某銅鉬鎢礦石浮選分離試驗研究

譚 欣，王中明，趙 杰，劉 方

(1.北京科技大學土木與環境工程學院，北京 100083；2.北京礦冶研究總院 礦物加工科學與技術國家重點實驗室，北京 102628)

某銅鉬鎢礦石浮選分離試驗研究

譚 欣1,2，王中明2，趙 杰2，劉 方2

(1.北京科技大學土木與環境工程學院，北京 100083；2.北京礦冶研究總院 礦物加工科學與技術國家重點實驗室，北京 102628)

對某含銅鉬鎢礦石進行了浮選分離工藝研究。試樣為鎢重選毛砂，除鎢礦物外，還富含銅、鉬等有價金屬硫化礦物。采用銅鉬混合浮選-銅鉬分離的浮選工藝，綜合回收試樣中的鎢、銅、鉬。銅鉬混合浮選時，采用高效活化劑BK546，有利于降低鎢精礦的硫含量，并提高銅鉬回收率。閉路試驗獲得鉬精礦含鉬57.90%、銅0.68%、鉬回收率96.44%；銅精礦含銅37.32%、銅回收率99.64%；鎢精礦含WO368.12%、銅0.025%、鉬0.005%、鎢回收率97.30%。實現了礦石中鎢、銅、鉬的有效分離回收。

選礦工程；銅-鉬-鎢礦石；浮選；活化劑BK546；銅鉬分離

鎢礦大多伴生有硫化礦物，這些硫化礦物主要含銅、鉬、鉛、鋅、銀等有價金屬，因其具有較高的比重，因而在鎢礦物重選過程中隨鎢的粗選而富集到重選毛砂中，并在鎢精選加工中通過枱浮和浮選脫除。這部分硫化礦因有價金屬多，已成為鎢選廠綜合回收伴生有價金屬的主要原料[1-4]。目前對于鎢重選毛砂中含銅、鉬、鋅等硫化礦的浮選分離，分為有氰工藝和無氰工藝。有氰工藝利用氰化物抑銅、鋅等浮鉬，分離效果較好，但藥劑費用較高且氰化物有劇毒，嚴重污染環境。無氰工藝采用的銅、鋅抑制劑有兩種：一種是硫酸鋅、亞硫酸(或其鹽類)等無機抑制劑，存在抑制作用較弱，適應性較差，藥劑用量較大，對浮選操作技術的要求較高等缺陷；另一種是小分子量的有機抑制劑，其特點是抑制能力遠強于無機抑制劑，且用量較少，便于操作控制，但藥劑的穩定性不及氰化物[5]。由于各鎢礦山枱浮硫化礦所含有價金屬各不相同，可浮性也不盡一致，因此所采用的選礦流程也有所不同[7-10]。針對鐵山垅鎢礦的鎢重選毛砂枱浮和鎢細泥浮選脫出的含鉬、銅、鋅、鉍、鐵混合硫化礦，采用鉬、銅、鋅的選擇性捕收劑和高效調整劑組合順序優先浮選鉬、銅(鉍)、鋅(鉍)，銅精礦和鋅精礦再重選搖床分選鉍的無氰分離工藝替代原氰化物工藝，實現了這種多金屬復雜硫化礦的浮選分離[3]。某鎢錫礦選廠采用“鉬銅混浮-鉬銅分離，鋅硫混浮-鋅硫分離”的浮選分離技術綜合回收了枱浮硫化礦和尾礦中的鉬、銅、鋅等有價礦物[6]。大余選冶廠枱浮硫化礦是一種富含鎢、鉬、鉍、銅、鉛、鋅、硫、銀的復雜多金屬礦石，由于鉍氧化率較高且各種硫化物間可浮性相近，采用浮選分離精礦互含嚴重，鉍精礦品位和回收率不高。故采用化學浸鉍，浸出液水解產出氯氧鉍，浸渣經洗滌脫藥后進行鉬、銅、鉛、鋅、硫浮選，浮選尾礦用枱床回收鎢錫[7]。半邊山選廠在黑鎢精選過程中，采用“優先浮鉬-鉍銅混浮-鉍銅分離”原則流程對伴生硫化礦進行綜合回收，采用硫酸鋅+氰化鈉混合抑制劑抑鉍銅浮鉬；采用石灰抑制黃鐵礦，丁黃藥作捕收劑，混浮鉍銅，然后以氰化鈉和石灰組合抑制劑抑銅浮鉍進行鉍銅分離[8]。本文針對江西某鎢礦-2 mm重選毛砂為試樣進行浮選分離試驗研究，該試樣中除主要含有黑鎢礦和白鎢礦外，還伴生有黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、輝鉬礦以及少量的毒砂、黃鐵礦等硫化礦物。本文主要綜合回收鎢、銅和鉬，為礦山開發利用該類資源提供科學依據。

1 試樣及研究方案

1.1 試樣

試驗原料為江西某鎢礦提供的-2 mm黑鎢礦重選跳汰毛砂。原礦中鎢主要是以黑鎢礦的形式存在，黑鎢礦中的WO3占78.52%，其次白鎢礦中的WO3占21.25%。銅主要是以硫化銅的形式存在，其中原生硫化銅中的銅占總銅的91.83%，次生硫化銅中銅占7.65%。鉬主要是以硫化鉬的形式存在，占97.62%，另外有2.38%的鉬以氧化鉬的形式存在。試樣中可回收的有價金屬主要為鎢、銅、鉬、銀，需回收的有價礦物主要為黑鎢礦、白鎢礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、輝鉬礦、銅藍、輝銅礦、藍輝銅礦等。脈石礦物主要是石英，其次有少量白云母、長石、毒砂、黃鐵礦等。試樣的主要元素化學分析見表1。

