某高砷硫精礦回收銅的試驗(yàn)研究

董天龍， 王慧

（云南錫業(yè)股份公司大屯錫礦分公司， 云南個(gè)舊 661000）

我國銅資源貧乏，遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)需求，70%以上的銅依賴進(jìn)口，必需研究高效的選礦技術(shù)提高我國銅礦資源的綜合利用水平，在成礦過程中，磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦常常共生在一起，形成銅硫共生礦，其中黃鐵礦與黃銅礦性質(zhì)接近，兩者之間的連生嵌布關(guān)系最為密切，致部分銅礦物在銅硫分離過程中損失于硫精礦，尤其是對于銅品位較高，銅礦物以細(xì)粒嵌布于黃鐵礦的礦石，硫精礦含銅普遍較高，需要細(xì)磨后進(jìn)一步進(jìn)行分離和選別［1-4］。

云錫某選廠主要處理錫銅多金屬硫化礦。主要產(chǎn)品為銅精礦、粗錫精礦、硫精礦等。主要選別流程為浮—重選別流程，先將原礦磨至-200目占55%～60%時(shí)選別出銅硫混合精礦后再細(xì)磨后進(jìn)行分離，浮選尾礦進(jìn)行活化后除硫，除硫尾礦再進(jìn)入搖床進(jìn)行選別，為減少錫的過粉碎情況，選銅時(shí)，粒度偏粗，導(dǎo)致一部分粗粒連生體無法上浮而混入硫精礦中，通過取樣考察分析，該點(diǎn)硫精礦含銅品位在0.2%～1.0%之間，從綜合利用礦產(chǎn)資源的角度考慮，可采用一定的方法對該硫精礦中的銅進(jìn)行綜合回收。

本文針對該硫精礦的進(jìn)行礦石性質(zhì)分析，小型條件試驗(yàn)和工藝流程試驗(yàn)和閉路試驗(yàn)，最終確定了采用磁-浮的工藝流程，從該硫精礦中回收銅和低砷硫精礦。

1 硫精礦的性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分

該礦樣采自某錫銅硫化礦選廠硫再選硫精礦，其化學(xué)多元素分析和銅相分析結(jié)果見下表1和表2。

表1 硫精礦多元素分析結(jié)果 /%

表2 銅物相分析結(jié)果 /%

表3 硫精礦粒度組成分析結(jié)果/%

從表1和表2中可以看出，該硫精礦主要可回收的礦物為銅，含銅0.990%，但有害元素砷含量較高，含砷3.95%,屬于高砷硫精礦，其售價(jià)較低，銷售困難。礦石中42.02%的銅賦存于活性硫化銅中，49.70%的銅賦存于原生硫化銅中，氧化率為8.28%，活性硫化銅偏高，會(huì)給銅、硫、砷的分離帶來較大影響，從表3可以看出，該硫精礦粒度偏粗，銅品位出現(xiàn)明顯的偏析現(xiàn)象，+0.074mm粒級產(chǎn)率為49.64%，銅金屬率為74.16%，需要細(xì)磨后進(jìn)行分離選別。

1.2 硫精礦礦物組成及其含量分析

采用顯微鏡對樣品進(jìn)行了礦物定量檢測分析，結(jié)果見表4。

從表4中可以看出，硫精礦中的礦物組成較多，主要目的礦物為銅礦物，主要有黃銅礦、其次為斑銅礦和銅蘭，硫礦物主要為黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦，其毒砂的含量也較高，且含有一部分砷黝銅礦，還有一部分錫石和黝錫礦，主要的脈石礦物有石英、長石、云母、綠泥石等，經(jīng)鏡下鑒定，銅礦物和黃鐵礦關(guān)系密切，基本以粗粒連生體存在，磁黃鐵礦中含銅較少［5］。

表4 硫精礦定量檢測分析結(jié)果 /%

2 試驗(yàn)方案

根據(jù)該硫精礦性質(zhì)分析結(jié)果，有用礦物為黃銅礦、其次為斑銅礦和銅蘭；礦物量最大的為黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦和毒砂，脈石礦物為石英、長石和云母等。根據(jù)磁黃鐵礦具有磁性，而銅礦物沒有磁性的特點(diǎn)，先采用磁選去除一部分磁黃鐵礦，以便更好的進(jìn)行銅的選別。故采用先磁選、再浮選的回收方案。

