自然pH值下銅硫分離試驗*

甘 恒 陳建華

(廣西大學資源與冶金學院)

?

自然pH值下銅硫分離試驗*

甘 恒 陳建華

(廣西大學資源與冶金學院)

針對陜西某選礦廠的礦石性質，采用新型高效抑制劑D82代替石灰進行了銅硫分離試驗。試驗結果表明：新型高效抑制劑D82能夠完全取代石灰，在自然pH值下進行銅硫分離，并獲得銅品位為18.49%、銅回收率為91.17%的銅精礦；試驗指標較為理想，比用傳統石灰工藝銅精礦品位提高了6.07個百分點，回收率提高了1.03個百分點。工業試驗驗證了小試結果，采用D82抑制劑能夠在無石灰條件下實現銅硫浮選分離。

自然pH值 銅硫分離 抑制劑 無石灰工藝

全球礦產資源稀缺，且隨著礦產資源的不斷開采，總儲量日益減少，為了滿足現代工業的發展需求，必須回收低品位的有用礦物，對礦產資源進行綜合回收利用。陜西某鉬礦伴生多種金屬礦物，除輝鉬礦之外，還伴生有黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦等有用礦物，為了充分利用礦產資源，提高經濟效益和社會效益，延長礦山的壽命，對選鉬尾礦進行了銅、硫、鐵的綜合回收利用。但是，在選鉬過程中大量使用了磷諾克斯對黃銅礦進行抑制，且選鉬過程中殘留了磷諾克斯、煤油、巰基乙酸鈉、2#油等大量浮選藥劑，給后續的銅硫選別造成了巨大的難題[1-3]。

陜西某選礦廠在銅硫混合精礦浮選過程中，現場采用傳統方法，即在礦漿中加入大量石灰，形成高堿度的礦漿環境來實現銅硫分離[4]，但是現場在加入大量石灰后存在諸多弊端：①現場粉塵過大，給現場的操作工人帶來了巨大的職業危害；②石灰不易儲存，且礦山所處環境比較潮濕，每次得少量購買，供需矛盾大；③石灰制乳、添加均比較困難，準確添加量不易控制；④使用石灰會使礦漿變得黏稠，造成結垢，致使管道堵塞；⑤添加石灰受殘余藥劑影響較大，現場在未使用臥式螺旋沉降離心機進行脫藥脫泥時，使用石灰時銅硫分離效果一般[5-7]；⑥石灰的大量使用，給后續選硫工藝造成困難[8]。為了解決該技術難題，開發出了一種新型高效硫化礦浮選抑制劑(代號：D82)。D82為白色粉狀至膏狀固體，易溶于水，對黃鐵礦具有較強的抑制作用，能夠完全取代石灰，在原始礦漿pH值的環境下抑制黃鐵礦，實現銅硫混合精礦的有效分離。

1 礦石性質

原礦中礦物組成較為豐富，硫化礦物有黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、閃鋅礦、方鉛礦等，氧化礦物有磁鐵礦、錫石等，碳酸鹽礦物有方解石，硅酸鹽礦物有石英、斜長石、鉀長石、黑云母等。原礦中礦物組成及元素分析分別見表1、表2。

表1 原礦化學多元素分析結果 %

表2 原礦礦物組成及含量測定結果 %

2 試驗流程

進行銅硫分離試驗的物料是選礦廠未經濃密脫藥脫泥的選鉬精選尾礦，采集后均勻分樣供試驗使用。試樣礦物顆粒比較細，-0.023 mm粒級含量達80%左右，礦漿濃度約為20%，礦漿中殘留了磷諾克斯、巰基乙酸鈉、煤油、2#油等大量浮選藥劑，藥劑成分多，性質較為復雜，因素多變，礦石泥化嚴重，細顆粒之間普遍團聚罩化。試驗流程見圖1，捕收劑為Z-200，用量參照現場用量，粗選用量為50 g/t。

圖1 粗選試驗流程

3 試驗結果與討論

3.1 石灰用量試驗

選礦廠現用石灰作為黃鐵礦的抑制劑，為此進行了石灰用量條件試驗作為參照對比，試驗結果見圖2。

圖2 石灰用量試驗結果

由圖2可見，當石灰用量為1 000 g/t(pH值約為8)時，試驗效果最好，精礦銅品位為2.41%、回收率為62.44%，浮選指標均相對處于一個較高水平；當石灰用量超過1 000 g/t時，回收率明顯下降；當石灰用量達3 000 g/t時，精礦銅品位、回收率均不高，分別為1.42%、43.71%；可見，適量的石灰可以抑制黃鐵礦，能夠改善浮選條件，提高銅精礦的質量[9]，但隨著石灰用量的增加，pH值增高，礦漿明顯變得黏稠，精礦銅品位、回收率均有下降的趨勢[10]，故確定石灰用量為1 000 g/t。

3.2 新型抑制劑D82用量試驗

D82易溶于水，故將藥劑按照一定物質的量濃度配置成水溶液添加到浮選槽內，按圖1試驗流程進行D82抑制劑用量試驗，試驗結果見圖3。

圖3 D82用量試驗結果

由圖3可見，新型抑制劑D82有明顯抑制黃鐵礦的作用，當D82用量為300 g/t時，粗精礦銅品位和回收率分別為3.52%和76.50%；隨著抑制劑D82用量的增加，粗精礦銅品位、回收率均上升，在D82用量為500 g/t時，粗精礦銅品位、回收率達到最大值，分別為3.72%和81.95%；當D82用量超過500 g/t時，粗精礦銅品位及回收率均有下降的趨勢，分析原因可能是D82用量大，抑制作用過強的緣故；故確定D82的最佳用量為500 g/t。

