湖北某復雜多金屬銅硫鎢礦石綜合回收試驗研究

李茂強

(湖南辰州礦業股份有限責任公司,湖南沅陵 416907)

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湖北某復雜多金屬銅硫鎢礦石綜合回收試驗研究

李茂強

(湖南辰州礦業股份有限責任公司,湖南沅陵 416907)

針對湖北某多金屬銅硫鎢礦石特點,通過系統的條件試驗研究,確定了最佳分選工藝流程與工藝參數并進行了小型浮選閉路試驗,分離出銅、硫、鎢三種精礦產品,選礦指標良好,為在工業上實現該礦石的綜合回收提供了依據。

多金屬共生礦;銅硫鎢;綜合回收

湖北某銅硫鎢礦有多年開采歷史,原礦含WO30.2%～0.25%,含Cu 0.12%～0.15%。礦區選礦廠采用銅硫混選-銅硫分離-白鎢常溫浮選的工藝生產出銅精礦、鎢精礦、硫精礦三種產品。統計數據表明選礦廠的生產指標不理想:銅精礦品位10%～12%、回收率55%～62%,鎢精礦質量45%～55%,回收率55%～60%,在冬季氣溫低下時選別指標更差,使資源難以得到充分回收,制約著企業經濟效益的提高。為提高該礦區礦石的綜合利用率,突破企業發展瓶頸,針對礦石的實際性質,結合現場的生產實踐,在試驗室進行了一系列的探索試驗,獲得了良好的選別指標:銅精礦含 Cu 18.21%、回收率73.79%;鎢精礦含WO361.54%,回收率70.64%;硫精礦含S 38.74%、回收率85.35%。

1 礦石性質

礦石中金屬礦物以黃鐵礦為主,次為磁鐵礦、赤鐵礦、白鎢礦、黃銅礦,少量輝鉍礦、磁黃鐵礦;非金屬礦物有方解石、石英、石榴石、螢石、綠簾石、透輝石、碳酸鹽礦物等。礦石的化學分析結果列于表1。

表1 試驗礦樣化學分析結果 %

對礦石的巖礦鑒定表明,白鎢礦的嵌布粒度較細,-0.074 mm粒度的占67%以上,不適合采用重選方法回收。黃銅礦多存于黃鐵礦邊部,主要呈散粒狀分布,較少與黃鐵礦毗連嵌生,主要呈星散狀嵌生于脈石礦物晶粒間,嵌部粒度不均勻與白鎢礦共生關系不密切,總體上屬細粒嵌布,多數在0.03～0.1 mm之間。黃鐵礦是礦石中的主要硫化礦物,呈細脈狀或散粒狀、浸染狀分布于礦石各處,總體上嵌布粒度較粗,一般為0.07～0.2 mm。

2 試驗研究

2.1 浮選方案的選擇

根據礦石性質與現場的生產實踐經驗,含銅黃鐵礦的選別方案有兩種:(1)優選浮選。一般是先浮銅,然后再浮硫。捕收劑用黃藥,或黃藥與黑藥混用;(2)混合浮選。一般在中性介質(pH值7左右)中進行銅硫混浮,然后銅硫分離。實現銅硫分離的方法有三種:石灰法、石灰+氰化物法、加溫法。其中石灰法是最常用的方法,其實質是在石灰造成的強堿性介質中抑制黃鐵礦[1]。白鎢礦是該礦石主要的目的礦物之一,白鎢礦浮選工藝通常有彼德洛夫法(即濃漿高溫法)和731氧化石蠟皂常溫浮選法[2]。考慮到當地氣候因素,以及多年生產指標不太穩定的現實,采用彼德洛夫法減少氣溫對浮選過程的影響,以穩定選別指標。

由原礦性質可知,原礦銅品位低而硫品位相對較高,為獲得高質量白鎢礦,須在浮鎢前先浮出含硫礦物,以減少硫化礦對浮鎢作業的影響。采用混合浮選,在浮鎢前不對硫鐵礦進行抑制,既可以保證硫化礦在浮鎢前上浮完全,同時也避免了優先浮選對硫鐵礦的“重壓重拉”。混合浮選精礦只需對硫鐵礦進行簡單的抑制,即可分離出合格的銅精礦與硫精礦。因此試驗確定的浮選方案為銅硫混選-銅硫分離-彼德洛夫法浮選白鎢的浮選工藝。

2.2 磨礦細度試驗

目的礦物單體解離是礦石進行有效分選的先決條件,為此先考察磨礦細度對浮選指標的影響,試驗流程與結果分別如圖1、圖2所示。

圖1 磨礦細度試驗流程

圖2 磨礦細度對浮選指標的影響

磨礦細度試驗結果表明,隨著磨礦細度提高,粗精礦銅、鎢回收率逐漸提高。在磨礦細度達74%左右時,粗精礦回收率達到最大值,兩種粗精礦的品位也與回收率曲線呈同步關系。此后再增加磨礦細度難以提高粗精礦回收率,粗精礦品位也呈下降趨勢,說明礦石開始出現過磨而泥化現象,惡化浮選過程。因此,適宜的磨礦細度為-0.074 mm占74%。

2.3 銅硫浮選條件試驗

在固定磨礦細度為-0.074 mm占74%的條件下進行銅硫浮選條件試驗,以考察藥劑種類與藥劑用量對銅硫浮選的影響。試驗的工藝流程與藥劑制度按圖1所示流程獲得銅粗精礦后,添加石灰抑制硫鐵礦(pH值控制在10),以實現黃銅礦與硫鐵礦的浮選分離。試驗進行了丁銨黑藥、丁銨黑藥+黃藥、丁胺黑藥+黃藥+CSU作捕收劑的試驗研究。試驗結果列于表2。

