艾砂磨在某銅礦選廠再磨中的應(yīng)用

章恒興 邱廷省 江領(lǐng)培 黃東福 胡志超 童 偉 孫希樂

（1.浙江艾領(lǐng)創(chuàng)礦業(yè)科技有限公司，浙江 金華321000；2.江西理工大學(xué)，江西贛州341400）

隨著我國礦業(yè)的不斷發(fā)展，品位較高的富礦和易選礦越來越少，嵌布粒度較細(xì)的貧礦和有再回收利用價(jià)值的尾礦逐漸成為礦業(yè)亟待處理的對(duì)象［1-3］。對(duì)于礦物的選別，首先要做的工作就是對(duì)礦石進(jìn)行有效的磨礦，使有用礦物與脈石礦物充分單體解離。對(duì)于嵌布粒度較細(xì)的難選礦石，更需要進(jìn)一步地細(xì)磨。磨礦作業(yè)在金屬礦山選礦工藝中是一個(gè)高能耗、高材耗的過程［4-6］，礦山已有的磨礦設(shè)備尤其是細(xì)磨設(shè)備難以適應(yīng)越來越復(fù)雜的礦石性質(zhì)變化，開發(fā)高效節(jié)能的磨礦設(shè)備勢(shì)在必行［7-8］。

艾砂磨機(jī)是浙江艾領(lǐng)創(chuàng)礦業(yè)科技有限公司研發(fā)的大型臥式砂磨機(jī)，其研發(fā)目的是為國內(nèi)低品位、多金屬共生、嵌布粒度粗細(xì)不均等特點(diǎn)的礦產(chǎn)資源提供高效的細(xì)磨設(shè)備［9-11］。艾砂磨機(jī)具有高效節(jié)能、磨礦產(chǎn)品粒度分布窄、設(shè)備占地面積小、維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。同類型磨機(jī)在國外礦山已經(jīng)有二十多年的應(yīng)用歷史，取得了良好的效果，近年來在國內(nèi)也已應(yīng)用在多個(gè)礦山，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，相比于傳統(tǒng)球磨機(jī)能取得更好的磨礦效果。由于艾砂磨機(jī)磨礦產(chǎn)品粒度分布的特性，也可以在一定程度上提升后續(xù)作業(yè)中礦物的浮選效果。

某銅礦選廠由于原礦中銅嵌布粒度較細(xì)，必須采用粗精礦再磨工藝以提高銅精礦品位［12-15］。當(dāng)前選廠中再磨設(shè)備依然以傳統(tǒng)球磨機(jī)為主，而球磨機(jī)在再磨工藝中要達(dá)到較細(xì)的磨礦細(xì)度，易導(dǎo)致產(chǎn)品的過磨及鐵質(zhì)污染，從而使浮選效果欠佳。因此，本研究開展了以新型細(xì)磨設(shè)備艾砂磨機(jī)代替球磨機(jī)進(jìn)行粗精礦再磨提升選別指標(biāo)的浮選試驗(yàn)，以期為艾砂磨機(jī)在該類型選廠的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

原礦的化學(xué)多元素分析和銅、鋅物相分析結(jié)果分別見表1、表2、表3。

注：Au、Ag的單位為g/t。

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由表1可知，試樣中可回收金屬為銅、鋅，含量分別為2.35%、1.24%，礦石中的金、銀含量分別為0.48 g/t、32.60 g/t，可作為伴生金屬回收。

由表2 及表3 可知，礦石中的銅主要以原生硫化銅的形式存在，占總銅的87.23%，其次為次生硫化銅。礦石中的鋅主要以硫化鋅的形式存在，占總鋅的94.35%，極少數(shù)以氧化鋅的形式存在。

