大山選礦廠提高銅、鉬回收率工業(yè)試驗(yàn)研究

劉日新，曾 明，陳建文

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

隨著我國(guó)銅礦資源的日趨緊張，各大礦山加強(qiáng)對(duì)資源的回收利用，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益已勢(shì)在必行。大山選礦廠目前生產(chǎn)能力9.2萬(wàn)t/天，其中常規(guī)碎磨流程處理量6.95萬(wàn)t/天，半自磨系統(tǒng)日處理礦量2.25萬(wàn)t。大山選礦廠銅鉬浮選包括粗選和精選兩段作業(yè)，粗選段分三個(gè)系列，一系列和二系列處理常規(guī)磨礦產(chǎn)品，三系列處理半自磨產(chǎn)品。精選段是一個(gè)大的浮選系統(tǒng)，分一步精選、二步精選和再磨系統(tǒng)［1］。為進(jìn)一步提高大山選礦廠銅、鉬回收率，選廠與礦冶科技集團(tuán)有限公司開(kāi)展分質(zhì)粗選-合并精選小型試驗(yàn)研究。在小型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大山選礦廠開(kāi)展了工業(yè)試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝條件、藥劑制度的優(yōu)化，最終達(dá)到提高大山選高礦廠生產(chǎn)指標(biāo)的目的。本論文以大山選礦廠三系列（160m3系統(tǒng)）為研究對(duì)象。

2 原礦性質(zhì)

2.1 礦石性質(zhì)

對(duì)三系列（160m3系統(tǒng)）礦石進(jìn)行了多元素分析，結(jié)果見(jiàn)表1，銅、鉬礦石化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表 2和 3。

表1 礦石多元素分析 %

從表1中可以看出，該礦石中Cu的品位為0.49%，Mo的品位為0.040%，S的含量為1.55%，貴金屬Au、Ag的含量分別為0.065g/t和2.16g/t，其他可綜合利用的有價(jià)元素含量均較低。礦石中的銅、鉬均以硫化物的形式產(chǎn)出。礦樣中銅礦物絕大部分為黃銅礦，偶見(jiàn)黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)；鉬礦物為輝鉬礦；其它金屬礦物主要為黃鐵礦，少量金紅石、赤鐵礦、磁鐵礦，偶見(jiàn)鈦鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦等。脈石礦物主要為石英和鉀長(zhǎng)石，其次為絹云母、鈉長(zhǎng)石、綠泥石，少量方解石、白云石、磷灰石，微量透閃石、重晶石等［2］。

2.2 物相分析

從表2表3化學(xué)物相分析結(jié)果可以看出，本次試驗(yàn)礦樣屬硫化銅鉬礦，其中硫化銅含量占總銅的98.36%，硫化鉬含量占總鉬的99.10%。

表2 銅的化學(xué)物相分析結(jié)果 %

表3 鉬的化學(xué)物相分析結(jié)果 %

3 實(shí)驗(yàn)室結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)室條件優(yōu)化的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步驗(yàn)證優(yōu)化后的藥劑制度是否適用現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)樣，在德興銅礦大山選廠現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展驗(yàn)證試驗(yàn)。驗(yàn)證試驗(yàn)取現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)礦漿，包括常規(guī)球磨系統(tǒng)溢流（浮選給礦）以及半自磨系統(tǒng)溢流（浮選給礦）進(jìn)行藥劑用量、精選條件試驗(yàn)，并對(duì)半自磨系統(tǒng)溢流和球磨系統(tǒng)溢流分別進(jìn)行了精選和兩種系統(tǒng)溢流的粗精礦合并精選，由實(shí)際合并精選對(duì)比可知，合并精選銅、鉬回收率均較高，可見(jiàn)合并精選有利于提高銅、鉬回收率［3］。最終確定采用分質(zhì)粗選-合并精選工藝流程；藥劑制度為抑制劑：石灰、水玻璃，捕收劑：AP、BK204、丁黃藥，起泡劑：丁基醚醇［4］?，F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證試驗(yàn)閉路試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4、實(shí)驗(yàn)室小型閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證試驗(yàn)閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

表5 實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

從表5中試驗(yàn)結(jié)果可以看出，與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝閉路試驗(yàn)結(jié)果（表4）相比，總銅精礦銅品位變化不大，銅回收率從85.62%提高至86.44%，鉬回收率從72.47%提高到75%。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果顯示，鉬礦物在快速浮選時(shí)富集較大，但現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)時(shí)快速浮選作業(yè)鉬精選富集效果不顯著，導(dǎo)致銅精礦1中的鉬含量較低，由于石灰用量較大，大量的鉬被抑制進(jìn)入到二步分離作業(yè)，對(duì)鉬綜合回收率有不利影響［5］。

4 工業(yè)試驗(yàn)

