提高某鐵選礦廠銅、硫、金回收率試驗(yàn)研究

高起方

(云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，昆明650200)

某選礦廠在不降低鐵精礦質(zhì)量和回收率的同時(shí)，注重礦石中有價(jià)金屬的綜合回收，使資源得到充分利用。其難點(diǎn)在于有用礦物互相嵌布，部分礦物在磨礦過程中易發(fā)生過磨[1]。結(jié)合礦石工藝礦物學(xué)特征和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，制定了強(qiáng)化掃選、混合加藥及粗精礦再磨流程，綜合回收該礦石中的金、銅、硫，取得了較好的試驗(yàn)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1 礦石性質(zhì)

礦石多元素分析結(jié)果見表1。銅、鐵、硫物相分析結(jié)果見表2～4。

由表1可知，礦樣主要有價(jià)元素為Fe、Cu、S，含量分別為45.80%、0.48%、2.30%，有害元素P、As含量較低，Au含量為0.24 g/t，達(dá)到了綜合回收標(biāo)準(zhǔn)。

由表2可知，銅礦物主要以硫化銅礦形式存在，占總銅的85.41%，自由氧化銅與結(jié)合氧化銅含量不高，分別占總銅的10.42%、4.17%。

表1 原礦多元素分析結(jié)果

注：1)單位為 g/t，下同

表2 銅物相分析結(jié)果

表3 鐵物相分析結(jié)果

表4 硫物相分析結(jié)果

由表3可知，鐵礦物主要礦物為磁鐵礦，占總鐵的89.10%，其余鐵含量較低。

由表4可知，硫化物主要礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦，黃鐵礦中硫含量占全硫的72.61%，磁黃鐵礦含量較高，占25.22%，硫酸鹽占2.17%。

此外，鏡下工藝礦物學(xué)分析結(jié)果表明，磁鐵礦為該礦的主要鐵礦物，大部分呈致密狀產(chǎn)出，部分為浸染狀或細(xì)粒星點(diǎn)狀嵌布于脈石中，極少量被赤鐵礦沿裂隙交代，磁鐵礦中常嵌布有細(xì)粒黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦及脈石等礦物。礦石中主要銅礦物為黃銅礦，大部分呈浸染狀或細(xì)粒星點(diǎn)狀嵌布于磁鐵礦中，少量嵌布于脈石和假象赤鐵礦中，粒徑一般為數(shù)十微米至數(shù)百微米，個(gè)別被斑銅礦、輝銅礦交代。黃鐵礦為主要硫化物，大部分呈浸染狀或細(xì)粒星點(diǎn)嵌布于磁鐵礦中，少量嵌布于脈石和黃銅礦中，與黃銅礦緊密共生，甚至包裹細(xì)粒黃銅礦。單礦物分析金主要賦存于黃銅礦及黃鐵礦中。脈石礦物主要以方解石、白云石為主，其次為石英、綠泥石、透輝石和透閃石，脈石礦物大部分作為基質(zhì)礦物分布或充填于其它礦物間隙、孔隙或穿插于鐵礦物中。

2 試驗(yàn)方案

從礦石性質(zhì)可知，礦石中的銅、硫、鐵礦物為主要回收礦物，金進(jìn)入到銅、硫產(chǎn)品，從含金銅精礦中提取其中的金。銅、硫礦物可浮性好，可采用浮選法回收。鐵礦物主要為具有強(qiáng)磁性的磁鐵礦，可用弱磁選回收。部分黃銅礦、黃鐵礦和鐵礦物呈細(xì)小嵌布，若先磁選勢(shì)必造成鐵精礦硫含量超標(biāo)[2]，而鐵為主要礦物，必須保證鐵精礦的硫含量處于較低范圍。因此，試驗(yàn)原則流程為先浮選獲得銅硫粗精礦，浮選尾礦進(jìn)行磁選回收鐵礦物。銅硫浮選有優(yōu)先浮選和混合浮選兩種工藝[3]，為避免選礦廠選別流程出現(xiàn)較大改動(dòng)，采取選礦廠正在使用的銅硫混合浮選流程。

此外，礦石單體解離度測(cè)定表明，當(dāng)?shù)V石磨至-74 μm占80%時(shí)，銅、硫解離度僅為79%及83%，若加大磨礦細(xì)度，則易導(dǎo)致鐵回收率降低，擬定在銅硫粗選后增設(shè)粗精礦再磨作業(yè)。銅硫混合浮選常用捕收劑有丁基黃藥、戊基黃藥、Mos-2、MA-1、Y89、SN-9等[4]，其中Mos-2與MA-1具有作用速度快、用量小的特點(diǎn)，且Mos-2具有較好的選擇性和起泡性能，MA-1有良好的捕收性能，兩者配合使用可減少石灰用量，改善作業(yè)條件，提升選別指標(biāo)。增設(shè)掃選作業(yè)以保證鐵精礦品質(zhì)及提高其它有價(jià)元素的回收率。對(duì)脫硫后的尾礦用弱磁選方法回收磁鐵礦。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

單體解離是實(shí)現(xiàn)礦物分選的先決條件，磨礦細(xì)度直接決定礦物單體解離的好壞[5]。在丁基黃藥用量60 g/t、松醇油用量20 g/t、粗選時(shí)間5 min條件下，考察磨礦細(xì)度對(duì)銅、硫浮選效果的影響，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦銅品位呈下降趨勢(shì)，而硫品位呈上升趨勢(shì)。銅回收率先上升后下降，在磨礦細(xì)度-74 μm占76.83%時(shí)，銅回收率達(dá)70.33%。硫回收率在較低磨礦細(xì)度時(shí)變化較小，當(dāng)磨礦細(xì)度-74 μm占比超過69.17%時(shí)，更多的硫得到單體解離，回收率上升迅速。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為-74 μm占76.83%。

