云南某銅鉬礦浮選藥劑制度優(yōu)化研究

朱月鋒，高雙龍，李春保，李 瑩，孫春寶，寇 玨

(1.云南迪慶有色金屬有限責(zé)任公司，云南 迪慶 674400；2.北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院，北京 100083；3.金屬礦山高效開采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

斑巖型銅鉬礦床中，大多是銅鉬礦物共生，主要礦物有黃銅礦和輝鉬礦，常采用的工藝流程是粗磨下銅鉬混浮-混合精礦再磨-銅鉬分離，最終得到銅精礦和鉬精礦[1-2]。黃翔等[3]在西藏甲瑪銅鉬礦的銅鉬混合浮選采用常規(guī)浮選藥劑，銅鉬分離采用自行研發(fā)的低毒高效銅抑制劑HX，獲得鉬精礦鉬品位48.49%、鉬回收率86.95%，銅精礦銅品位32.23%、回收率95.19%。葉力佳[4]對(duì)安徽某銅鉬礦的銅鉬混合浮選以BK301C輔助捕收劑，分離浮選采用常規(guī)浮選藥劑，最終獲得鉬精礦鉬品位50.76%，回收率90.26%。李彩琴等[5]在內(nèi)蒙古某低品位斑巖型銅鉬礦混合浮選，以新型高效的捕收劑MO+CO-47，且不改變工藝流程情況下，獲得銅鉬混合精礦銅品位19.7%，回收率92.64%，鉬品位0.339%，回收率80.34%。國(guó)內(nèi)斑巖型銅鉬礦，以銅鉬混浮-混合精礦再磨-銅鉬分離工藝流程，可獲得銅精礦銅的回收率大于90%，鉬精礦鉬的回收率大于80%。

云南某銅鉬礦是典型斑巖型銅鉬礦，銅和鉬的品位分別為0.52%和0.012%，采用設(shè)計(jì)的銅鉬混合浮選-銅鉬分離浮選的流程，銅鉬混合浮選藥劑制度為：KYY-1(360.25 g/t)+HCCL(52.97 g/t)+氧化鈣(268 g/t)；銅鉬分離浮選藥劑制度為：硫化鈉(4 278.2 g/t)+水玻璃(1 847.3 g/t)+氟硅酸鈉(1 274.4 g/t)+煤油(4.85 g/t)，獲得銅精礦產(chǎn)率1.817%，銅品位25%，回收率87%；鉬精礦產(chǎn)率0.017%，鉬品位45%，回收率76%，與同類型的銅鉬礦的浮選指標(biāo)相比，銅和鉬的回收率有待提高。本研究目的是在現(xiàn)場(chǎng)推薦的浮選流程及藥劑制度基礎(chǔ)上對(duì)藥劑制度優(yōu)化提高該礦的銅和鉬的回收率。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 礦石性質(zhì)

試礦樣采自云南某銅礦，其主要有用礦物為黃銅礦和輝鉬礦。黃銅礦嵌布粒度較粗，多數(shù)粒徑在0.005～1.0 mm，少量粒徑小于20 μm的黃銅礦(<20 μm)呈稀疏浸染狀分布于礦石中；輝鉬礦嵌布粒度不均勻，大部分嵌布粒度較粗(>100 μm)，少量嵌布粒度較細(xì)(<38 μm)，其與黃銅礦規(guī)則連生或分布于脈石礦物中。脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石、金云母和綠泥石等。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，物相分析結(jié)果分別見表2和表3。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

注：*Au、Ag品位單位為g/t。

表2 原礦中銅的化學(xué)物相分析結(jié)果

表3 原礦中鉬的化學(xué)物相分析結(jié)果

由表1可知，該礦石中的主要有價(jià)可回收元素為銅和鉬，含量分別為0.52%和0.012%，且伴生有金、銀等貴金屬，在進(jìn)行浮選試驗(yàn)時(shí)需優(yōu)先考慮銅、鉬的回收，同時(shí)兼顧金、銀的富集,脈石礦物SiO2和Al2O3含量較高，分別為63.56%和12.66%。

物相分析結(jié)果表明，原礦中銅、鉬主要以硫化物的形式存在，其在硫化物中的分布率分別為89.40%和75.00%，氧化率分別為9.15%和16.67%，屬于易選礦石。

1.2 試驗(yàn)藥劑與設(shè)備

試驗(yàn)主要選礦藥劑見表4，主要設(shè)備見表5。

表4 試驗(yàn)主要選礦藥劑

表5 試驗(yàn)主要所需儀器

KYY-1烴油類捕收劑，是諸多柴油或煤油等其他商業(yè)烴油類捕收劑的經(jīng)濟(jì)型替代品，能有效地提高原生輝鉬礦或銅鉬礦的回收率。在粗磨或精選階段加入該產(chǎn)品，有助于浮選尚未充分解離的礦物。

