廣西某銀銅多金屬硫化礦選礦試驗(yàn)

陳 維

(廣西壯族自治區(qū)地球物理勘察院)

銅和銅合金應(yīng)用廣泛，銅化合物也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要原料[1]。銀有良好的物理、化學(xué)特性，在工業(yè)生產(chǎn)及眾多領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛[2]。

我國(guó)的銀資源儲(chǔ)量里，大部分銀礦物都是以伴生形式賦存在金屬硫化礦物中。因此，采用較好的浮選工藝流程回收金屬硫化礦物的同時(shí)，也提高礦石中伴生銀礦物的回收率[3]。針對(duì)目的礦物和脈石礦物的工藝特性，可采用的浮選原則流程有多種，如優(yōu)先浮選、混合浮選、部分優(yōu)先或部分混合浮選等工藝，選擇的原則是迅速選出易浮的銀礦物及其主要的載體礦物[4-5]?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)不少銀銅礦資源利用率較低，主要體現(xiàn)在銀的回收率低、利潤(rùn)率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等方面[6-7]。因此，該銀銅多金屬硫化礦進(jìn)行了礦石可選性研究，確保資源的綜合開發(fā)利用，特別是提高金、銀貴金屬及各種伴生金屬資源的利用率。

1 礦石性質(zhì)

該銀銅多金屬硫化礦礦石構(gòu)造有浸染狀、脈狀及網(wǎng)脈狀，礦石結(jié)構(gòu)有他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、自形晶—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)。

1.1 礦石組成

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，銅物相分析結(jié)果見表2，礦石中主要礦物含量見表3，銀礦物在各載體礦物中的賦存特征見表4。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

注：Au、Ag含量單位為g/t。

由表1可知，該礦銅含量為1.01%、S含量為 19.17%、Ag含量為 118.82g/t、Au含量為 0.098g/t，主要回收金屬為Cu、Ag和S，可伴生回收Bi和Au，脈石主要為SiO2。

表2 礦石主要礦物組成 %

由表2可知，礦石中的主要目的礦物有黃銅礦、黃鐵礦、銅藍(lán)、少量輝銀礦等，脈石礦物有石英、角閃石、綠泥石、絹云母等。

表3 礦石銅物相分析結(jié)果 %

由表3可知，銅主要以原生硫化銅和次生硫化銅形式存在，原生硫化銅和次生硫化銅共占91.72%，其他相態(tài)占8.28%。

表4 含銀礦物中的銀分布率 %

由表4可知，主要載銀礦物為輝銀礦和黃銅礦，兩者占比為84.83%。

1.2 主要銅銀礦物嵌布特征

黃銅礦呈他形粒狀產(chǎn)出，一般與脈石、黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦關(guān)系較密切，與黃鐵礦緊密共生，粗粒黃銅礦或黃銅礦集合體中有時(shí)包含細(xì)粒黃鐵礦；少量黃銅礦與閃鋅礦共生，微量黃銅礦在閃鋅礦中呈微細(xì)粒的乳滴狀(固溶體分離結(jié)構(gòu))；部分黃銅礦包裹細(xì)粒脈石，或充填于脈石粒間隙中；部分黃銅礦被輕度氧化，外表被次生礦物藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、褐鐵礦不均勻交代包裹，黃銅礦粒徑最大為0.25mm，最小為0.002mm，一般為0.03～0.16mm。輝銀礦有的呈微脈狀穿插黃銅礦、黃鐵礦，有的與方鉛礦連身包裹于黃銅礦中，顆粒大小不等，細(xì)者為0.01～0.05mm。硫鉛鉍銀礦～硫鉍鉛銀礦分布在黃銅礦裂隙和脈石礦物中。黃鐵礦呈自形—半自形晶粒狀產(chǎn)出，部分呈他形粒狀或粒狀集合體分布。粗粒的裂隙發(fā)育，其裂隙被周圍的脈石或黃銅礦充填呈細(xì)脈狀；部分黃鐵礦顆粒內(nèi)部包裹脈石礦物，局部可見與白鐵礦相混產(chǎn)出；部分細(xì)粒黃鐵礦常呈分散粒狀包裹于黃銅礦中。粒徑最大為0.55mm，最小為0.01mm，一般在0.04～0.45mm。