圖1 磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響Fig.1 Effect of grinding fineness on flotation index

3.2 銅硫混合浮選捕收劑種類及用量試驗(yàn)

不同捕收劑對(duì)礦物的捕收性能和選擇性不盡相同，選擇適應(yīng)礦石性質(zhì)的捕收劑可大幅提高粗精礦的品位及回收率。采用丁基黃藥、丁基黃藥+丁基銨黑藥、Mos-2+MA-1、Y89進(jìn)行浮選試驗(yàn)，考察不同捕收劑對(duì)銅、硫的回收效果，結(jié)果見表5。其中，除Mos-2+MA-1外，其它類型捕收劑與松醇油配合使用，起泡劑用量為20 g/t。

表5 捕收劑種類浮選試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，丁基黃藥與丁基銨黑藥組合捕收能力強(qiáng)，可獲得最高的銅回收率，但選擇性較差。Mos-2與MA-1組合捕收劑選擇性強(qiáng)且對(duì)銅硫有較強(qiáng)的捕收性能，可獲得較為理想的選別指標(biāo)，因此選用Mos-2與MA-1作為銅硫混合浮選的捕收劑。

在Mos-2與MA-1用量比為2∶1條件下，進(jìn)行組合捕收劑用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出，隨著捕收劑用量的增加，粗精礦銅品位逐漸下降，回收率先上升后下降，在捕收劑用量為75 g/t時(shí)，銅回收率達(dá)到最大值，因此確定Mos-2與MA-1用量為75 g/t。

圖2 銅硫混浮組合捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Results of copper and sulfur mixed float collector tests

3.3 銅硫混合浮選閉路試驗(yàn)

為使銅硫充分解離，提高銅硫粗精礦品位，對(duì)銅硫粗選精礦進(jìn)行再磨處理，強(qiáng)化掃選，進(jìn)一步提高銅硫回收率，降低尾礦含硫量，試驗(yàn)流程圖見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

經(jīng)浮選后，銅、硫、金富集到銅硫混合精礦中，回收率分別為90.94%、88.85%、88.40%，浮選尾礦送往后續(xù)磁選作業(yè)。

圖3 銅硫混合浮選閉路試驗(yàn)流程圖Fig.3 Flowsheet of copper and sulfur mixed flotation closed circuit test

3.4 銅硫分離試驗(yàn)

銅硫分離條件試驗(yàn)主要進(jìn)行了石灰用量及攪拌時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖4～5。從圖4可以看出，隨著石灰用量增加，銅品位逐漸上升，回收率逐漸下降，當(dāng)石灰用量為500 g/t時(shí)，繼續(xù)增加石灰用量，銅精礦品位變化不大，回收率下降較快，因此確定石灰用量為500 g/t。從圖5可以看出，增加石灰攪拌時(shí)間有利于銅硫分離，當(dāng)攪拌時(shí)間達(dá)20 min后，銅回收率變化不大，因此確定石灰攪拌時(shí)間為20 min。

表6 銅硫混合浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

圖4 銅硫分離石灰用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Results of copper and sulfur separation lime dosage tests

圖5銅硫分離石灰攪拌時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Results of copper and sulfur separation lime mixing time tests

銅硫分離閉路試驗(yàn)結(jié)果見表7。

3.5 浮選尾礦磁選回收鐵試驗(yàn)

銅硫混合浮選尾礦鐵品位為47%，未達(dá)到60%以上，不符合磁鐵精礦的要求，為此需對(duì)混合浮選尾礦進(jìn)行弱磁選，以提高鐵品位，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。從圖6可以看出，通過弱磁選后，鐵精礦品位可達(dá)67%以上，且隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加，鐵的回收率得到提高，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過0.11 T時(shí)，鐵回收率變化不大，因此選擇磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.11 T。

圖6 磁選回收鐵試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Results of magnetic separation and recovery tests

3.6 全工藝流程試驗(yàn)

工藝流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表7 銅硫分離浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

由表8可知，全流程試驗(yàn)可獲得銅品位為20.14%，金品位為8.73 g/t，回收率分別為88.53%、76.75%的銅精礦。硫精礦硫品位為41.56%，回收率為77.70%。鐵精礦鐵品位為67.83%，鐵回收率為90.24%。

4 結(jié)論

1)某高鐵銅硫多金屬礦主要有價(jià)元素為鐵、銅、硫，含量分別為45.80%、0.48%、2.30%。Au含量為0.24 g/t，達(dá)到了綜合回收標(biāo)準(zhǔn)。但礦中有用礦物互相嵌布，部分礦物在磨礦過程中易發(fā)生過磨，造成資源難以綜合回收。

圖7 全工藝流程圖Fig.7 Flowsheet of full process

表8 全工藝流程試驗(yàn)結(jié)果

2)采用“銅硫混合浮選—浮選尾礦磁選回收鐵—銅硫分離”聯(lián)合工藝流程，全流程試驗(yàn)可獲得銅品位20.14%、金品位8.73 g/t，回收率分別為88.53%、76.75%的銅精礦，硫品位41.56%、回收率77.70%的硫精礦，鐵品位67.83%、鐵回收率90.24%的鐵精礦。可實(shí)現(xiàn)礦石中銅、鐵、硫、金的高效回收。