MIBC甲基異丁基甲醇，起泡劑，選擇性好，活性好，生成的泡沫細(xì)且脆而不粘，消泡容易，沒有捕收性，用量少。

M8改性聚丙烯酰胺，銅抑制劑，能替代硫化鈉或硫氫化鈉，分散性好，用量低，殘留量低。

2 浮選藥劑制度優(yōu)化研究

2.1 銅鉬混浮藥劑優(yōu)化試驗(yàn)研究

2.1.1 銅鉬混合粗選氧化鈣的確定

氧化鈣不僅可以調(diào)節(jié)礦漿pH值，同時(shí)還可以作為一種抑制劑原礦中含有天然可浮性較好的黃鐵礦，而且其在磨礦、浮選過程中進(jìn)一步被礦漿中銅離子活化氧化鈣對(duì)其有具有較好的抑制作用，可實(shí)現(xiàn)黃銅礦、輝鉬礦與黃鐵礦的有效分離[6-7]。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占59.23%、N28捕收劑10 g/t、2號(hào)油25 g/t的條件下，考察了氧化鈣用量對(duì)混合浮選效果的影響，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出，隨著氧化鈣用量增加，銅鉬粗精礦中銅品位先上升，后趨于12%左右，鉬的品位基本保持0.25%，銅和鉬回收率一直降低。綜合考慮，氧化鈣用量選用50 g/t比較合適。

2.1.2 銅鉬混合粗選捕收劑的篩選

銅鉬混合粗選的捕收劑種類很多，為獲得理想的浮選效果，選取了N28、W3、W4、KYY-1(MCO)和BK925。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占59.23%、2號(hào)油25 g/t的條件下，首先考察了5種捕收劑用量對(duì)混合浮選效果的影響，最后比較這5種捕收劑在最佳用量時(shí)浮選指標(biāo)，結(jié)果如圖2所示。

圖1 銅鉬混合粗選氧化鈣用量試驗(yàn)結(jié)果

圖2 銅鉬混合粗選捕收劑篩選試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可以看出，5種捕收劑在各自最佳用量浮選指標(biāo)相差較小，但其中W3和W4捕收劑用量少，且W3的捕收能力最強(qiáng)和W4的選擇性最好。

結(jié)合W3、W4藥劑各自特點(diǎn)，對(duì)W3和W4進(jìn)行復(fù)配，并考察W3+W4捕收劑用量為20 g/t時(shí)，不同配比的浮選指標(biāo)。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占59.23%、W3+W4捕收劑20 g/t、2號(hào)油25 g/t的條件下，考察了改變W3+W4捕收劑配比對(duì)混合浮選效果的影響，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可以看出，W3和W4進(jìn)行復(fù)配能發(fā)揮各自特點(diǎn)，當(dāng)W3用量多時(shí)，粗精礦銅的回收率高，當(dāng)W4用量多時(shí)，粗精礦銅的品位高，綜合考慮，當(dāng)W3∶W4為3∶1，用量為20 g/t時(shí)，選礦指標(biāo)最佳。

2.1.3 銅鉬混合粗選起泡劑的篩選

銅鉬混合粗選的起泡劑種類很多，為了獲得好的浮選效果，本試驗(yàn)選擇5種起泡劑，分別為MIBC、F-425、HCCL、BK201和2號(hào)油。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占59.23%、N28捕收劑10 g/t、起泡劑用量10 g/t的條件下，考察了起泡劑種類對(duì)混合浮選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖3 銅鉬混合粗選捕收劑配比試驗(yàn)結(jié)果

圖4 銅鉬混合粗選起泡劑種類試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可以看出，綜合起泡性能最好的為BK201，其中F-425和MIBC兩種藥劑作起泡劑時(shí)分別表現(xiàn)出較好的選擇性和銅、鉬金屬回收效果。

考慮到起泡劑之間的存在協(xié)同作用，嘗試將MIBC和F-425組合使用。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占59.23%、N28捕收劑10 g/t、MIBC和F-425的用量之和為20 g/t的條件下，考察了質(zhì)量之比為4∶1、2∶3、3∶2和4∶1對(duì)混合浮選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

由圖5可以看出，隨著F-425所占比例增加，精礦鉬的回收率快速降低，鉬的品位基本保持0.30%，銅的品位基本保持17.00%，回收率基本保持93.00%。綜合考慮，F(xiàn)-425∶MIBC=1∶4比例為最佳組合條件，用量為20 g/t。