3.3 閉路對比試驗

在確定抑制劑用量后，參照現場生產指標及浮選流程，試驗確定在新藥劑D82和石灰的試驗室小型閉路試驗中采用1粗2精2掃流程，試驗流程見圖4，試驗結果見表3。

由表3可知，在工藝流程和其他作業條件相同的情況下，采用新型抑制劑D82的銅硫分離效果要明顯優于使用傳統石灰做抑制劑的分離效果[11]；采用新型抑制劑D82獲得的精礦銅品位為18.49%、回收率為91.17%，試驗指標較為理想，比用石灰做抑制劑精礦銅品位高出6.07個百分點，回收率略高一些；可見，新型抑制劑D82不僅能夠完全取代石灰進行低堿度銅硫分離，而且獲得的浮選指標比使用石灰的效果更好。

圖4 閉路試驗流程

抑制劑種類抑制劑用量/(g/t)產品名稱產率/%銅品位/%銅回收率/%D82粗選：400精選1：60精選2：40銅精礦4．6818．4991．17尾礦95．320．098．83原礦100．000．95100．00石灰粗選：1000精選1：600精選2：300銅精礦6．1612．4290．14尾礦93．840．099．86原礦100．000．85100．00

3.4 工業試驗

為了驗證新型抑制劑D82在實際工業上的使用效果進行了工業試驗，自然pH值下銅硫分離工業試驗從8月12日開始到9月1日中班結束，一共運行21 d共計62個班，取得的平均試驗結果銅精礦品位為20.58%、銅回收率為91.08%，工業試驗驗證了小試結果[12]。

4 結 論

(1)陜西某選礦廠采用新型抑制劑D82能夠完全取代傳統石灰實現銅硫分離，采用D82可獲得銅品位為18.49%、銅回收率為91.17%的銅精礦，比使用傳統石灰工藝銅精礦品位提高了6.07個百分點，回收率提高了1.03個百分點。

(2)工業試驗驗證了小試結果，采用D82抑制劑能夠在無石灰條件下實現銅硫浮選分離，銅品位達20%，銅回收率超過90%。

[1] 郭小宏.金堆城鉬精尾綜合回收銅、硫的實踐[J].中國鉬業，1997，21(2)：149-153.

[2] 劉雁鷹,楊秦莉.金堆城鉬尾礦中銅鐵硫的綜合回收[J].中國礦山工程，2004，33(3):15-17.

[3] 杜新路，程景峰，張 攀，等.提高金堆城鉬礦選銅回收率的試驗研究[J].中國鉬業，2006，30(1):20-22.

[4] 李曉波，夏國進，余夏靜，等.某復雜銅硫礦低堿度銅硫分離的工藝研究[J].礦冶工程，2011(4):59-62.

[5] 歐樂明，馮其明,陳建華，等.低堿度銅硫分離新工藝工業應用[J].湖南有色金屬，2001，17(2):9-11，30.

[6] 余新陽，周 源，鐘 宏.低堿度銅硫分離抑制劑及抑制機理的研究[J].金屬礦山，2008(9):65-67.

[7] 李宗站，劉家弟，朱仁峰.國內銅硫浮選分離研究現狀[J].現代礦業，2010(3)：12-15.

[8] 匡敬忠，李永峰，劉德華.銅硫分離中抑制劑的應用[J].礦業研究與開發，2013(10)：51-54.

[9] 余新陽，周 源.銅硫分離中無機抑制劑的研究[J].礦冶工程，2005，25(4):33-35，38.

[10] 熊道陵，張 輝，汪 楊，等.一種新型有機抑制劑的銅硫分離效果[J].金屬礦山，2015(6):59-64.

[11] 周 源.大冶鐵礦無石灰銅硫分離工藝的研究[J].金屬礦山，2002(2):34-35，53.

[12] 詹信順，鐘 宏，劉廣義.低堿度銅硫分離高效抑制劑的研究[J].有色金屬：選礦部分，2009(2):36-40.

Experiment on Cu-S Separation under Natural pH

Gan Heng Chen Jianhua

(Institute of Resources and Metallurgy, Guangxi University)

According to characteristics of ore from Shaanxi Province, new effective depressant D82 was used to instead of lime for the flotation separation of Cu-S. Results indicated that Cu-S separation can be carried out successfully by using D82 depressant instead of lime under the natural pH. Copper concentrate with copper grade of 18.49% and recovery of 91.17% was obtained. Test results are more ideal than the traditional lime process. The copper concentrate grade has increased by 6.07 percentage points and recoveries has increased by 1.03 percentage points. Industrial test results verified the small scale test results. Using D82 can successfully separate Cu-S without lime.

Natural pH， Cu-S separation， Depressant， Process without lime

*國家自然科學基金項目(編號：50864001);廣西科學研究與技術開發計劃重大專項項目(編號：桂科重1298002-4)。

2016-09-28)

甘 恒(1992—)，男，碩士，530004 廣西南寧市大學東路100號。