工藝礦物學(xué)研究表明，黃銅礦粒度較粗，輝銀礦嵌布粒度較細(xì)，主要載銀礦物為輝銀礦和黃銅礦，輝銀礦也具有較好的可浮選性，宜采用銀銅混合浮選。部分黃銅礦在脈石中呈細(xì)粒不規(guī)則狀浸染，且有的黃銅礦中包含黃鐵礦，亦對(duì)有用礦物的解離不利，極少量黃銅礦呈乳滴狀微細(xì)粒包含于閃鋅礦中，可能會(huì)損失于尾礦中；少量黃銅礦被輕度氧化，外表被藍(lán)輝銅礦、褐鐵礦不均勻包裹，對(duì)浮選有一些影響。礦石中的銅礦物及較多脈石礦物的硬度較低，原礦經(jīng)過細(xì)磨后，易產(chǎn)生較多次生礦泥，可能會(huì)對(duì)浮選產(chǎn)生一些影響。

2 試驗(yàn)藥劑和設(shè)備

試驗(yàn)采用XMQ型錐形球磨機(jī)進(jìn)行磨礦，采用XFD系列單槽進(jìn)行浮選，單元試驗(yàn)樣重1kg。

試驗(yàn)所用藥劑有丁黃藥、丁銨黑藥、Z-200、石灰、硫酸銅、2#油，均為工業(yè)品。

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

根據(jù)該礦性質(zhì)，礦石主要回收銅、銀和硫，伴生回收金和鉍，由于銅礦、銀礦的硫化物均屬于可浮性較好的礦物，參考國(guó)內(nèi)外類似礦石的選礦生產(chǎn)實(shí)踐，采用先浮銀銅后浮硫的浮選流程，銀銅為混合精礦。

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度的高低決定礦物單體解離的程度，而礦物的單體解離好壞是影響選礦效果的重要因素。首先考察磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)流程及藥劑條件見圖1，結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可見，隨著磨礦細(xì)度的增大，尾礦銅、銀損失率降低，精礦銅、銀回收率提高；當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)-0.074mm72.56%時(shí)，再增大磨礦細(xì)度，尾礦銅、銀品位及損失率下降不明顯；綜合考慮磨礦成本與選別指標(biāo)，確定磨礦細(xì)度為-0.074mm72.56%。

3.2 銅粗選條件試驗(yàn)

3.2.1 銅捕收劑種類試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.074mm72.56%、抑制劑石灰用量為4 000g/t(pH≈12)、起泡劑2#油用量為20g/t的條件下，分別采用丁黃藥、丁銨黑藥、Z-200作為銅捕收劑，對(duì)比捕收劑的選銅效果。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，銅浮選采用丁黃藥或丁銨黑藥作為捕收劑時(shí)，銅銀精礦中銅和銀的品位均較采用Z-200作捕收劑時(shí)低，回收率相當(dāng)，綜合考慮，確定采用Z-200作為銅捕收劑。

3.2.2 銅捕收劑用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.074mm72.56%、抑制劑石灰用量為4 000g/t(pH≈12)、起泡劑2#油用量為20g/t的條件下進(jìn)行Z-200用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

表5 銅捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

圖3 捕收劑Z-200用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可見，隨著Z-200用量的增大，銅銀精礦中銅回收率提高；當(dāng)Z-200用量為40 g/t時(shí)，再增加Z-200用量，銅回收率提高不明顯；綜合考慮，Z-200用量40 g/t為宜。

3.2.3 石灰用量試驗(yàn)

原礦黃鐵礦含量較高，采用石灰作為黃鐵礦抑制劑。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 72.56%、捕收劑Z-200用量為40 g/t，起泡劑2#油用量為20 g/t的條件下進(jìn)行抑制劑石灰用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，隨著石灰用量的增大，銅銀精礦中銅品位增大，銅回收率呈降低趨勢(shì)；銅銀精礦中銀回收率降低，石灰對(duì)銀有一定的抑制作用；綜合考慮銅和銀的選礦指標(biāo)，石灰用量4 000 g/t為宜，此時(shí)礦漿pH值≈12。

