某銅礦石可選性試驗(yàn)

張漢泉

(武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢 430073)

湖北地區(qū)某銅礦為矽卡巖型礦床，由于黃銅礦和黃鐵礦致密共生，黃鐵礦被次生銅礦物活化，黃鐵礦含量較高，難于抑制，分選困難。由于當(dāng)前面臨著礦石品位降低、性質(zhì)復(fù)雜、原料成本上升的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，對(duì)此，銅選廠都在竭力降低生產(chǎn)成本，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高金、銀等伴生礦物的回收率[1-3]。

分選過程中要求同時(shí)得到銅精礦和硫精礦。通常選銅后的尾礦就是硫精礦。通過試驗(yàn)提出該銅礦的可選性(即精、尾礦的品位及回收率)，選礦方法及步驟或流程；查明物質(zhì)成分(化學(xué)成分，礦物含量)，礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造及相互關(guān)系，銅的賦存狀態(tài)、嵌布關(guān)系及結(jié)晶粒度等特征；指出伴生金回收的可能性；指出磨礦細(xì)度及藥劑條件對(duì)銅回收的影響；進(jìn)行產(chǎn)品分析，指出提高產(chǎn)品質(zhì)量的合理途經(jīng)，滿足礦床開采評(píng)價(jià)的要求。

1 試樣

1.1 試樣性質(zhì)

本次試驗(yàn)樣為閃長(zhǎng)巖銅礦石，致密堅(jiān)硬，淺肉紅色、灰綠色、暗綠色塊狀結(jié)構(gòu)，柱粒狀結(jié)構(gòu)。試樣的物質(zhì)組成絕大部分為脈石礦物，金屬礦物少。

脈石礦物中主要是斜長(zhǎng)石，其次是方柱石、云母、角閃石，少量綠簾石、磷灰石。

金屬礦物主要是黃銅礦、黃鐵礦、褐鐵礦、少量磁鐵礦、輝銅礦、銅蘭、孔雀石，微量斑銅礦、閃鋅礦、白鐵礦。硫化銅礦作為銅的主要礦物，因此采用浮選是其主要選別方法。采用的用的捕收劑是常見的黃藥類，其次是黑藥類及酯類。黃藥類捕收劑以乙基黃藥、異丙基黃藥和丁基丁基用為主[4-5]；本研究擬采用采用來源廣泛的乙基黃藥。

采用選礦試樣進(jìn)行定量測(cè)定，礦物百分含量如表1所示。

表1 礦物百分含量表

銅主要賦存于黃銅礦中，少量賦存于孔雀石、輝銅礦、銅蘭、斑銅礦中。銅礦物的嵌布特征如下。

黃銅礦：為它形晶集合體，以浸染狀、星點(diǎn)狀、網(wǎng)脈狀分布于脈石礦物中，少部分呈網(wǎng)脈狀充填于黃鐵礦破碎后的裂隙中，呈乳滴狀分布于黃鐵礦中，呈浸染狀分布于褐鐵礦中，很少部分黃銅礦中含有細(xì)小的閃鋅礦微晶呈固溶體分離結(jié)構(gòu)。黃銅礦的粒度為0.002～2.5mm，在富銅礦石中多數(shù)大于0.3mm，在較貧的銅礦石中多數(shù)大于0.06mm。

斑銅礦：黃銅礦的次生蝕變產(chǎn)物，分布于黃銅礦的邊緣呈包有黃銅礦的殘留體。斑銅礦的力度為0.005～0.1mm。

輝銅礦和銅蘭：交代黃銅礦呈反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)，粒度為：0.005～0.1mm。

孔雀石：呈纖維狀集合體或放射狀分布于脈石中，粒度為0.1～3mm。

黃鐵礦：為他形-半自形晶，呈浸染狀、星點(diǎn)狀分布于脈石中，少部分呈破碎結(jié)構(gòu)，脈石或黃銅礦充填于裂隙中。黃鐵礦的粒度為0.002～3mm，在富銅礦中多數(shù)大于0.4mm，而在較貧的銅礦石中多數(shù)大于0.1mm。

1.2 原礦分析

原礦多元素分析結(jié)果見表2，銅、硫物象分析結(jié)果見表3、表4；原礦粒度篩析結(jié)果見表5。

表2原礦多元素分析結(jié)果

組分Fe/%Cu/%S/%Co/%Au/(g/t)含量5．881．151．890．0060．317組分CaO/%MgO/%Al2O3/%SiO2/%含量11．305．005．9446．60

