某含磁黃鐵礦銅硫礦的磁選試驗(yàn)研究*

付廣欽，周曉彤，鄧麗紅，關(guān) 通，陳遠(yuǎn)林

廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 廣東 510650

某含磁黃鐵礦銅硫礦的磁選試驗(yàn)研究*

付廣欽，周曉彤，鄧麗紅，關(guān) 通，陳遠(yuǎn)林

廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 廣東 510650

廣東某銅硫礦的磁黃鐵礦含量高，部分磁黃鐵礦的可浮性與黃銅礦、黃鐵礦相近.針對(duì)該銅硫礦的礦石性質(zhì)，采用“一次粗選-再磨-一次精選”磁選工藝，在磨礦細(xì)度70.12%-0.074mm、再磨細(xì)度90.20%-0.074mm的條件下，對(duì)品位為0.59%Cu、20.95%S、30.78%Fe的原礦，獲得產(chǎn)率15.12%的磁硫精礦，其品位為S 35.76%、Fe 55.30%，S，F(xiàn)e回收率分別為25.82%，27.16%，Cu損失率為2.16%.采用該工藝不僅脫除了對(duì)銅硫浮選影響較大的部分磁黃鐵礦，而且可獲得合格的磁硫精礦產(chǎn)品，為后續(xù)銅硫浮選創(chuàng)造有利的條件.

銅硫礦；磁黃鐵礦；磁選

銅硫礦是我國(guó)銅金屬的主要產(chǎn)出來(lái)源.高硫銅硫礦是銅硫礦中典型的難選礦類(lèi)型，通常含大量磁黃鐵礦等硫化礦物，由于礦物表面相近的表面物理化學(xué)性質(zhì)，銅硫高效回收難度很大[1-2].

廣東某銅硫礦是典型的大型高硫銅硫礦山，礦物組成復(fù)雜，原礦含大量磁黃鐵礦等硫化礦，磁黃鐵礦可浮性差異大，部分磁黃鐵礦可浮性與黃銅礦、黃鐵礦相近[3].目前，生產(chǎn)中采用“優(yōu)先浮銅-硫浮選-磁選”工藝，分別獲得銅精礦、硫精礦和磁硫精礦.銅硫浮選過(guò)程中，部分可浮性好的磁黃鐵礦夾雜在銅精礦或硫精礦中，造成銅硫生產(chǎn)指標(biāo)波動(dòng)，生產(chǎn)控制難度加大.本研究通過(guò)采用中磁選工藝，在銅硫浮選前脫除對(duì)銅硫浮選影響較大的磁黃鐵礦，為提高銅硫生產(chǎn)指標(biāo)創(chuàng)造有利條件.

1 原礦性質(zhì)

該銅硫礦原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果列于表1，主要礦物組成列于表2.

表1 原礦多元素分析結(jié)果

注：1)單位g/t.

表2 原礦主要礦物組成及相對(duì)含量

由表1、表2可知，該原礦含硫較高(20.95%S)，主要有價(jià)元素為銅、硫、鐵、鎢等.原礦中銅礦物以黃銅礦為主，其它硫化礦物主要為磁黃鐵礦和黃鐵礦；脈石礦物主要是云母和石英，其次是方解石、綠泥石、長(zhǎng)石、角閃石、輝石等.原礦中的磁黃鐵礦既有單斜磁黃鐵礦也有六方磁黃鐵礦.單斜磁黃鐵礦富硫貧鐵，具有易磁、易浮特性；六方磁黃鐵礦，順磁性，可浮性隨含硫量變化而變化，具有上浮率參差不齊的特性.這種復(fù)雜的礦石性質(zhì)是導(dǎo)致該類(lèi)型礦石銅硫浮選指標(biāo)波動(dòng)大的主要因素之一.

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

目前，該銅硫礦采用優(yōu)先浮選工藝，即原礦經(jīng)磨礦后，直接進(jìn)入銅硫浮選.由于該礦中存在部分可浮性好的磁黃鐵礦，其可浮性與黃銅礦或黃鐵礦相近，浮選過(guò)程中很難被單獨(dú)抑制，因此，這部分磁黃鐵礦與黃銅礦或黃鐵礦一起上浮，夾雜在銅精礦或硫精礦中，影響銅硫浮選指標(biāo).同時(shí)，磁黃鐵礦可浮性變化差異也增加了浮選的控制難度，不利于工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定.因此，考慮對(duì)原生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，即對(duì)原礦先進(jìn)行磁選，在浮選作業(yè)之前脫除這部分磁黃鐵礦.

工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，原礦中主要的磁性礦物為磁黃鐵礦，具備利用磁性特點(diǎn)預(yù)先脫除這部分磁黃鐵礦的可行性.因此，開(kāi)展磁選試驗(yàn)研究，對(duì)該銅硫礦原礦進(jìn)行預(yù)處理.