礦物組成的研究結(jié)果表明，礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦和閃鋅礦，少量的方鉛礦、輝銅礦以及微量的輝鉬礦、斑銅礦、銀金礦等；主要脈石礦物為石英、絹云母，其次為方解石、重晶石等；礦石中的黃銅礦與閃鋅礦嵌布關(guān)系復(fù)雜，嵌布粒度較細(xì)，以微細(xì)粒結(jié)構(gòu)的致密塊狀、浸染狀為主。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 條件試驗(yàn)

條件試驗(yàn)給礦為選廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)的混合粗精礦，磨礦設(shè)備為實(shí)驗(yàn)室小型艾砂磨機(jī)，為避免鐵質(zhì)污染，磨礦介質(zhì)選用納米陶瓷球。浮選試驗(yàn)中抑制劑為硫酸鋅和亞硫酸鈉，捕收劑為丁基黃藥和Y89，起泡劑為BK201，具體試驗(yàn)流程見圖1。

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

由于礦石中有用礦物嵌布粒度較細(xì)，必須使有用礦物和脈石礦物充分單體解離才能保證目的礦物在后續(xù)浮選作業(yè)中的有效回收。固定硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為（1 200+300）g/t，丁基黃藥+Y89 用量為（40+10）g/t，起泡劑BK201 用量為12 g/t，考察磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響。由于磨礦產(chǎn)品細(xì)度較細(xì)，試驗(yàn)中采用磨礦產(chǎn)品P80（指物料中80%通過某一篩孔）數(shù)值代表磨礦產(chǎn)品的細(xì)度大小，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4 可知，隨著磨礦產(chǎn)品細(xì)度的增加，浮選粗精礦產(chǎn)率先增加后降低，銅品位先下降后上升，而鋅的品位先上升后下降。這說明適宜的磨礦細(xì)度有助于銅的回收，但不利于提高粗精礦中銅的品位。繼續(xù)細(xì)磨會(huì)導(dǎo)致一部分過磨的礦物在粗選時(shí)無法回收上來，粗精礦產(chǎn)率降低。鋅品位的變化趨勢(shì)與銅相反，可能是因?yàn)榈V物中銅的解離會(huì)在一定程度上提升鋅的上浮。隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦中銅的回收率在磨礦產(chǎn)品細(xì)度P80為40 μm 時(shí)達(dá)到最大值，雖然此時(shí)粗精礦中鋅含量也較高，但后續(xù)可以通過藥劑調(diào)整加以抑制。因此，在后續(xù)試驗(yàn)中選取磨礦產(chǎn)品細(xì)度P80為40 μm。

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2.1.2 抑制劑用量試驗(yàn)

銅鋅能否有效浮選分離取決于抑制劑對(duì)鋅的抑制效果，在實(shí)際生產(chǎn)中常采用硫酸鋅和亞硫酸鈉混合使用作為鋅的組合抑制劑。固定磨礦產(chǎn)品細(xì)度P80為40 μm，丁基黃藥+Y89 用量為（40+10）g/t，起泡劑BK201用量為12 g/t，考察抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉對(duì)浮選指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

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由表5 可知，隨著組合抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量的增大，粗精礦中銅的品位先上升后趨于穩(wěn)定，而鋅的品位逐漸降低，說明組合抑制劑的添加有助于降低銅粗精礦中鋅的含量。當(dāng)組合抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為（1 400+350）g/t 時(shí)，粗精礦中銅的回收率最高且兼顧了銅品位，銅鋅浮選分離效果最佳，因此，確定組合抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為（1 400+350）g/t。

2.1.3 捕收劑用量試驗(yàn)

混合粗精礦進(jìn)行再磨后，礦物解離更加充分，同時(shí)礦物比表面積增大。通常礦物的比表面積越大，浮選過程中礦物表面吸附的藥劑越多，原定的捕收劑用量可能不再滿足再磨產(chǎn)品對(duì)藥劑的需求。因此，固定磨礦產(chǎn)品細(xì)度P80為40 μm，硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為（1 400+350）g/t，起泡劑BK201 用量為12 g/t，考察捕收劑丁基黃藥+Y89 用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