3.3 硫浮選試驗(yàn)

3.3.1 硫浮選藥劑方案探索試驗(yàn)

硫粗選試驗(yàn)采用1次粗選流程，給礦為1粗1掃的選銅尾礦。參考同類型礦石礦山生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，硫浮選主要采用“硫酸銅+丁黃藥”和“硫酸+丁黃藥”兩種藥劑方案，對(duì)這兩種藥劑方案進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖4 硫浮選方案試驗(yàn)流程

圖5 硫浮選藥劑方案對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可見，采用硫酸+丁黃藥的藥劑方案，硫精礦硫的回收率明顯高于硫酸銅+丁黃藥方案。

3.3.2 硫浮選硫酸用量試驗(yàn)

在硫浮選藥劑方案對(duì)比試驗(yàn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化硫酸用量，給礦為1粗1掃的選銅尾礦。活化劑硫酸為變量，在捕收劑丁黃藥用量為120 g/t、起泡劑2#油用量為20 g/t的條件下進(jìn)行硫酸用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6可見，隨著硫酸用量的增加，硫精礦硫品位波動(dòng)不大，硫回收率呈升高趨勢(shì)；當(dāng)硫酸用量為 2 000 g/t時(shí)，再增加硫酸用量，硫回收率幾乎不再升高；因此，硫酸用量2 000 g/t為宜。

3.3.3 硫浮選丁黃藥用量試驗(yàn)

在活化劑硫酸用量為2 000 g/t、起泡劑2#油用量為20 g/t的條件下進(jìn)行捕收劑丁黃藥用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖6 硫酸用量試驗(yàn)結(jié)果

圖7 丁黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖7可見，隨著丁黃藥用量的增加，硫精礦硫回收率呈升高趨勢(shì)；當(dāng)丁黃藥用量為150 g/t時(shí)，再增加丁黃藥用量，硫精礦硫回收率幾乎不升高；因此，選定丁黃藥用量為150 g/t。

3.4 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程及藥劑制度見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見表7。 由表7可知，采用1粗3精3掃浮銅—1粗2精3掃浮硫的原則工藝，閉路試驗(yàn)可獲得銅品位為23.78%、銅回收率為89.89%、銀品位為2 731.24 g/t、銀回收率為87.60%的銅銀精礦；硫品位為44.36%、硫回收率為88.83%的硫精礦；伴生金屬鉍主要富集在銅銀精礦中，回收率達(dá)70.25%。

4 結(jié) 論

(1)某含銅銀礦石礦物組成比較復(fù)雜，含銅為1.01%、硫?yàn)?9.17%、銀為118.82 g/t、金為0.098 g/t，鉍為0.16%，主要礦物是黃銅礦、輝銀礦、黃鐵礦。銅礦物與黃鐵礦、輝銀礦、方鉛礦、輝鉍礦、石英關(guān)系密切，較難單體解離，單獨(dú)回收銅礦物和銀礦物不利。

(2)礦石中的銅礦物主要以原生硫化銅和次生硫化銅形式存在，原生硫化銅和次生硫化銅共占91.72%，其他相態(tài)占8.28%；銀主要存在于輝銀礦中和伴生在黃銅礦中。

(3)礦石在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 72.56%的條件下，采用1粗3精3掃浮銅—1粗2精3掃浮硫的原則工藝，閉路試驗(yàn)可獲得銅品位為23.78%、銅回收率為89.89%、銀品位為2 731.24 g/t、銀回收率為87.60%的銅銀精礦；硫品位為44.36%、硫回收率為88.83%的硫精礦；伴生金屬鉍主要富集在銅銀精礦中，回收率達(dá)到70.25%。

圖8 閉路試驗(yàn)流程

表7閉路試驗(yàn)結(jié)果%

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率品位CuAg SAsBi回收率CuAgSAsBi銅銀精礦3.8123.782 731.2431.020.143.2189.8987.606.173.1070.25硫精礦38.290.1626.5444.360.390.126.088.5688.8386.8026.42尾礦57.900.077.861.650.030.014.033.845.0010.103.33給礦100.001.01118.6719.120.170.17100.00100.00100.00100.00100.00

注：Ag品位單位為g/t。