2.1 磁選探索試驗(yàn)研究

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度是影響選礦指標(biāo)的重要因素.磨礦細(xì)度過(guò)粗，磁黃鐵礦與黃銅礦解離度不夠，磁選過(guò)程中不可避免地增加銅金屬的損失；磨礦細(xì)度過(guò)細(xì)，礦物泥化，增加了銅硫浮選的難度.因此，必須確定合適的磨礦細(xì)度.本研究采用ZCT型滾筒式磁選機(jī)作為磁選設(shè)備，進(jìn)行磨礦細(xì)度對(duì)磁選指標(biāo)影響的試驗(yàn).試驗(yàn)中磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.45 T，試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表3.

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程Fig.1 Medium intensity magnetic separations flowsheet of different grinding finenesses

由表3可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，磁性產(chǎn)品的硫品位逐漸提高、硫回收率下降，銅品位和回收率均呈下降趨勢(shì).這主要是由于當(dāng)磨礦細(xì)度小于57.85%-0.074mm時(shí)，礦物單體解離度過(guò)低，部分黃鐵礦等硫化礦夾雜在磁性產(chǎn)品中，造成硫回收率偏高的假象.隨著磨礦細(xì)度增加，夾雜在磁性產(chǎn)品中的其它硫礦物逐漸減少，硫回收率降低；同時(shí)，銅礦物單體解離度增加，在磁性產(chǎn)品中的損失率逐漸降低.當(dāng)磨礦細(xì)度大于70.12%-0.074mm后，銅硫指標(biāo)趨于穩(wěn)定.

2.1.2 高梯度強(qiáng)磁選探索試驗(yàn)

為了考察強(qiáng)磁選工藝對(duì)磁黃鐵礦的脫除效果，對(duì)不同磨礦細(xì)度的弱磁選非磁產(chǎn)品進(jìn)行了強(qiáng)磁選試驗(yàn).強(qiáng)磁選試驗(yàn)設(shè)備為SSS-Ⅰ型高梯度磁選機(jī)，磁介質(zhì)為直徑Φ2mm的棒，脈動(dòng)沖次為260 r/min，沖程為22 mm.試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表4.

圖2 強(qiáng)磁選試驗(yàn)流程Fig.2 High intensity magnetic separations flowsheet of different grinding finenesses

表3 不同磨礦細(xì)度下弱磁選試驗(yàn)結(jié)果

表4 不同磨礦細(xì)度下強(qiáng)磁選的試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，當(dāng)強(qiáng)磁粗選的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.50 T時(shí)，獲得的磁性產(chǎn)品1的硫品位先降后升、硫回收率逐漸降低，銅品位和回收率逐漸下降，其中銅在磁性產(chǎn)品中的損失率均高于19.24%；當(dāng)強(qiáng)磁掃選的磁感應(yīng)強(qiáng)度增至0.80 T時(shí)，銅在磁性產(chǎn)品中的損失率更高，銅在磁性產(chǎn)品1和磁性產(chǎn)品2的損失率高于48.75%，說(shuō)明強(qiáng)磁不利于銅礦物的有效回收.經(jīng)綜合考慮，采用滾筒式磁選機(jī)為磁選試驗(yàn)設(shè)備.

由于該礦銅硫浮選的適宜磨礦細(xì)度為70%～75%-0.074mm，因此，確定磁選工藝的磨礦細(xì)度為70.12%-0.074mm.

2.2 磁選粗選試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為70.12%-0.074mm的條件下，采用ZCT滾筒式磁選機(jī)，對(duì)原礦進(jìn)行磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)脫除磁黃鐵礦影響的試驗(yàn)，磁選工藝為一次粗選，試驗(yàn)結(jié)果列于表5.

表5 不同磁感應(yīng)強(qiáng)度磁選粗選試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加，磁性產(chǎn)品的硫品位呈先升后降的趨勢(shì)，硫回收率逐漸提高，銅品位和損失率呈上升趨勢(shì).為了減少磁選作業(yè)中銅金屬的損失，磁選的磁感應(yīng)強(qiáng)度不宜過(guò)高.經(jīng)綜合考慮，確定粗選的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.35 T.

對(duì)磁性產(chǎn)品進(jìn)行粒度分析后發(fā)現(xiàn)，48.63%銅礦物損失在+0.045 mm粒級(jí).經(jīng)顯微鏡下觀察，這部分銅礦物主要以連生體形式存在.因此，為了減少銅礦物等有用礦物在磁性產(chǎn)品中的損失，對(duì)磁性產(chǎn)品進(jìn)行精選試驗(yàn)研究.

2.3 磁選精選試驗(yàn)

在粗選磨礦細(xì)度70.12%-0.074mm、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.35 T的條件下，對(duì)獲得的磁性產(chǎn)品(細(xì)度為69.63%-0.074mm)進(jìn)行精選試驗(yàn)，分別采用直接磁選精選和再磨磁選精選兩種流程進(jìn)行試驗(yàn)，其中再磨精選的再磨細(xì)度為90.20%-0.074mm.精選試驗(yàn)條件及試驗(yàn)結(jié)果列于表6.

