新型捕收劑浮選山東某伴生銅礦試驗(yàn)研究①

張立剛， 歐陽(yáng)崇鐘， 李文風(fēng)

（長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410012）

山東某大型鐵礦生產(chǎn)企業(yè)的主產(chǎn)品為鐵精礦，伴生回收銅精礦，銅回收一直采用浮選工藝，使用常規(guī)捕收劑丁基黃藥，存在尾水中黃原酸根離子向尾礦壩外滲透的問(wèn)題。 近年來(lái)隨著國(guó)家環(huán)保要求日益嚴(yán)格，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中三類地表水水質(zhì)要求黃原酸根離子含量不能超過(guò)0.005 mg/L［1］，而該鐵礦尾礦壩周邊地下水黃原酸根離子含量達(dá)到了0.02 mg/L，超過(guò)國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)，由此造成銅浮選生產(chǎn)被迫關(guān)停，經(jīng)濟(jì)損失巨大。 本文針對(duì)該問(wèn)題開(kāi)展了新型銅浮選捕收劑開(kāi)發(fā)工作，旨在確保尾礦壩周邊地下水達(dá)標(biāo)情況下，進(jìn)一步提高銅精礦品位及回收率。

1 試驗(yàn)樣品、試驗(yàn)方法及試劑

1.1 試驗(yàn)樣品

選礦廠現(xiàn)場(chǎng)銅浮選給礦為一段強(qiáng)磁選精礦，先經(jīng)選銅作業(yè)，銅浮選尾礦進(jìn)入后續(xù)選鐵作業(yè)。 銅浮選給礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 銅浮選給礦化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

表2 銅浮選給礦銅物相分析結(jié)果

鏡下觀察結(jié)果表明，礦樣中銅礦物主要是自然銅，其次含有少量輝銅礦、銅藍(lán)和斑銅礦次生硫化銅礦物，偶見(jiàn)黃銅礦細(xì)小殘余包裹在其他銅礦物中。 脈石礦物主要有角閃石、輝石、長(zhǎng)石、綠泥石、方解石等。

對(duì)銅浮選給礦進(jìn)行了粒度篩析試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。篩析結(jié)果表明，銅、鐵在各粒級(jí)中分布均勻。 為避免后續(xù)選鐵作業(yè)過(guò)粉碎，選銅作業(yè)無(wú)需磨礦，可直接進(jìn)行銅浮選。

1.2 試驗(yàn)方法及試劑

考慮到氧化銅浮選難度較大［2］以及伴生回收銅的原因，重點(diǎn)回收自然銅和硫化銅。 試驗(yàn)原則流程見(jiàn)圖1。 試驗(yàn)中使用的藥劑丁基黃藥、丁銨黑藥、Y89、Z200、2 號(hào)油均為工業(yè)品級(jí)，捕收劑CYC-20 為長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司自主研發(fā)的一種新型銅浮選捕收劑，屬于高級(jí)硫醇類，外觀呈淡黃色或深色油狀，帶芳香氣味。

圖1 試驗(yàn)原則流程

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 捕收劑種類試驗(yàn)

常用的銅浮選捕收劑主要有黃藥、黑藥、硫氨酯等［3－6］。 為考察新型捕收劑CYC-20 的浮選效果，按照?qǐng)D1 所示流程，在起泡劑2 號(hào)油用量30 g/t 條件下，進(jìn)行了常規(guī)捕收劑丁基黃藥、丁銨黑藥、Y89、Z200 以及新型捕收劑CYC-20 的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。 結(jié)果表明，CYC-20 捕收性能和選擇性更好。 綜合考慮精礦品位及回收率，選擇CYC-20 作為銅捕收劑進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

表4 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

2.2 捕收劑用量試驗(yàn)

按照?qǐng)D1 所示流程，在起泡劑2 號(hào)油用量30 g/t條件下，進(jìn)行了捕收劑CYC-20 用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果表明，隨著CYC-20 用量增加，浮選精礦產(chǎn)率和回收率逐漸增加、精礦銅品位逐漸降低，當(dāng)CYC-20 用量達(dá)到100 g/t 時(shí)，繼續(xù)增加CYC-20 用量，精礦銅回收率變化不大。 捕收劑CYC-20 的適宜用量為100 g/t。

表5 捕收劑CYC-20 用量試驗(yàn)結(jié)果

2.3 起泡劑用量試驗(yàn)

按照?qǐng)D1 所示流程，在捕收劑CYC-20 用量100 g/t條件下，進(jìn)行了起泡劑2 號(hào)油用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。結(jié)果表明，起泡劑用量對(duì)銅浮選精礦產(chǎn)率影響較大，當(dāng)2 號(hào)油用量從10 g/t 增加到30 g/t 時(shí)，浮選精礦產(chǎn)率從1.74%提高到7.50%，銅品位從5.80%降低到1.22%，銅回收率變化不明顯，浮選尾礦銅品位基本保持在0.045%左右，說(shuō)明起泡劑用量過(guò)多時(shí)藥劑選擇性變差［7］。 綜合考慮精礦品位及回收率，起泡劑2 號(hào)油適宜用量為20 g/t。

表6 起泡劑2 號(hào)油用量試驗(yàn)結(jié)果

2.4 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了一次粗選、二次精選、一次掃選，中礦依次順序返回的閉路流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，結(jié)果見(jiàn)表7。

圖2 閉路試驗(yàn)流程

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果

2.5 工業(yè)試驗(yàn)

為進(jìn)一步驗(yàn)證捕收劑CYC-20 的應(yīng)用效果，同時(shí)考察新藥劑應(yīng)用后尾礦水質(zhì)的變化，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表8。 整個(gè)工業(yè)試驗(yàn)期間，尾礦水中沒(méi)有檢測(cè)出黃原酸根離子，硫化物濃度0.017 ～0.049 mg/L，遠(yuǎn)低于國(guó)家三級(jí)飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中黃原酸根離子濃度低于0.005 mg/L 和硫化物濃度低于0.2 mg/L 的要求。試驗(yàn)結(jié)果表明，新型銅浮選捕收劑CYC-20 不僅沒(méi)有引入黃原酸根離子，而且未引起新的水質(zhì)污染問(wèn)題，綠色環(huán)保，具有較好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

表8 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 論

1） 新型銅浮選捕收劑CYC-20 較常規(guī)捕收劑丁基黃藥具有捕收性能強(qiáng)、選擇性好、無(wú)異味的優(yōu)點(diǎn)，浮選指標(biāo)更優(yōu)，具有良好的應(yīng)用前景。

2） 采用CYC-20 作為銅浮選捕收劑，試驗(yàn)室一粗二精一掃閉路試驗(yàn)獲得了銅品位17.20%、回收率66.37%的銅精礦指標(biāo)，工業(yè)試驗(yàn)獲得了銅精礦銅品位20.33%、回收率73.03%的優(yōu)良指標(biāo)，且尾礦水中沒(méi)有檢測(cè)出黃原酸根離子，證明CYC-20 綠色環(huán)保，是一種優(yōu)良的銅捕收劑。