某地銅渣礦的選別工藝試驗研究

陳松梅，梁雪峰，吳國富

（煙臺鑫海礦業(yè)研究設計有限公司，山東煙臺 265500）

銅渣礦是回收銅、鐵的主要再生資源，但因銅渣礦雜質(zhì)成分復雜，經(jīng)過高溫后各礦物間共生關(guān)系和嵌布粒度不均勻等特性，采用浮選法回收銅的回收率較低［1，2］。本次試驗銅渣礦為銅渣排放在廢石區(qū)，從資源利用角度，極具有綜合回收利用的價值。試驗主要是對銅渣礦加入活化劑進行預處理，有效地清理物料表面，得到新鮮的物料表面［3］，并且通過添加浮選藥劑進行浮選，活化劑與浮選捕收劑組合作用，提高了銅的回收率。通過試驗方案對比，最終確定浮選＋浮選中礦再磨再選＋磁選工藝流程，并進行工藝技術(shù)條件研究。

1 礦石性質(zhì)

礦石中金屬礦物為赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、銅藍、孔雀石等，脈石礦物有石英、斜長石、白云母、角閃石以及蝕變礦物等。礦石樣品化學多元素分析見表1，銅的物相分析結(jié)果見表2，鐵的物相分析結(jié)果見表3。

表1 原礦化學多元素分析結(jié)果 %

表2 銅物相分析結(jié)果 %

表3 鐵物相分析結(jié)果 %

從礦物學研究結(jié)果可知，原礦中黃銅礦多為樹枝狀、粒狀集合體存在，顆粒多在35～150μm，常常與赤鐵礦伴生，沿著赤鐵礦的邊緣和裂隙分布，在黃銅礦的邊緣和裂隙常有銅藍交代?？兹甘浅Ｒ姷你~的次生礦物，顆粒多在20～80μm，常與斑銅礦、銅藍等一起交代黃銅礦。

從礦物學研究結(jié)果可知，原礦中菱鐵礦多以顆粒集合體的形式存在，呈他形粒狀，粒度粗大，多在150μm以上，常與赤鐵礦、黃銅礦、石英、黏土礦物等伴生，部分菱鐵礦風化成褐鐵礦、針鐵礦，在菱鐵礦的內(nèi)部常包裹著褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦顆粒，在裂隙中有石英等嵌布。

赤鐵礦多為粒狀、網(wǎng)脈狀或者樹枝狀、乳滴狀等集合體存在，粗中粒粒級，粒度范圍在40～200μm，在多數(shù)赤鐵礦的裂隙中常穿插著樹枝狀的黃銅礦，黃銅礦的裂隙常被銅藍交代。

原生＋次生硫化銅相的銅占有率為36.65%，菱鐵＋赤鐵礦相中鐵的占有率為82.14%，礦渣風化程度高，Cu的氧化率為90.50%［4］；呈他形粒狀結(jié)構(gòu)、連生結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、蜂窩狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造，屬于難選氧化礦，本次試驗主要回收Cu，F(xiàn)e綜合回收。

2 試驗研究

根據(jù)礦石工藝礦物學研究結(jié)果和銅、鐵物相分析結(jié)果，銅采用重選、浮選回收，鐵采用磁選回收，Cu的濕法浸出不在本試驗范圍內(nèi)。

2.1 試驗方案的確定

考慮銅渣礦特性可能有顆粒不均勻的自然銅，鐵礦物的比重較大，采用重選工藝可以混合回收，再采用磁選分離后得到鐵精礦和銅精礦。浮選法是回收氧化銅礦的主要方法，強化藥劑制度，來達到提高回收率的目的。因銅礦物嵌布粒度不均勻，采用一段粗磨中礦再磨再選的工藝，可以降低磨礦成本，來達到提高回收率的目的。本次試驗進行了重選＋磁選工藝、重選＋浮選＋磁選、浮選＋浮選中礦再磨再選＋磁選工藝三種選礦方案的對比試驗。原礦磨礦至-0.074 mm占77%，重選采用的搖床，浮選作業(yè)為一粗二掃二精，磁選作業(yè)磁場強度為4 000 Oe，試驗結(jié)果見表4。