表6 粗選磁性產(chǎn)品的精選試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，采用磁感應(yīng)強(qiáng)度0.15 T直接精選時(shí)，銅損失率最低，但是硫回收率較低，沒(méi)有達(dá)到盡量脫除磁黃鐵礦的目的.采用磁感應(yīng)強(qiáng)度0.35 T直接精選時(shí)，硫回收率較高，但銅損失率較高.采用再磨再選流程時(shí)，磁性產(chǎn)品中銅損失率為41.28%，在脫除磁黃鐵礦的同時(shí)，可有效降低銅在磁性產(chǎn)品中的損失.因此，確定采用再磨再選流程進(jìn)行精選.

2.4 預(yù)磁選試驗(yàn)結(jié)果

采用“一次粗選-再磨-一次精選”的磁選工藝，對(duì)原礦進(jìn)行預(yù)磁選，試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表7.

圖3 原礦預(yù)磁選的試驗(yàn)流程Fig.3 Magnetic separation test flowsheet of raw ore

表7 原礦預(yù)磁選的試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，對(duì)品位為0.59%Cu，20.95%S，30.78%Fe的原礦，在粗選磨礦細(xì)度70.12%-0.074mm、再磨細(xì)度90.20%-0.074mm的條件下，采用“一次粗選-再磨-一次精選”磁選工藝流程，獲得產(chǎn)率15.12%的磁硫精礦，其品位為35.76%S、55.30%Fe，回收率S，F(xiàn)e分別為25.82%，27.16%，Cu損失率為2.16%.由此可知，采用該工藝脫除了對(duì)銅硫浮選影響較大的部分磁黃鐵礦，獲得了合格的磁硫精礦產(chǎn)品，且銅損失率較低，為后續(xù)銅硫浮選創(chuàng)造了有利的條件.

3 結(jié) 論

針對(duì)該銅硫礦石含磁黃鐵礦高的特點(diǎn)，采用“一次粗選-再磨-一次精選”的磁選工藝進(jìn)行預(yù)處理，獲得品位為35.76%S，55.30%Fe的磁硫精礦，其回收率S，F(xiàn)e分別為25.82%，27.16%，Cu損失率為2.16%.采用該工藝可脫除部分磁黃鐵礦，同時(shí)獲得了合格的磁硫精礦產(chǎn)品，銅金屬損失率較低，為進(jìn)一步提高銅硫生產(chǎn)指標(biāo)創(chuàng)造了有利的條件.

[1] 邱顯揚(yáng)，馬先鋒，何曉娟，等.磁黃鐵礦與黃銅礦浮選分離研究進(jìn)展[J].礦業(yè)工程，2011(6)：29-32.

[2] 洪秋陽(yáng)，湯玉和，王毓華，等.磁黃鐵礦結(jié)構(gòu)性質(zhì)及可浮性差異研究[J].金屬礦山，2011(1)：64-67.

[3] 李文娟，宋永勝.磁黃鐵礦的浮選電化學(xué)及抑制劑研究概況[J].礦冶，2008(1)：10-13.

Magneticseparationresearchoncoppersulfurorecontaininghigh-contentofpyrrhotine

FU Guangqin，ZHOU Xiaotong，DENG Lihong，GUAN Tong，CHEN Yuanlin

GuangdongInstituteofResourcesComprehensiveUtilization，StateKeyLaboratoryofRareMatelSeparationandComprehensiveUtilization，GuangdongKeyLaboratotyofDevelopmentandComprehensiveUtilizationofMineralResource，Guangzhou510650，China

A copper sulfur ore in Guangdong contains a large amount of sulfide minerals such as pyrrhotine.According to complicate variable flotability of pyrrhotine，part of pyrrhotine has similar flotability with chalcopyrite and pyrite.Based on the ore property of raw ore，the magnetic process which contains one roughing-regrinding-one cleaning，was chosen to remove pyrrhotine in raw ore.With grinding fineness of 70.12%-0.074mm and regrinding fineness of 90.20%-0.074mm，when the raw ore assays 0.59%Cu，20.95%S and 30.78%Fe，a pyrrhotine concentrate with the yield of 15.12% and the grade of 35.76%S and 55.30%Fe was obtained，the S and Fe recovery is 25.82% ,27.16%,respectively,and the Cu loss rate is 2.16%.The process not only removes part of the pyrrhotite which has a great influence on the flotation of copper and sulfur，but also obtains the qualified magnetic sulfur concentrate product，thereby creating favorable conditions for the subsequent flotation of copper and sulfur.

copper sulfur ore；pyrrhotine；magnetic separation

2017-08-05

廣東省省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015B090901057)

付廣欽(1985-)，男，工程師，山東臨朐人，碩士.

1673-9981(2017)04-0278-05

TD924

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