表2 不同捕收劑組合對銅硫浮選的影響

試驗結果表明,單一使用丁銨黑藥作為捕收劑時,其捕收性能與選擇性明顯遜于使用混合藥劑,尾礦中金屬損失嚴重,硫化礦上浮不完全對白鎢浮選不利。采用混合藥劑制度,利用藥劑間的協同效應,能大大提高銅精礦的回收率。添加少量CSU替代部分丁銨黑藥,可使損失在硫精礦的銅金屬減少,進而提高銅精礦的回收率,同時使銅精礦質量有較大幅度提高,說明CSU是一種選擇性好、對黃銅礦捕收能力強的高效捕收劑。

2.4 白鎢浮選條件試驗

按圖1流程工藝優先浮出硫化礦物后,進行白鎢浮選的條件試驗以考察相關條件參數對選別指標的影響。

2.4.1 pH條件試驗

采用純堿作為pH調整劑,考察了pH值對白鎢浮選的影響,試驗結果列于表3。

從表3的試驗數據可以看出,隨著礦漿pH值的增大,白鎢粗精礦品位有所下降,回收率不斷上升,在pH值為9時,白鎢粗精礦的回收率達到最高。此后再提高礦漿pH值將導致回收率下降。這可能是由于純堿用量過高,礦漿中存在過多CO32-離子,與油酸根陰離子產生競爭吸附,引起精礦的回收率下降。因此選擇最佳的pH值為9。

表3 pH值對白鎢浮選的影響

2.4.2 水玻璃用量試驗

固定礦漿pH=9,選用水玻璃作脈石礦物抑制劑,考察了水玻璃用量對白鎢浮選的影響,試驗結果列于表4。

表4 水玻璃用量對白鎢浮選的影響

表4試驗數據顯示,隨著水玻璃用量增加,白鎢粗精礦品位提高,但回收率有所降低,綜合考慮確定水玻璃用量為1 600 g/t。

2.4.3 皂化油酸用量試驗

固定礦漿pH值為9,水玻璃用量1 600 g/t,選用皂化油酸作白鎢礦捕收劑,考察了皂化油酸用量對白鎢浮選的影響,試驗結果列于表5。

表5 皂化油酸用量對白鎢浮選的影響

表5試驗結果表明,隨著油酸用量的增大,白鎢粗精礦回收率不斷上升,品位有所下降,在油酸用量達150 g/t以上時,精礦的回收率提高幅度不大。因此皂化油酸的用量控制在150～180 g/t之間為宜。

2.4.4 白鎢精選試驗

對白鎢粗精礦進行加工浮選是獲得高質量白鎢精礦的重要途徑?？紤]到當地氣候因素,采用彼德洛夫法減少氣溫對浮選過程的影響。參照同類礦山選礦廠生產實踐確定加溫浮選的工藝參數:粗精礦解析濃度為50%,解析溫度為95℃,水玻璃模數為2.79,用量為70 kg/t(以白鎢粗精礦干量計),攪拌解析時間為1 h。白鎢精選試驗結果列于表6。

表6 白鎢精選試驗結果

表6試驗結果表明,采用彼德洛夫法獲得了較好的選別指標,適合處理該礦區礦石,所選擇的工藝參數也較為合理。

2.5 閉路試驗

根據前面的開路試驗結果,優化了影響浮選指標的各種參數,并進行了小型閉路試驗。試驗流程如圖3所示,試驗結果列于表7。

表7 試驗室小型閉路試驗結果 %

閉路試驗結果表明,通過改進浮選工藝流程與優化工藝參數,明顯提高了精礦產品的質量與回收率,有效減少了尾礦中的金屬損失,提高了資源的綜合利用率。

3 結 論

1.該礦石屬于細粒嵌布復雜多金屬礦石,較適合采用浮選進行綜合回收。為獲得高質量白鎢礦,須在浮鎢前先浮出含硫礦物。

2.根據該礦石的實際性質,制定了銅硫混選-銅硫分離-彼德洛夫法浮選白鎢的工藝,并通過小型閉路試驗驗證,獲得了良好的選別指標。

圖3 試驗室小型閉路試驗流程圖

3.該礦石適宜的磨礦粒度為-0.074 mm占74%,過磨會致使金屬損失于尾礦中。

4.銅硫混選時采用組合捕收劑藥劑制度獲得的選別指標明顯優于單一捕收劑藥劑制度,說明藥劑間存在利于浮選過程的協同效應。

5.采用彼德洛夫法能有效減少氣溫對浮選過程的影響,穩定浮選指標。

[1] 胡為柏.浮選[M].北京:冶金工業出版社,1986.

[2] 曾惠英.某白鎢礦浮選試驗研究[J].江西有色金屬,2007,21 (2):19-21.

Research on Comprehensive Recovery of a Hubei Cu-S-WO3Polymetallic Ore

LI Mao-qiang
(Chenzhou Mining Group Co.,Ltd,Yuanling416907,China)

Systemic flotation tests were adopted according to the characteristics of a Hubei Cu-S-WO3polymetallic ore.The optimum separation processing flow and parameters were determined,subsequently miniature closing flotation test was undertaken.The separation index showed well,which provided foundation for comprehensive recovery of that complex ore in industry.

polymetallic ore;Cu-S-WO3;comprehensive recovery

TD952

A

1003-5540(2010)06-0001-04

李茂強(1965-),男,工程師,主要從事選礦技術管理工作。

2010-09-12