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由表6 可知，隨著組合捕收劑用量的增大，浮選粗精礦的產(chǎn)率逐漸增加后趨于穩(wěn)定，粗精礦中銅、鋅的品位逐漸降低，銅、鋅的回收率逐漸增加。綜合考慮品位和回收率，確定組合捕收劑丁基黃藥+Y89 的用量為（50+10）g/t。

2.2 閉路試驗(yàn)

為對(duì)比粗精礦經(jīng)艾砂磨和傳統(tǒng)球磨再磨后的浮選指標(biāo)，分別進(jìn)行以上2 種磨礦產(chǎn)品的浮選閉路試驗(yàn)。結(jié)合條件試驗(yàn)和全流程開路浮選試驗(yàn)結(jié)果，最終確定了1 粗2 精2 掃的全流程閉路浮選試驗(yàn)流程，具體條件和試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表7，其中艾砂磨和球磨磨礦細(xì)度P80分別為40 μm和41 μm。

由表7可知，混合粗精礦采用艾砂磨機(jī)磨礦，經(jīng)1粗2 精2 掃的全流程閉路浮選試驗(yàn)，可獲得銅品位為26.25%、銅回收率78.07%的銅精礦，鋅的回收率僅為10.54%，較好地分離了銅鋅礦物。球磨機(jī)的磨礦產(chǎn)品在相同的浮選試驗(yàn)條件下，獲得銅品位僅為18.54%、銅回收率為50.04%的銅精礦，2 種磨礦產(chǎn)品浮選所得銅精礦中鋅的回收率則相差不大。說明使用艾砂磨機(jī)對(duì)粗精礦進(jìn)行再磨，能夠在一定程度上提高銅浮選指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)銅礦物最大限度的回收利用，這對(duì)艾砂磨機(jī)在選廠中的實(shí)際應(yīng)用具有一定的推廣借鑒意義。

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2.3 艾砂磨與傳統(tǒng)球磨產(chǎn)品粒度分析

對(duì)艾砂磨與傳統(tǒng)球磨產(chǎn)品粒度進(jìn)行分析，結(jié)果見圖3。

由圖3 可知，選用艾砂磨進(jìn)行磨礦后，磨礦產(chǎn)品的粒度分布集中在+19 μm，易選粒級(jí)占比較高。球磨機(jī)的磨礦產(chǎn)品中19 μm 雖然占比也較高，但10 μm以下的過磨粒級(jí)也較高，這可能會(huì)給后續(xù)的浮選工藝帶來不利的影響。

3 結(jié) 論

（1）某銅礦中主要可回收金屬為銅和鋅，含量分別為2.35%、1.24%；礦石中的銅主要以原生硫化銅的形式存在，占總銅的87.23%，其次為次生硫化銅；鋅主要以硫化鋅的形式存在，占總鋅的94.35%，極少數(shù)以氧化鋅的形式存在；黃鐵礦、黃銅礦和閃鋅礦為主要金屬礦物，石英、絹云母為主要的脈石礦物；礦石中黃銅礦與閃鋅礦嵌布關(guān)系復(fù)雜，嵌布粒度較細(xì)，以微細(xì)粒結(jié)構(gòu)的致密塊狀、浸染狀為主。

（2）混合粗精礦采用艾砂磨機(jī)再磨至磨礦產(chǎn)品細(xì)度P80為40 μm，粗選硫酸鋅和亞硫酸鈉用量為（1 400+350）g/t，丁基黃藥和Y89的用量為（50+10）g/t，BK201 用量為12 g/t，經(jīng)1 粗2 精2 掃全流程閉路浮選試驗(yàn)，最終可獲得銅品位為26.25%、銅回收率78.07%的銅精礦，鋅的回收率僅為10.54%，較好地分離了銅鋅礦物。球磨機(jī)的磨礦產(chǎn)品在相同的浮選試驗(yàn)條件下，獲得銅品位僅為18.54%、銅回收率為50.04%的銅精礦。