表4 選礦工藝對比試驗結(jié)果 %

三種選礦方案對比，重選作業(yè)，沒有得到合格的重選產(chǎn)品，故不選擇重選作業(yè)；浮選作業(yè)和浮選＋浮選中礦再磨再選作業(yè)，對提高銅的回收率有利，故選擇浮選＋浮選中礦再磨再選＋磁選作業(yè)，并進行詳細條件試驗。

2.2 工藝條件試驗

浮選條件試驗原則流程圖如圖1所示。

圖1 浮選條件試驗原則流程圖

2.3 磨礦粒度條件試驗

將原礦均勻縮分出四份，每份1 kg，在不同磨礦細度下分別進行磨礦粒度條件試驗，試驗結(jié)果圖2所示。

圖2 磨礦粒度條件試驗結(jié)果

從磨礦粒度條件試驗結(jié)果可以看出，隨著磨礦粒度提高，浮選精礦Cu的回收率提高，而浮選尾礦銅的回收率隨之降低，粗選磨礦粒度選擇-0.074 mm占96.4%。

2.4 硫化鈉用量試驗

在進行硫化鈉用量試驗時，調(diào)整粗選硫化鈉用量分別為3 kg/t、4 kg/t、5 kg/t、6 kg/t進行條件試驗。試驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 硫化鈉用量試驗結(jié)果

從硫化鈉用量條件試驗結(jié)果可以看出，隨著硫化鈉用量的增加，浮選精礦的產(chǎn)率逐漸升高，銅品位逐漸降低，銅的回收率逐漸增大。綜合考慮硫化鈉用量為6 kg/t。

2.5 DT2K用量試驗

做DT2K用量試驗時，調(diào)整粗選用量分別為100 g/t、200 g/t、250 g/t、300 g/t進行條件試驗。試驗結(jié)果如圖4所示。

圖4 DT2K用量試驗結(jié)果

從DT2K用量條件試驗結(jié)果可以看出，隨著DT2K用量的增加，浮選精礦的產(chǎn)率逐漸升高，銅品位逐漸降低，銅的回收率逐漸增大。綜合考慮其用量為250 g/t。

2.6 捕收劑用量條件試驗

在進行捕收劑用量試驗時，捕收劑采用的是戊基黃藥＋丁銨黑藥＋羥肟酸［5，6］組合，調(diào)整其用量分別為60 g/t＋20 g/t＋20 g/t、90 g/t＋30 g/t＋30 g/t、120 g/t＋40 g/t＋50 g/t進行條件試驗。試驗結(jié)果如圖5所示。

圖5 捕收劑用量試驗結(jié)果

從捕收劑用量條件試驗結(jié)果可以看出，隨著組合劑用量的增加，浮選精礦的產(chǎn)率逐漸升高，銅品位逐漸降低，銅的回收率逐漸增大。綜合考慮其用量為120 g/t＋40 g/t＋50 g/t。

2.7 起泡劑用量試驗

采用Z-200＋2＃油的組合為起泡劑，調(diào)整粗選Z-200＋2＃油用量分別為15 g/t＋0 g/t、30 g/t＋0 g/t、30 g/t＋10 g/t、30 g/t＋15 g/t進行條件試驗。試驗結(jié)果如圖6所示。

圖6 起泡劑用量試驗結(jié)果

從起泡劑用量條件試驗結(jié)果可以看出，隨著其用量的增加，浮選精礦的產(chǎn)率逐漸升高，銅品位逐漸降低，銅的回收率逐漸增大。綜合考慮Z-200＋2＃油用量為30 g/t＋10 g/t。

2.8 浮選條件試驗結(jié)論

根據(jù)以上條件試驗確定的粗選作業(yè)各藥劑最佳用量：硫化鈉為6 kg/t，DT2K為250 g/t，戊基黃藥為120 g/t，丁基黃藥為40 g/t，羥肟酸為50 g/t，Z-200為30 g/t，2＃油為10 g/t。