2.1 磁選試驗(yàn)

磁選采用XCRS-Φ400×240電磁濕法多用鼓形弱磁選機(jī)進(jìn)行，試驗(yàn)流程見圖1，結(jié)果見表5。

從表5的磁選試驗(yàn)結(jié)果分析，銅、砷富集在非磁性產(chǎn)品中，硫、鐵富集在磁性產(chǎn)品中，隨著磁場強(qiáng)度增加，磁性產(chǎn)品產(chǎn)率逐步增加，磁性產(chǎn)品中的含銅金屬逐步增加，綜合分析，認(rèn)為磁場強(qiáng)度為0.1T時(shí)指標(biāo)較好，非磁性產(chǎn)品中銅品位由0.745%提升至1.006%，銅回收率為90.58%，且可以產(chǎn)出約32.93%的含鐵為57.47%，含硫37.22%，含砷為0.184%的低砷高鐵硫精礦作為產(chǎn)品直接銷售，且價(jià)格較好。但磁選后，非磁性產(chǎn)品中砷品位由4.53%升高至6.66%，這會(huì)給銅砷分離帶來不利影響。

圖1 磁選試驗(yàn)流程圖

圖2 試驗(yàn)流程圖

表5 磁選試驗(yàn)結(jié)果/%

2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將磁選后的非磁性產(chǎn)品進(jìn)行浮選銅試驗(yàn)研究，經(jīng)礦鑒分析，銅基本以粗粒連生體的形式存在，首先進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，由于硫精礦中，砷、鐵礦物含量也較高，進(jìn)而影響銅精礦品位，根據(jù)本廠選銅的經(jīng)驗(yàn)，主要采用石灰+亞硫酸鈉+腐殖酸鈉抑制砷、鐵礦物，其試驗(yàn)流程和試驗(yàn)條件如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6中的試驗(yàn)結(jié)果分析，磨礦粒度從-400目占65%增加到85%，精礦銅品位隨之升高，銅回收率呈下降趨勢，但砷回收率也隨之降低。綜合考慮銅品位、回收率，以及銅精礦降砷的需要，認(rèn)為該物料入選粒度磨至-400目占85%為宜。

2.3 浮選濃度試驗(yàn)

在浮選過程中，礦漿濃度的大小不僅影響精礦品位和回收率，而且影響到藥劑消耗和水電消耗,，為確定適宜的礦漿濃度，開展浮選濃度試驗(yàn)研究，其流程及藥劑條件見圖2，磨礦細(xì)度為-400目占85%，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

從浮選濃度對比試驗(yàn)結(jié)果分析，浮選濃度從30%提高到40%，精礦銅品位隨著降低，回收率呈上升趨勢，砷回收率也隨之提高。綜合考慮銅品位、回收率，以及銅精礦降砷的需要，以及生產(chǎn)過程中較容易達(dá)到的濃度，選擇浮選濃度為35%開展試驗(yàn)。

2.4 捕收劑種類試驗(yàn)

根據(jù)礦樣性質(zhì)，結(jié)合同類礦樣選礦藥劑的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以及本廠所使用過的選銅藥劑，選擇以混基黃藥、乙基黃藥、Z-200、9030作捕收劑進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)流程及藥劑條見圖2，磨礦細(xì)度-400目占85%，浮選濃度為35%，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

從捕收劑種類對比試驗(yàn)結(jié)果分析，在條件相同情況下，Z-200捕收劑精礦回收率較高，但銅品位最低，雜質(zhì)砷的含量最高；乙基黃藥的銅精礦品位最高，含砷最低，9030、混基黃藥和乙基黃藥銅回收率相近，綜合考慮銅品位、回收率，以及銅精礦降砷的需要，選擇乙基黃藥開展用量條件試驗(yàn)。

2.5 乙基黃藥用量試驗(yàn)

為了確定乙基黃藥的的最佳用量，開展了捕收劑的用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程及條件見圖2，磨礦細(xì)度-400目占85%，浮選濃度為35%，捕收劑乙基黃藥的用量分別為35g/t、49g/t、62g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表9。從乙基黃藥的用量試驗(yàn)結(jié)果分析，隨著用量增加，其產(chǎn)率變化不大，銅回收率變化不大，當(dāng)乙基黃藥用量為49g/t時(shí)，銅精礦中砷金屬率含量最少，故捕收劑乙基黃藥的用量為49g/t。

