福建某低品位銅鉬多金屬礦選礦工藝研究

楊秀水

（連城紫金礦業(yè)有限公司，福建 龍巖 364000）

銅鉬多金屬礦作為一種重要的含鉬資源，相比于單一的鉬礦床，其具有原礦品位低、伴生成分種類和伴生關(guān)系復(fù)雜、且多賦存于斑巖型礦床等特點(diǎn)［1］。低品位銅鉬多金屬礦不僅原礦有價(jià)元素含量低，同時(shí)在選礦回收過程中分選分離難度大，致使此類型的礦山資源綜合利用率較低［2］。福建某銅鉬礦區(qū)產(chǎn)出的銅鉬多金屬礦石含Cu 0.16%、Mo 0.051%，為有效提高福建某低品位銅鉬多金屬礦選礦綜合回收率，本文從工藝礦物學(xué)研究著手，從原礦性質(zhì)上分析該銅鉬礦中不同目的礦物共伴生關(guān)系，通過原礦分析可知，該銅鉬礦礦石呈現(xiàn)細(xì)脈及浸染狀構(gòu)造，且鏡下輝鉬礦多與黃銅礦毗連嵌生，兩者互有微細(xì)粒包裹現(xiàn)象，不利于銅鉬分離，所以開展了系統(tǒng)的選礦工藝研究，通過工藝流程的優(yōu)化和浮選藥劑種類、用量的優(yōu)化，確定了最優(yōu)的選礦工藝。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及礦物組成

對(duì)該銅鉬礦代表性樣品進(jìn)行化學(xué)多元素分析，得出其化學(xué)成分見表1。

表1 化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

由表1可知，該銅鉬多金屬礦主要化學(xué)成分為SiO2，占66.54%，也是造巖礦物的主要成分，目的元素為Cu、Mo，含量分別為0.16%、0.051%，其它金屬元素Pb、Zn含量極微，沒有綜合回收價(jià)值。通過鏡下檢測(cè)、XRD分析結(jié)合多元素定量分析結(jié)果綜合查明，原礦礦石中主要的金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦、輝鉬礦等；并可見少量或微量的斑銅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、金紅石等斑。脈石礦物主要為硅酸鹽及硅鋁酸鹽類礦物，包括石英、鉀長石、白云石，并含有少量或微量的角閃石、簾石、黑云母、高嶺石、電氣石、磷灰石等。礦石中主要礦物及其相對(duì)含量見表2。

表2 原礦主要礦物組成 %

1.2 銅鉬元素賦存狀態(tài)

由表1可知，該銅鉬礦主要目的元素為Cu、Mo，對(duì)Cu、Mo進(jìn)行物相分析，得出礦石中銅鉬元素的賦存狀態(tài)見表3。

表3 礦樣中銅鉬物相分析結(jié)果 %

由表3結(jié)果可看出，Cu、Mo主要以硫化物形式賦存，其中原生硫化銅主要為黃銅礦，占總銅分布率的90.51%，硫化鉬主要為輝鉬礦，占總鉬的94.12%，Cu、Mo氧化率較低，氧化銅、氧化物礦物含量極少。

1.3 主要目的礦物的嵌布特征

通過偏光顯微鏡鏡下分析該低品位銅鉬多金屬礦目的礦物的微觀形貌，其代表性樣品鏡下形態(tài)如圖1所示?？煽闯龅V石中的黃銅礦主要以不規(guī)則狀形式嵌布于脈石礦物中，粒度不均勻，并有部分黃銅礦與輝鉬礦毗連嵌生（如圖1a所示），粒度主要集中在0.01～0.10 mm和0.2～1.2 mm之間，同時(shí)較粗粒級(jí)的黃銅礦內(nèi)部多有黃鐵礦、輝鉬礦細(xì)粒包裹（如圖1b所示），輝鉬礦呈葉片狀，少量為他形粒狀，主要以細(xì)脈狀形式嵌布于石英、絹云母等脈石礦物粒間（如圖1c所示），嵌布粒度較細(xì)，通常在0.002～0.020 mm之間，部分輝鉬礦中包裹極細(xì)的黃銅礦（如圖1d所示）。