表3 銅物象分析結(jié)果

表5 原礦粒度分析結(jié)果

礦樣中氧化銅礦物含量占銅礦物總量的13.24%，主要以結(jié)合氧化銅(孔雀石和藍(lán)銅礦)的形式存在，它們中的銅常與礦石中的硅、鋁、鈣、鎂、鐵、錳等元素的氧化物相結(jié)合，形成難以單體解離、缺乏銅礦物易浮特性的集合體。游離氧化銅礦物容易浮游，而結(jié)合氧化銅礦物基本上不能用單一的浮選法回收。直接用黃藥浮選氧化銅礦，選別指標(biāo)會(huì)很低。這是由于氧化礦物表面的離子鍵通過靜電吸引將水分子極化，形成定向排列的水化膜，使礦物表面呈親水，捕收劑難以透過水化膜作用到礦物表面[6-9]，且因黃藥吸附層結(jié)構(gòu)松散、多孔、易脫落而導(dǎo)致效果較差。因此，生產(chǎn)實(shí)踐中多采用硫化-黃藥浮選法：先用硫化鈉或其它硫化劑(如硫氫化鈉)將氧化礦物進(jìn)行硫化，然后用黃藥作捕收劑進(jìn)行浮選[10]。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 條件試驗(yàn)

為探索最佳浮選工藝條件，進(jìn)行了磨礦細(xì)度、硫化鈉用量、黃藥用量、松油用量、石灰用量和Z-200比較試驗(yàn)等條件試驗(yàn)。

條件試驗(yàn)確定最佳浮選工藝條件為：磨礦細(xì)度75%-0.076mm、硫化鈉100g/t(或不加)、黃藥用量為80g/t、松油用量為49g/t、石灰用量為2000g/t時(shí)對(duì)硫的抑制效果稍好，Z-200添加比不添加要好(表6)。

2.2 掃選流程試驗(yàn)

為了減少銅礦物的損失，增加了掃選作業(yè)以強(qiáng)化銅礦物的回收。在粗選尾礦中分別添加了乙黃藥20g/t、松油14g/t，掃選時(shí)間為5min。其選別流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果列于表7。由表7可知，掃選作業(yè)可使銅、硫回收率分別增加1.57%、1.73%，尾礦含銅有所降低。

表6 銅硫分離石灰用量試驗(yàn)結(jié)果

圖1 掃選試驗(yàn)流程

表7 掃選試驗(yàn)結(jié)果

2.3 開路流程試驗(yàn)

從以上的試驗(yàn)指標(biāo)看，由于硫精礦硫品位不高，故增加了一次精選作業(yè)并按混合浮選(一粗兩掃兩精)—銅硫分離(一粗兩掃兩精)流程進(jìn)行開路流程試驗(yàn)。本次試驗(yàn)開路流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果列于表8。

由開路流程試驗(yàn)結(jié)果可知，獲得的銅精礦銅品位達(dá)26.10%，銅回收率為83.84%；而硫精礦在經(jīng)過兩次分離掃選后硫品位仍小于35%，閉路后硫品位還會(huì)降低。由此可知，要獲得合格的硫精礦是困難的。

圖2 開路試驗(yàn)流程

表8 開路流程試驗(yàn)結(jié)果

2.4 閉路流程試驗(yàn)

根據(jù)試驗(yàn)要求及試驗(yàn)實(shí)際情況，確定采用下列兩個(gè)方案進(jìn)行閉路流程試驗(yàn)。方案Ⅰ為混合浮選(一粗兩掃兩精)—銅硫分離(一粗兩掃兩精)得到銅精礦和硫精礦產(chǎn)品方案；方案Ⅱ?yàn)閱我汇~精礦產(chǎn)品方案，閉路數(shù)質(zhì)量流程見圖3。

由閉路流程試驗(yàn)結(jié)果可知，本試驗(yàn)采用方案Ⅰ可獲得較高質(zhì)量的銅精礦，其產(chǎn)率為4.00%，銅品位達(dá)25.31%，銅回收率為87.50%；但硫精礦硫品位只有29.05%。

圖3 單一銅礦閉路實(shí)驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程

由于原礦含有硫較低，切硫化物之硫大部分為黃銅礦之硫；另從礦物嵌布看，黃鐵礦呈它形-半自形晶浸染狀、星點(diǎn)狀分布于脈石中。要獲得合格硫精礦比較困難。因此推薦采用單一銅精礦方案，其流程及試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由方案Ⅱ獲得的銅精礦產(chǎn)出率為5.33%，銅品位為19.13%，銅回收率為88.13%；銅精礦含金為5.33g/t，金的回收率為89.55%。與方案Ⅰ比較，流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。

3 結(jié)論

某銅礦含銅礦物主要為黃銅礦，含銅品位較高，屬易選銅礦石。

采用混合浮選—銅硫分離流程可獲得產(chǎn)率、銅品位、銅回收率分別為4.00%、25.31%、87.50%的銅精礦，且銅精礦含金及金回收率分別為6.7g/t、84.52%；但難以獲得合格的硫精礦。

采用單一銅精礦流程可獲得產(chǎn)率、銅品位、銅回收率、含金及金回收率分別為5.33%、19.13%、88.13%、5.33g/t及89.55%的銅精礦。該流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，切生產(chǎn)成本低。若在該流程的粗選前添加石灰(如磨礦過程中)可大大提高銅精礦中銅的品位，限于時(shí)間未進(jìn)行詳細(xì)探討。

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