4.1 藥劑優(yōu)化

為了進(jìn)一步提高銅、鉬回收率，在實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行了輔助捕收劑和鉬調(diào)整劑試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)在混合浮選時(shí)添加適量的捕收劑BK404B，有利于銅回收率的提高；同時(shí)，在一步精選作業(yè)，添加適量的水玻璃，有利于鉬回收率的提高?，F(xiàn)場(chǎng)已有藥劑AP、BK204、石灰、丁黃藥等按照現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)要求，正常維持，工業(yè)試驗(yàn)期間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況酌情調(diào)整。新增加藥劑水玻璃加入一步精選作業(yè)，用量控制在100~200g/t；新增加捕收劑BK404B加入粗選II和掃選II作業(yè)，用量控制在5~10g/t；具體藥劑制度在工業(yè)試驗(yàn)期間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況酌情調(diào)整。

4.2 工藝流程優(yōu)化

在藥劑制度優(yōu)化的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)掃選作業(yè)中、粗顆粒以黃銅礦為主的貧連生體的回收，實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行了對(duì)掃選II的泡沫進(jìn)行選擇性再磨試驗(yàn)，即將掃選II的泡沫并入再磨，改善黃銅礦的解離情況，實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)將掃選II泡沫并入再磨，最終總銅精礦銅品位變化不顯著。

4.3 工業(yè)試驗(yàn)流程與藥劑制度

工業(yè)試驗(yàn)期間現(xiàn)場(chǎng)主要控制一段粗選pH值在9.0~9.5之間；一段球磨給礦保持穩(wěn)定，給礦中-5mm含量不低于50%，球磨磨礦細(xì)度控制在65%~0.074mm左右；二段再磨細(xì)度≥80%~0.043mm，再磨后銅精選pH值≥12。經(jīng)優(yōu)化后，最終工業(yè)試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

圖1 試驗(yàn)工藝流程

工業(yè)試驗(yàn)期間藥劑制度見(jiàn)表6。

表6 工業(yè)試驗(yàn)藥劑制度

4.4 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

工業(yè)試驗(yàn)以試驗(yàn)前一個(gè)月的累計(jì)生產(chǎn)報(bào)表結(jié)果作為基礎(chǔ)指標(biāo)，160m3浮選系統(tǒng)銅累計(jì)指標(biāo)、全廠銅綜合累計(jì)指標(biāo)、全廠鉬綜合累計(jì)指標(biāo)結(jié)果對(duì)比分別見(jiàn)表7、表8和表9。

表7 160m3浮選系統(tǒng) Cu 累計(jì)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果 %

表8 大山選礦廠全廠Cu綜合累計(jì)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果 %

表9 大山選礦廠 Mo 累計(jì)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果%

由表7、表8、表9可知，工業(yè)試驗(yàn)前一個(gè)月大山選礦廠正常生產(chǎn)期間生產(chǎn)指標(biāo)為：銅精礦銅品位24.84%，銅精選段作業(yè)回收率98.19%，160m3浮選系統(tǒng)銅回收率87.78%，全廠銅綜合回收率85.98%，全廠鉬綜合回收率60.01%。工業(yè)試驗(yàn)穩(wěn)定期取得生產(chǎn)指標(biāo)為：銅精礦銅品位24.24%，銅精選段作業(yè)回收率98.26%，相比較工業(yè)試驗(yàn)之前正常生產(chǎn)一個(gè)月變化均不明顯。160m3浮選系統(tǒng)銅回收率88.20%，相比較工業(yè)試驗(yàn)之前正常生產(chǎn)一個(gè)月銅回收率提高了0.42個(gè)百分點(diǎn)。大山選礦廠鉬綜合回收率為65.37%，相比較工業(yè)試驗(yàn)之前正常生產(chǎn)一個(gè)月的累計(jì)指標(biāo)鉬綜合回收率提高了5.36個(gè)百分點(diǎn)。

此次工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)結(jié)果相比較，總銅精礦品位相差不大，銅、鉬回收率低于實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)結(jié)果，分析原因可能在于：現(xiàn)場(chǎng)的磨礦細(xì)度相對(duì)較粗，尤其是球磨系統(tǒng)，磨礦細(xì)度在61%左右。流程考查結(jié)果顯示，二步分離作業(yè)鉬循環(huán)量較大，導(dǎo)致鉬上浮效果相對(duì)較差［6］。

5 產(chǎn)品分析

通過(guò)MLA以及偏光顯微鏡檢測(cè)對(duì)工業(yè)試驗(yàn)得到的銅精礦和尾礦進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)品分析［7］。