圖1 黃銅礦（Ccp）、輝鉬礦（Mot）的微觀形貌

2 試驗(yàn)研究及結(jié)果討論

2.1 原則工藝流程的確定

由工藝礦物學(xué)分析結(jié)果可知，該低品位銅鉬多金屬礦礦石中可回收的目的元素Cu的品位為0.16%，Mo的品位為0.051%，其主要賦存于黃銅礦和輝鉬礦之中，對(duì)于這種氧化率較低的低品位銅鉬礦，多采用硫化礦混浮工藝，將硫化礦從大量的脈石礦物中分離出來，得到銅鉬硫混合精礦，再根據(jù)可浮性的差異性，通過礦漿調(diào)整劑及抑制劑的組合不同礦物分離［3］，同時(shí)，由圖1分析結(jié)果可看出，該銅鉬多金屬礦普遍存在的復(fù)雜嵌生、連生、相互包裹的關(guān)系［4］，所以需要對(duì)硫化礦混浮精礦進(jìn)行再磨處理，增大不同礦物的解離度，然后抑硫浮選銅鉬，再進(jìn)行銅鉬分離［5］。擬采用的原則流程如圖2所示。

2.2 銅鉬硫混浮

2.2.1 粗選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

圖2 選礦原則工藝流程

由于該銅鉬多金屬礦硫化礦礦物含量較低，所以可通過硫化礦混浮工藝將大部分的脈石礦石拋棄，得到一個(gè)以黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦為主的硫化混合精礦，考慮到混合精礦需要再磨再選作業(yè)，在混浮粗選過程中不需要將所有的目的礦物完全解離，所以進(jìn)行了硫化礦混合浮選粗選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，細(xì)度條件試驗(yàn)流程如圖3所示，磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示?？煽闯?，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦產(chǎn)品（鉬銅硫粗精礦和掃選精礦）中的Mo、Cu的回收率逐步增加，尾礦中的Mo、Cu的品位逐步降低，綜合考慮磨礦成本和擬定的原則工藝流程，硫化礦混浮粗選適宜的磨礦細(xì)度為-74μm占72%。

圖3 粗選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)流程

圖4 粗選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 硫化礦混浮閉路試驗(yàn)

由圖3及圖4結(jié)果可看出，在粗選磨礦細(xì)度為-74μm占72%的條件下，粗選使用碳酸鈉調(diào)漿后，使用煤油+丁黃藥作為銅鉬硫礦物的組合捕收劑，在合適的用量條件下，混合粗精礦中Cu、Mo品位可達(dá)到0.45%、1.44%，Cu、Mo回收率可達(dá)到94%左右，可實(shí)現(xiàn)大部分的黃銅礦、輝鉬礦、銅-硫、鉬-硫礦物的綜合回收，銅-鉬-硫混合浮選閉路試驗(yàn)流程如圖5所示，所得結(jié)果見表4。由表4結(jié)果可知，混浮精礦含Mo 1.90%、Cu 5.95%，混浮精礦中Mo回收率為88.70%、Cu回收率為90.77%，綜合回收率較高。

圖5 銅鉬硫混浮閉路試驗(yàn)流程

表4 銅鉬硫混浮閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

2.3 銅鉬與硫分離

結(jié)合礦石性質(zhì)分析，該低品位銅鉬多金屬礦不同目的礦物間共生、嵌生關(guān)系復(fù)雜，存在著相互毗連和微細(xì)粒包裹的結(jié)構(gòu)，直接進(jìn)行浮選分離作業(yè)不僅分離作業(yè)回收率較低，產(chǎn)出的鉬、銅精礦互含夾雜高，進(jìn)而影響到精礦產(chǎn)品的價(jià)值，同時(shí)對(duì)圖5產(chǎn)出的混合精礦進(jìn)行篩析和鏡下分析，整體粒度為-39μm占53%，+39μm部分黃銅礦、輝鉬礦解離度為40%左右，所以需要對(duì)圖5產(chǎn)出的混浮精礦進(jìn)行再磨再選作業(yè)，再磨細(xì)度條件試驗(yàn)流程如圖6所示，所得結(jié)果如圖7所示。

圖6 混浮精礦再磨細(xì)度條件試驗(yàn)流程

圖7 混浮精礦再磨細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

由圖7結(jié)果可看出，通過對(duì)混浮精礦進(jìn)行再磨，可顯著提高銅鉬精礦中的Cu、Mo作業(yè)回收率，同時(shí)銅鉬精礦中的Cu、Mo品位下降幅度較小，表明有大量的S-Cu、Mo-S連生體可通過再磨作業(yè)實(shí)現(xiàn)單體解離［6］，解離后的黃鐵礦單體在石灰的抑制作用下進(jìn)入至硫精礦中，當(dāng)再磨細(xì)度為-39μm占70%時(shí)，銅鉬精礦中的銅、鉬金屬作業(yè)回收率接近峰值，再增大再磨細(xì)度對(duì)選礦指標(biāo)影響較小，所以最適的再磨細(xì)度為-39μm占70%。

