某尾礦銅硫資源回收利用試驗(yàn)研究*

路永森 張 浩

（1.山東六邦實(shí)業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

我國工業(yè)的發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展都離不開礦產(chǎn)資源［1］。根據(jù)我國相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，2021 年我國采選產(chǎn)生的尾礦量高達(dá)5 萬億t，其中鐵礦尾礦占比最多。尾礦的大量堆存對(duì)環(huán)境造成了不可估量的破壞，而且多數(shù)尾礦中仍存在大量的可回收利用資源，借助現(xiàn)代技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大量尾礦的回收再利用［2-4］。因此，對(duì)尾礦進(jìn)行回收再利用在目前資源短缺的大環(huán)境下，不僅具備良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)與應(yīng)用前景，對(duì)保護(hù)我國自然環(huán)境也起到了一定的積極作用［5-7］。

1 試樣性質(zhì)

試樣采用鉆孔取樣，取自某尾礦庫，試樣多顯紅褐色—灰黑色。

1.1 化學(xué)多元素分析

試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

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由表1可知，試樣中S含量1.37%，銅含量0.12%，均可回收利用；脈石礦物中SiO2含量30.57%，CaO 含量11.26%，MgO 含量14.75%，Al2O3含量5.38%，P 含量0.20%。

1.2 粒度分析

試樣粒度分析結(jié)果見表2。

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由表2 可知，雖然試樣- 0.076 mm 含量僅為63.96%，但-0.03 mm 含量卻達(dá)到了43.29%，微細(xì)粒含量很高，對(duì)浮選作業(yè)不利；根據(jù)篩分結(jié)果可知，原礦粒級(jí)越細(xì)，銅含量越高，故預(yù)先脫泥不利于銅回收。

1.3 物相分析

試樣銅、硫物相分析結(jié)果見表3、表4。

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由表3、表4可知，自由氧化銅與結(jié)合氧化銅占有率超過60%，適合采用黃藥類捕收劑回收該部分氧化銅；硫化物中的硫占比為84.61%，需要回收的硫基本是存在于硫化物中的硫。

2 選礦試驗(yàn)方案

該尾礦樣中含有的銅和硫均為試驗(yàn)需要回收的元素。通過對(duì)尾礦樣性質(zhì)分析，擬采用銅硫混合浮選—銅硫分離浮選—銅精選工藝。試驗(yàn)采用的主要設(shè)備為φ250 mm×90 mm 錐形球磨機(jī)，XFDC 型8.0，1.5，1.0，0.5 L單槽浮選機(jī)等。

3 試驗(yàn)結(jié)論及討論

3.1 銅硫混合浮選

3.1.1 銅硫混合浮選磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將試樣在φ250 mm×90 mm 錐形球磨機(jī)中磨至-0.076 mm 含量分別為64.5%（未磨）、75%，80%、85%，再給入XFDC 型1 L 單槽浮選機(jī)進(jìn)行浮選，試驗(yàn)流程及藥劑制度見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2 可見，隨著磨礦細(xì)度的提高，粗精礦銅品位由0.385% 下降至0.324%，銅回收率由49.75% 下降至47.56%；故樣品不進(jìn)行磨礦，直接浮選。

3.1.2 水玻璃用量試驗(yàn)

根據(jù)樣品粒度分析結(jié)果可知，入浮礦樣-0.030 mm 粒級(jí)含量43.29%，微細(xì)顆粒含量很高，微細(xì)顆粒易進(jìn)入泡沫產(chǎn)品，增加泡沫黏度，同時(shí)降低精礦品位。在磨礦細(xì)度-0.076 mm64.5%、Na2S 用量500 g/t、混合捕收劑用量30 g/t、2#油用量20.53 g/t 的條件下，進(jìn)行0，400，800，1 200 g/t 的水玻璃用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3 可見，隨著水玻璃用量的增加，銅品位及銅回收率均增加；但當(dāng)水玻璃用量超過800 g/t 后，繼續(xù)增加水玻璃用量，銅品位及銅回收率變化不明顯，故選擇水玻璃用量800 g/t。

3.1.3 捕收劑用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.076 mm64.5%、水玻璃用量800 g/t、Na2S 用量500 g/t、2#油用量20.53 g/t 的條件下進(jìn)行捕收劑用量試驗(yàn)?；旌喜妒談┎捎肸200+丁基黃藥按質(zhì)量比3:2配制，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4 可見，隨著混合藥劑用量的增加，混合精礦銅品位降低，回收率上升；當(dāng)混合捕收劑用量為30 g/t 時(shí)，銅硫混合精礦銅品位為0.37%、回收率為52.43%；繼續(xù)增加混合捕收劑用量，回收率上升趨緩，銅品位下降；故選取混合捕收劑用量為30 g/t。

3.1.4 Na2S用量試驗(yàn)

由銅物相分析可知，銅礦物氧化程度超過60%。對(duì)于銅的氧化礦可采用硫化浮選的方法進(jìn)行浮選。 在磨礦細(xì)度-0.076 mm64.5%、水玻璃用量800 g/t、混合捕收劑用量30 g/t、2#油用量20.53 g/t 的條件下進(jìn)行Na2S 用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5 可見，隨著Na2S 用量的增加，銅硫混合精礦銅品位與回收率均升高；當(dāng)Na2S 用量達(dá)600 g/t 以上時(shí)，再增加Na2S 用量銅品位與回收率開始下降；綜合考慮，Na2S用量400～600 g/t時(shí)浮選指標(biāo)較好。

3.1.5 浮選礦漿濃度試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.076 mm64.5%、水玻璃用量800 g/t、Na2S 用量500 g/t、混合捕收劑用量30 g/t、2#油用量20.53 g/t 的條件下進(jìn)行浮選濃度試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6 可見，隨著浮選濃度的增加，精礦銅品位降低，回收率除在濃度為16.59% 時(shí)略低外變化不大；由于試樣含泥量大，適當(dāng)降低浮選濃度，可獲得較高的精礦品位，閉路時(shí)也可減少礦泥的積累對(duì)流程的不利影響；綜合考慮，選擇浮選濃度26%為宜。

3.2 銅硫分離浮選石灰用量試驗(yàn)

銅硫分離試驗(yàn)是通過在礦漿中添加石灰提高礦漿pH 值，從而達(dá)到抑硫浮銅的目的。試驗(yàn)分別添加石灰用量100，200，300，400 g/t，分析精礦銅品位，確定最佳石灰用量，試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見圖8。

由圖8可見，隨著石灰用量增加，銅品位升高，銅回收率先升后降；當(dāng)石灰用量為300 g/t 時(shí)，可獲得銅品位5.13%、銅回收率74.56% 的銅精礦指標(biāo)，故石灰用量300 g/t為宜。

3.3 銅硫浮選閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)及開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行銅硫浮選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖9，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

3.4 最終產(chǎn)品分析結(jié)果

銅精礦、硫精礦化學(xué)多元素分析見表6、表7。

4 結(jié)論

（1）某銅尾礦中銅含量0.12%，硫

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注：Au、Ag含量單位為g/t。

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含量1.37%，礦石中伴生的銅礦物氧化較重，其中超過60% 的銅礦物為含銅氧化物；硫化物中的硫占有率為84.61%，需要回收的硫基本是存在于硫化物中的硫。

（2）經(jīng)過銅硫混合浮選—銅硫分離浮選—銅精選流程選別，獲得了銅品位10.34%、銅回收率45.67%的銅精礦，硫品位38.22%、硫回收率75.69% 的硫精礦，該流程有效回收了該尾礦中的銅、硫資源，并取得了良好的產(chǎn)品指標(biāo)。