5.1 銅精礦

銅精礦MLA鏡下檢查如圖2、圖3所示。

圖2 銅精礦Ι

圖3 銅精礦II

由圖2可知，銅精礦Ι中輝鉬礦主要是以細(xì)粒片狀單體的形式產(chǎn)出，少部分與黃銅礦組成連生體的形式產(chǎn)出，見(jiàn)圖2（a）；黃銅礦主要是以單體的形式產(chǎn)出，未能解離的黃銅礦主要是與黃鐵礦組成連生體的形式產(chǎn)出，少量黃銅礦與白云母及石英組成連生體的形式產(chǎn)出，見(jiàn)圖2（b）；黃鐵礦解離度低于黃銅礦，多未能解離的黃鐵礦主要是與黃銅礦連生，見(jiàn)圖2（c）。從產(chǎn)品中主要礦物的產(chǎn)出特征來(lái)看：脈石礦物主要以細(xì)粒單體的形式富集在銅精礦Ι中，總的來(lái)看單體脈石礦物和黃鐵礦的富集是影響銅精礦品位的主要原因；輝鉬礦多以單體形式產(chǎn)出，輝鉬礦極少與黃銅礦連生，滿足銅鉬深度分離的礦物單體解離要求。

由圖3可知，銅精礦II中輝鉬礦主要是以細(xì)粒片狀單體的形式產(chǎn)出，極少部分與黃銅礦組成連生體的形式產(chǎn)出見(jiàn)圖3（a）；黃銅礦主要是以單體的形式產(chǎn)出，未能解離的黃銅礦主要是與黃鐵礦、白云母及石英組成連生體的形式產(chǎn)出，見(jiàn)圖3（b）；未能解離的黃鐵礦主要是與黃銅礦連生，見(jiàn)圖3（c）。從產(chǎn)品中主要礦物的產(chǎn)出特征來(lái)看：脈石礦物主要是以連生體的形式富集在銅精礦2中，其次是以細(xì)粒單體的形式產(chǎn)出；而黃銅礦和黃鐵礦的解離度都不高， 不利于生產(chǎn)高品位的銅精礦；輝鉬礦多以單體的形式產(chǎn)出，極少與黃銅礦連生，自此產(chǎn)品中進(jìn)一步富集輝鉬礦相對(duì)較為容易。

5.2 尾礦

工業(yè)試驗(yàn)尾礦產(chǎn)品分析如圖4、圖5所示。

圖4 二步掃II尾礦

圖5 掃II尾礦

由圖4可知，產(chǎn)品中輝鉬礦的含量比較低，偶爾可見(jiàn)輝鉬礦以微細(xì)粒片狀單體的形式產(chǎn)出；黃銅礦主要是以連生體的形式與石英、白云母緊密連生，見(jiàn)圖4（a）（b）；從產(chǎn)品中主要礦物的產(chǎn)出特征來(lái)看：鉬主要是以微細(xì)粒輝鉬礦貧連生體的形式產(chǎn)出、偶有呈微細(xì)粒單體的形式產(chǎn)出，見(jiàn)圖4（c）（d）；銅主要是以黃銅礦的形式賦存，多數(shù)黃銅礦與脈石礦物組成貧連生體的形式產(chǎn)出，黃銅礦難以充分單體解離，回收價(jià)值不大。

產(chǎn)品中可觀察到的黃銅礦主要是以微細(xì)粒包裹體或貧連生體的形式與脈石礦物連生，這部分黃銅礦已不能選礦回收，屬于正常損失，見(jiàn)圖5（a）（b）；輝鉬礦主要以脈石包裹體及貧連生體的形式產(chǎn)出，見(jiàn)圖5（c）（d）。從產(chǎn)品中產(chǎn)出特征來(lái)看，有價(jià)金屬礦物少、粒度細(xì)且多以包裹體及貧連生體的形式產(chǎn)出，表明浮選過(guò)程中絕大多數(shù)金屬硫化物得到了高效回收。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)新增加藥劑水玻璃加入一步精選作業(yè)，用量在100~200g/t；新增加捕收劑BK404B加入粗選II和掃選II作業(yè)，用量控制在5~10g/t；160m3浮選系統(tǒng)銅回收率88.20%，相比較工業(yè)試驗(yàn)之前正常生產(chǎn)一個(gè)月銅回收率提高了0.42個(gè)百分點(diǎn)。大山選礦廠鉬綜合回收率為65.37%，相比較工業(yè)試驗(yàn)之前正常生產(chǎn)一個(gè)月的累計(jì)指標(biāo)鉬綜合回收率提高了5.36個(gè)百分點(diǎn)。

銅精礦產(chǎn)品分析可知，輝鉬礦多以單體形式產(chǎn)出，且輝鉬礦極少與黃銅礦連生，從銅精礦中進(jìn)一步富集輝鉬礦相對(duì)較為容易；而由于黃銅礦和黃鐵礦的解離度都不高，不利于生產(chǎn)高品位的銅精礦。經(jīng)過(guò)尾礦產(chǎn)品分析可知，尾礦中有價(jià)金屬礦物少、粒度細(xì)且多以包裹體及貧連生體的形式產(chǎn)出，黃銅礦難以充分單體解離，表明浮選過(guò)程中絕大多數(shù)金屬硫化物得到了高效回收。