2.4 銅鉬分離

再磨細(xì)度為-39μm占70%條件下產(chǎn)出的銅鉬精礦含Mo 3.79%、Cu 12.93%，銅鉬精礦作為銅鉬分離的給礦進(jìn)行銅鉬分離，由分析可知，銅鉬精礦銅高鉬低，結(jié)合選礦“抑多浮少”和“抑難浮易”的原則［7］，銅鉬分離采用抑制黃銅礦、浮選輝鉬礦的工藝是合理、成熟的，當(dāng)前黃銅礦的抑制劑主要有糊精、改性淀粉、殼聚糖、氰化物、巰基乙酸等［8］，本試驗(yàn)進(jìn)行了銅鉬分離抑制劑條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖8所示，所得結(jié)果見表5。

圖8 銅鉬分離抑制劑條件試驗(yàn)流程

表5 銅鉬分離抑制劑條件試驗(yàn)結(jié)果

由表5結(jié)果可看出，單獨(dú)使用硫化鈉、巰基乙酸作為銅鉬分離抑制劑時(shí)，在用量分別為3 000 g/t、100 g/t條件下鉬粗精礦中Mo作業(yè)回收率較低，表明該用量條件下硫化鈉、巰基乙酸對(duì)鉬有一定的抑制效果，同時(shí)含Cu品位較高，而使用Na2S+巰基乙酸組合使用條件下，在較低用量時(shí)，分離所得鉬粗精礦中Mo作業(yè)回收率較高，同時(shí)Cu損失率低，所以銅鉬分離最適抑制劑種類為Na2S+巰基乙酸，用量為1 000 g/t+60 g/t。

2.5 全流程閉路試驗(yàn)

在已有的條件試驗(yàn)結(jié)果上進(jìn)行了銅鉬硫混合浮選—混浮精礦再磨—銅鉬與硫分離—抑銅浮鉬分離的全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖9所示，所得指標(biāo)見表6。

圖9 全流程閉路試驗(yàn)流程

表6 全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表6可知，采用如圖9所示的選礦工藝處理福建某低品位銅鉬多金屬礦，在原礦含Mo 0.051%、Cu 0.16%的條件下，可依次得到鉬精礦、銅精礦、硫精礦三個(gè)產(chǎn)品，鉬精礦含Mo 45.12%、Cu 0.51%，鉬精礦中Mo回收率80.26%，銅精礦含Mo 0.31%、Cu 22.51%，銅精礦中Cu回收率87.03%，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該銅鉬礦中金屬資源的綜合回收。

3 結(jié) 論

1.福建某銅鉬硫多金屬礦礦石含Mo 0.051%、Cu 0.16%，達(dá)到了工業(yè)回收的標(biāo)準(zhǔn)，通過工藝礦物學(xué)分析可知，該銅鉬多金屬礦石中Cu、Mo金屬主要賦存于黃銅礦、輝鉬礦中，且兩種目的礦物嵌布粒度不均勻，存在著相互毗連嵌生、微細(xì)粒包裹的連生關(guān)系，不利于合格的銅鉬精礦產(chǎn)品的產(chǎn)出，選礦處理難度較大。

2.結(jié)合工藝礦物學(xué)研究結(jié)果和銅鉬礦浮選的經(jīng)驗(yàn)，擬定了硫化礦混合浮選—混合精礦再磨—銅鉬與硫分離—銅鉬分離的工藝流程，可實(shí)現(xiàn)對(duì)該低品位銅鉬多金屬礦的Cu、Mo、S資源的綜合回收。

3.通過流程結(jié)構(gòu)及藥劑制度的優(yōu)化，全流程閉路浮選試驗(yàn)可依次得到鉬精礦、銅精礦、硫精礦三個(gè)產(chǎn)品，其中鉬精礦含Mo 45.12%、Cu 0.51%，鉬精礦中Mo回收率 80.26%，銅精礦含 Mo 0.31%、Cu 22.51%，銅精礦中Cu回收率87.03%，硫精礦含S 36.45%，硫精礦中S回收率64.77%。