2.6 開路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開展全流程開路試驗(yàn)，經(jīng)過一次粗選，五次精選，選出銅精礦，其中磨礦細(xì)度-0.037mm占85%，浮選濃度35%，在磨機(jī)中加入石灰2770g/t，亞硫酸鈉830g/t，腐殖酸鈉550g/t，粗選捕乙基黃藥49g/t，730A用量為15g/t，精選只采用石灰進(jìn)行調(diào)漿，其試驗(yàn)結(jié)果見表10。從表10全流程開路試驗(yàn)結(jié)果分析，采用優(yōu)化出的條件，經(jīng)一次粗選五次精選的工藝流程，開路試驗(yàn)可獲得銅精礦品位10.63%左右，回收率61.99%的指標(biāo)，銅精礦含砷1.881%。

表6 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果/%

表7 浮選濃度試驗(yàn)結(jié)果 /%

表8 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果 /%

表9 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果 /%

2.7 全流程磁－浮方案閉路試驗(yàn)

通過試驗(yàn)研究確定了藥劑制度和流程工藝后，開展全流程小型閉路試驗(yàn)研究，采用先磁選后浮選銅的方式，磁場強(qiáng)度為0.1T，磁選試驗(yàn)結(jié)果見表11。

將磁選后的非磁產(chǎn)品進(jìn)行五次閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)藥劑及流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表12。從表12可以看出，閉路試驗(yàn)獲得銅精礦品位12.96%，回收率69.45%，銅精礦含砷1.878%的指標(biāo)，且可以直接產(chǎn)出約31.61%的低砷硫精礦直接銷售。

3 根據(jù)閉路試驗(yàn)指標(biāo)開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

每噸高砷硫精礦的售價(jià)僅為40元/噸，低砷硫精礦售價(jià)為300元/噸，通過多次取樣分析，該處硫精礦平均銅品位按0.783%算，銅精礦品位按12%（35594元/噸金屬）計(jì)算，考慮到銅回收率的波動(dòng)，銅作業(yè)回收率按55%計(jì)算，每1噸硫精礦含銅可產(chǎn)生效益：1×0.783%×55%×35594元=153.29元，每1噸硫精礦可產(chǎn)低砷硫精礦0.316噸，效益為94.8元，每噸硫精礦的藥劑成本為5.64元，根據(jù)本廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，其水、電、材耗等成本約為28.83元/噸，則每噸高砷硫精礦經(jīng)選別后可獲得收益213.62元。

4 結(jié)論

（1）該硫精礦的有用礦物為黃銅礦、其次為斑銅礦和銅蘭，礦物量最大的為黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦和毒砂，脈石礦物為石英、長石和云母等，經(jīng)鏡下鑒定銅礦物和與黃鐵礦關(guān)系密切，基本以粗粒連生體存在。

（2）該硫精礦中含有一部分磁黃鐵礦，在選別前可采用磁選去除，一方面可以提高銅的入選品位，另一方面可以產(chǎn)出一部分低砷硫精礦，由于銅礦物與黃鐵礦致密共生，需細(xì)磨后進(jìn)行選別，該硫精礦中含砷品位為3.95%，在選銅時(shí)需注意對砷進(jìn)行抑制。

表10 開路試驗(yàn)結(jié)果 /%

表11 磁選試驗(yàn)結(jié)果 /%

圖2 閉路試驗(yàn)流程圖

表12 磁選試驗(yàn)結(jié)果 /%

（3）對該高砷硫精礦先進(jìn)行磁選，產(chǎn)出約31.61%的低砷硫精礦，非磁性產(chǎn)品再進(jìn)行細(xì)磨后選銅，采用石灰+亞硫酸鈉+腐殖酸鈉作抑制劑，采用一粗五精的選別流程，全流程最終可獲得銅品位12.96%，銅回收率69.45%，銅精礦含砷1.878%的良好指標(biāo)，每噸高砷硫精礦經(jīng)選別后可獲得收益213.62元。

（4）該銅精礦中，含砷品位偏高，其主要原因可能是：①硫精礦中毒砂與黃鐵礦性質(zhì)相近，且礦漿中有較多的游離Cu2+，活化了毒砂，造成硫化銅礦物與毒砂的可浮性相近，很難分離。②硫化銅礦物中有部分砷黝銅礦。