圖5 銅鉬混合粗選起泡劑配比試驗(yàn)結(jié)果

2.2 銅鉬分離藥劑優(yōu)化試驗(yàn)研究

2.2.1 銅鉬分離粗選抑制劑種類及用量

某銅礦銅鉬分離采用抑銅浮鉬的流程。抑銅浮鉬的關(guān)鍵是使銅礦物表面的捕收劑疏水物質(zhì)解吸，從疏水變成親水，并在銅、鉬浮選分離過程中保持這個(gè)特性[8-9]。硫化銅礦(黃銅礦、輝銅礦)是可浮性較好的礦物，需要大量的抑制劑才能有效地抑制其可浮性銅鉬分離。某銅礦選廠采用“Na2SiF6+Na2S”的組合抑制劑制度，本試驗(yàn)尋找“Na2SiF6+Na2S”組合抑制劑的合適替代品，選擇有機(jī)小分子M8抑制劑、D910抑制劑和BK511抑制劑來取代部分硫化鈉用量。為確定組合抑制劑用量，首先對(duì)單一硫化鈉用量進(jìn)行考察。在磨礦細(xì)度為-0.045 mm占93.65%、水玻璃1 204.7 g/t、煤油3.6 g/t的條件下，考察了硫化鈉用量對(duì)分離浮選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，隨著硫化鈉用量增加，鉬精礦鉬品位先升高后降低，鉬回收率基本87.50%，銅精礦的品位和回收率先降低后升高。綜合考慮，硫化鈉用量為1 000 g/t。

在確定硫化鈉用量的基礎(chǔ)上，50%取代硫化鈉即500 g/t，研究“M8+Na2S”、“D910+Na2S”和“BK511+Na2S”替代目前選定的“Na2S+Na2SiF6”作為抑制劑做對(duì)比試驗(yàn)。在磨礦細(xì)度為-0.045 mm占93.65%、硫化鈉用量500 g/t、水玻璃1 204.7 g/t、煤油3.6 g/t，M8、D910和BK511為推薦用量(相對(duì)原礦)的條件下，考察了抑制劑種類對(duì)分離浮選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖6 銅鉬分離粗選硫化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

圖7 銅鉬分離粗選抑制劑種類試驗(yàn)結(jié)果

由圖7可知，“M8+Na2S”組合使用抑制效果最好，可以較好地抑制黃銅礦，而且得到較高鉬品位和高回收率的鉬精礦。綜合考慮，選擇抑制劑組合及用量為“M8 9.4 g/t+Na2S 500 g/t”。

2.2.2 銅鉬分離粗選M8用量

50%取代硫化鈉時(shí)，考慮M8推薦用量是否為最佳，對(duì)M8進(jìn)行用量的條件試驗(yàn)。在磨礦細(xì)度為-0.045 mm占93.65%、硫化鈉用量500 g/t、水玻璃1 204.7 g/t、煤油3.6 g/t的條件下，考察了M8抑制劑用量對(duì)分離浮選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

圖8 銅鉬分離粗選M8用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖8可見，硫化鈉用量一定時(shí)，增大M8用量，粗精礦鉬的品位先升高后降低，回收率一直升高，銅的品位降低后升高，回收率基本保持60.00%。綜合考慮，確定最佳抑制劑組合及用量為“M8 15 g/t+Na2S 500 g/t”。

2.3 銅鉬混合浮選-銅鉬分離閉路試驗(yàn)

在前面藥劑制度優(yōu)化基礎(chǔ)上，進(jìn)行銅鉬混合浮選-銅鉬分離綜合條件開路試驗(yàn)，并取得了較好的指標(biāo)。開路基礎(chǔ)上，進(jìn)行銅鉬混合浮選-銅鉬分離閉路試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)工藝流程如圖9所示，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖9 銅鉬混合浮選-銅鉬分離閉路試驗(yàn)流程

表6 銅鉬混合浮選-銅鉬分離閉路試驗(yàn)結(jié)果

產(chǎn)品產(chǎn)率/%品位/%回收率/%CuMoCuMo鉬精礦0．020．4344．920．0280．57銅精礦1．9925．030．02491．1011．15尾礦97．990．050．0018．888．28原礦100．000．550．012100．00100．00

3 結(jié) 論

1) 云南某銅礦藥劑制度優(yōu)化后，混合浮選采用捕收劑W3和W4和起泡劑F-425和MIBC，分離浮選采用高效的銅抑制劑M8，全閉路試驗(yàn)可以獲得了鉬精礦鉬品位44.92%，含銅0.43%，鉬回收率80.57%；銅精礦銅品位25.03%，含鉬0.024%，銅回收率91.10%的良好指標(biāo)。

2) 藥劑制度優(yōu)化的試驗(yàn)指標(biāo)與云南某銅礦設(shè)計(jì)指標(biāo)相比，銅精礦銅品位提高了0.03個(gè)百分點(diǎn)，回收率提高了4.10個(gè)百分點(diǎn)，鉬精礦鉬品位降低了0.08個(gè)百分點(diǎn)，回收率提高了4.57個(gè)百分點(diǎn)。因此，對(duì)云南某銅礦的藥劑制度優(yōu)化是有效的。

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