàn)中，為了降低試驗(yàn)成本，所用設(shè)備都是用舊設(shè)備改造的。從第一次工業(yè)試驗(yàn)來看，銅精礦最高品位為14.9%，銅平均品位為9.19%，不太理想?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果相差較大，主要原因有：(1)脫水使用的旋流器型號(hào)太大(利用是閑置和廢棄設(shè)備)，旋流器脫藥脫水效果不好，細(xì)粒銅金屬隨旋流器溢流大量損失，影響回收率；(2)生產(chǎn)回水pH過高，導(dǎo)致泡沫較粘，浮選不易操作；(3)試驗(yàn)所采用的給礦立式泵壓力不夠，給礦管抗壓能力小，且停機(jī)時(shí)給礦泵葉輪容易堵塞，需吊出沖洗，開機(jī)前再重新吊裝固定，維修工勞動(dòng)強(qiáng)度大，導(dǎo)致每次開機(jī)困難；(4)精礦過細(xì)，精礦過濾設(shè)備效果不理想，精礦過濾效率較低，試驗(yàn)暫時(shí)中斷。

3.2 第二次工業(yè)試驗(yàn)

在不影響正常生產(chǎn)的情況下，進(jìn)行了第二次工業(yè)試驗(yàn)。浮選設(shè)備及工藝與第一次工業(yè)試驗(yàn)相同，并修繕和改造部分設(shè)備與管道，改進(jìn)了脫水工藝，采用φ24 m濃密機(jī)作為濃縮設(shè)備，給礦泵也采用不易堵塞并且具有較大揚(yáng)程的臥式渣漿泵，重新進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。與第一次工業(yè)試驗(yàn)不同，第二次工業(yè)試驗(yàn)期間，鉬精選作業(yè)改加氰化物抑銅浮鉬，因此鉬精選尾礦進(jìn)行銅回收浮選作業(yè)前需要增置活化劑攪拌桶。本次銅回收工業(yè)試驗(yàn)采用CuSO4作為活化劑，丁基黃藥作為捕收劑，生石灰作為絮凝調(diào)整劑，本次試驗(yàn)鉬精掃尾礦(選銅原礦)銅含量為0.444%，選銅尾礦中銅的品位為0.089%，最終浮選銅精礦品位為17.872%，相對(duì)于鉬精選尾礦銅理論回收率為77.03%。

3.3 第三次工業(yè)試驗(yàn)

為了確保銅精礦品位在20%以上，進(jìn)一步優(yōu)化工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行了第三次產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大化工業(yè)試驗(yàn)，第三次工業(yè)試驗(yàn)流程見圖5。

根據(jù)選礦二公司目前的實(shí)際生產(chǎn)狀況及現(xiàn)有場(chǎng)地勘測(cè)，基于銅的綜合回收存在巨大潛力，故提出現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)改造，改造著眼對(duì)選礦車間的精掃選尾礦進(jìn)行統(tǒng)一的銅綜合回收。該項(xiàng)目需新建場(chǎng)地、改造并增加浮選設(shè)備、壓濾車間以及其他附屬配套設(shè)施，主要設(shè)備見表6。

表6 銅綜合回收所需主要設(shè)備

在攪拌桶內(nèi)加入硫酸銅進(jìn)行活化，然后添加丁基黃藥進(jìn)行一次粗選(2槽8 m3)，二次掃選(各2槽8 m3)，四次精選(精Ⅰ精Ⅱ各是2槽2 m3，精Ⅲ精Ⅳ各是1槽2 m3)，精Ⅳ泡沫即為銅精礦。銅精礦經(jīng)20 m2壓濾機(jī)壓濾后，所得的濾餅經(jīng)螺旋溜槽進(jìn)入銅精礦存儲(chǔ)池。

圖5 第三次工業(yè)擴(kuò)大化試驗(yàn)流程

第三次工業(yè)試驗(yàn)，銅回收累計(jì)品位20.32%，平均每月生產(chǎn)干礦為98.80 t，理論回收率為81.53%。第三次工業(yè)試驗(yàn)之所以取得理想的選礦指標(biāo)，主要是因?yàn)椋翰捎脻饪s工藝對(duì)精掃尾礦先進(jìn)行濃縮，一方面可以提高礦漿內(nèi)藥劑濃度，為選銅創(chuàng)造最佳礦漿濃度條件，同時(shí)減少設(shè)備負(fù)荷，減少藥劑用量，節(jié)省成本；另一方面通過脫水脫泥的濃縮過程，可以脫去一部分選鉬的殘余藥劑，減少藥劑的相互作用，節(jié)省銅捕收劑及活化劑用量，更有利于銅的回收。

第三次工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果見表7。

4 結(jié) 論

(1)三道莊鉬鎢礦銅綜合回收采用一次粗選、二次掃選、四次精選的工藝流程，可獲得20%的銅精礦。工藝結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、合理，設(shè)備用量少，節(jié)能降耗，此流程尤其適用于粗選、精選有二次排尾的鉬選廠，改造容易，效益明顯，易于推廣。

(2)選礦二公司率先從鉬精選尾礦中綜合回收銅，綜合回收成本低，節(jié)省了采礦、原礦運(yùn)輸及破碎、磨礦費(fèi)用及尾礦處理費(fèi)用，僅需選別和精礦處理費(fèi)用，符合洛鉬集團(tuán)堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展道路、依靠科技進(jìn)步、致力于礦產(chǎn)資源的高效開發(fā)利用的理念。同時(shí)使公司增加了一個(gè)產(chǎn)品種類，新增了就業(yè)崗位，符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策。同時(shí)對(duì)各分子公司具有重大的現(xiàn)實(shí)借簽意義，目前洛鉬集團(tuán)其他分子公司也在進(jìn)行銅回收工業(yè)擴(kuò)大化投產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

表7 鉬粗選中銅回收率工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果 %

[1] 胡卜亮, 王快社, 胡 平, 等.鉬尾礦資源回收綜合利用研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2015(19):123-127,134.

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EXPERIMENTALSTUDYONRECOVERINGCOPPERFROMMOLYBDENUM-TUNGSTENMINEINSANDAOZHUANGOFLUANCHUAN

WU Yu-jie, ZHANG Zong-he

(The Second Mineral Processing Company of China Molybdenum Co., Ltd.,Luanchuan 471543, Henan,China)

Sandaozhuang open pit mine is an extra big skarn molybdenum-tungsten deposit.Recovering copper from molybdenum roughing tailings were studied experimentally and systematically through laboratory and industrial tests by technicians from the Second Mineral Processing Company , the problem of comprehensive recovery low grade copper from Sandaozhuang molybdenum-tungsten ore was solved.Through concentration, filtration, activation, flotation and the closed-circuit process of one roughing four concentration-two scavening, copper concentrate with grade of 20% was obtained.The study has significant reference value to subsidiaries of China Molybdenum Co., Ltd and the same type mines.

molybdenum and tungsten ore; flotation; comprehensive recovery; copper

2017-06-30；

2017-08-05

吳玉潔(1976—)，女，選礦工程師。E-mail: 360763205@qq.com

10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.06.006

TD952

A

1006-2602(2017)06-0031-05