2.9 浮選中礦制樣試驗

采用以上粗選確定的條件試驗，按圖1流程進行浮選中礦制樣試驗，試驗結(jié)果見表5。

表5 浮選中礦制樣試驗結(jié)果 %

2.10 中礦再磨粒度條件試驗

將中礦均勻縮分出四份，每份1 kg，在不同磨礦細度下分別進行磨礦粒度條件試驗，藥劑條件采用粗選浮選條件，根據(jù)銅品位按比例減量，試驗結(jié)果見圖7。

圖7 中礦再磨粒度條件試驗結(jié)果

從浮選中礦再磨試驗結(jié)果可以看出，隨著磨礦細度的增加，精礦產(chǎn)率降低，品位逐漸升高，回收率逐漸降低；綜合考慮精礦產(chǎn)率和銅品位及回收率，最終選取-0.030 mm 88.1%的再磨細度進行后續(xù)試驗。

3 浮選綜合流程試驗

綜合試驗流程如圖8所示，浮選作業(yè)是根據(jù)以上條件試驗確定的最佳藥劑用量進行的，掃選作業(yè)只增加捕收劑和起泡劑，用量為粗選用量的三分之一。試驗結(jié)果見表6。

表6 浮選綜合流程試驗結(jié)果 %

原礦一段磨礦細度為-0.074 mm 含量占96.40%，可以得到產(chǎn)率為4.05%、Cu品位為20.31%的精礦1，其中Cu回收率為38.46%；再磨細度-0.030 mm占88.10%時，得到產(chǎn)率為4.46%、Cu品位為11.89%的精礦2，其中Cu回收率為24.79%；精礦1＋精礦2產(chǎn)率為8.51%，Cu品位為15.91%，Cu回收率為63.27%。其中銀的品位為188.68 g/t，銀的回收率為56.77%。

4 浮選尾礦磁選回收鐵試驗

浮選尾礦磁選試驗結(jié)果見表7，磁選精礦多元素分析結(jié)果見表8。

表8 磁選精礦多元素分析結(jié)果 %

尾礦1經(jīng)過磁選得到產(chǎn)率為45.47%的磁選精礦，其中 TFe品位為44.14%，TFe回收率為51.24%；尾礦2經(jīng)過磁選后得到產(chǎn)率為34.97%的磁選精礦，其中TFe品位為47.88%，TFe回收率為41.77%；磁選試驗沒有得到合格的鐵精礦。從磁選精礦多元素分析結(jié)果可知，尾礦1和尾礦2得到的精礦中Si、Al的含量較高，分析其原因是該原礦是冶煉得到的爐渣，菱鐵礦、赤鐵礦常與黃銅礦、石英、黏土礦物等伴生，在石英裂隙充填，該冶煉工藝導致該原礦鐵精礦中TFe品位很難提高到50%以上。

5 結(jié) 論

1.原礦中Cu品位為2.21%，TFe品位為39.36%，Cu、TFe為可回收元素。原生＋次生硫化銅相的銅占有率為36.65%，菱鐵＋赤鐵礦相中鐵的占有率為82.14%，因銅礦物與赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等關(guān)系較為親密和銅礦物粒度分布不均勻，該銅渣礦屬于難選礦石。

2.浮選＋浮選中礦再磨再選工藝回收銅：精礦1產(chǎn)率為4.05%，Cu品位為20.31%，Cu的回收率為38.46%；精礦2產(chǎn)率為4.46%，Cu品位為11.89%，Cu回收率為24.79%；精礦1＋精礦2產(chǎn)率為8.51%，Cu 品位為15.91%，Cu 回收率為63.27%。強化浮選藥劑磨礦，增加浮選中礦再磨再選，銅的回收率從38.46%提高到63.27%。

3.浮選尾礦磁選回收鐵僅取得TFe品位＞45%以上的鐵精礦，從鐵精礦的粒度分析結(jié)果和多元素分析結(jié)果可知，分析其原因是鐵礦物嵌布細度微細，在各粒級分布較均勻，其雜質(zhì)元素Si、Al、Ca等與TFe元素類質(zhì)同象分布，導致鐵精礦的TFe的品位無法提高。浮選尾礦采用磁選工藝沒有得到合格的鐵產(chǎn)品。