注: *單位為g·t-1。

1.2 試驗方案

就鉬、銅硫化礦物而言，可供選擇的浮選方案主要有：①鉬、銅依次優先浮選[1,8]；② 鉬銅混浮再分離[6,11-12]。根據本研究試樣的性質，對于這種含銅鉬硫化物鎢礦石的分離，試驗采用銅鉬混合浮選，銅鉬混合精礦再浮選分離的分離工藝。選礦工藝原則流程見圖1。

圖1 選礦工藝原則流程

1.3 試驗方法與設備

試驗采用XMQ-240×90錐形球磨機進行磨礦，采用XFD系列單槽浮選機和XFG系列掛槽浮選機進行浮選，容積分別為1.5 L和0.75 L。試驗用水為北京自來水，試驗所用浮選藥劑水玻璃、硫化鈉、煤油、BK546、丁基黃藥、BK-204均為工業純，其中BK546和BK-204為北京礦冶研究總院研發，BK546為銅鐵等硫化礦物的高效活化劑。水玻璃和丁基黃藥配成1%的溶液加入，油類藥品煤油、BK-204和固體調整劑硫化鈉、BK546直接加入。

2 試驗結果與討論

2.1 銅鉬混合浮選試驗

進行了銅鉬混合粗選的磨礦細度，活化劑、捕收劑的用量以及銅鉬混合精礦精選的再磨細度和抑制劑水玻璃用量試驗，它們與指標的關系分別見圖2～7。

圖2 磨礦細度對銅、鉬浮選指標的影響

圖3 活化劑種類對銅、鉬浮選指標的影響

圖4 BK546對銅、鉬浮選指標的影響

圖5 丁基黃藥對銅、鉬浮選指標的影響

圖6 水玻璃對銅鉬混合精礦精選指標的影響

圖7 再磨細度對銅鉬混合精礦精選指標的影響

從圖2可知，在BK546用量為2 000 g/t，丁基黃藥用量為200 g/t，BK-204用量為20 g/t的條件下，隨著磨礦細度的增加，鎢粗精礦中銅鉬硫的脫除率均較高，當磨礦細度大于90%-0.074 mm時，銅鉬混合粗精礦中鎢含量又逐漸增加，鎢的損失逐漸增大。綜合考慮，選取磨礦細度為-0.074 mm占90%進行后續試驗。從圖3可知，添加活化劑BK546有助于鎢粗精礦浮選脫硫，銅鉬混合粗精礦中鎢的損失較少。從圖4可知，隨著BK546用量的增加，鎢粗精礦的浮選脫硫率均保持在97%以上，而銅鉬混合粗精礦中鎢含量和鎢的損失率均逐漸降低；當BK546用量大于1 000 g/t時，銅鉬混合粗精礦中鎢含量和鎢的損失率均變化不大。綜合考慮，適宜的BK546用量為1 000 g/t。從圖5可知，丁基黃藥對銅鉬等硫化礦物均有較強的捕收作用，而對鎢的影響不大。綜合考慮，丁基黃藥用量選取100 g/t。從圖6可知，水玻璃對銅鉬混合精礦中銅的影響較小，并能降低鎢在混合精礦中的損失，但鉬回收率隨著水玻璃用量的增加而降低。綜合考慮，水玻璃用量以100 g/t為宜。為了進一步降低鎢在混合精礦中的損失，進行了混合精礦再磨試驗。從圖7可知，對銅鉬混合精礦適當再磨有助于降低混合精礦中鎢的損失。適宜的再磨細度為-0.038 mm占81.97%。

2.2 銅鉬浮選分離試驗

銅鉬混合浮選粗精礦再磨精選兩次后作為銅鉬浮選分離給礦。進行了銅鉬浮選分離粗選的抑制劑硫化鈉用量試驗，它們與指標的關系見圖8。從圖8可知，硫化鈉對銅礦物有較強的抑制作用。隨著硫化鈉用量的增加，鉬粗精礦中銅、鎢的回收率逐漸降低，而鉬品位和回收率逐漸增加。綜合考慮，硫化鈉用量選取1 600 g/t。

圖8 硫化鈉對銅、鉬浮選分離指標的影響

2.3 閉路試驗

閉路試驗采用銅鉬混合浮選-銅鉬分離的工藝流程，試驗流程圖如圖9所示，試驗結果見表2。從表2可知，采用如圖9所示的工藝流程和藥劑制度可實現該礦石銅、鉬、鎢的浮選分離。閉路試驗獲得鉬精礦含鉬57.90%、銅0.68%、鉬回收率96.44%；銅精礦含銅37.32%、銅回收率99.64%；鎢精礦含WO368.12%、銅0.025%、鉬0.005%、鎢回收率97.30%。

表2 閉路試驗研究結果(單位：%)

圖9 銅鉬鎢浮選分離閉路試驗流程圖

3 結論

1)試樣為含銅鉬的鎢重選毛砂。需回收的目的礦物主要為黑鎢礦、白鎢礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、輝鉬礦、銅藍、輝銅礦、藍輝銅礦等。脈石礦物主要是石英，其次有少量白云母、長石、毒砂、黃鐵礦等。

2)采用銅鉬混合浮選-銅鉬分離的浮選工藝實現了礦樣中銅、鉬、鎢的浮選分離。閉路試驗獲得鉬精礦含鉬57.90%、銅0.68%、鉬回收率96.44%；銅精礦含銅37.32%、銅回收率99.64%；鎢精礦含WO368.12%、銅0.025%、鉬0.005%、鎢回收率97.30%。

3)該工藝采用的BK546活化劑無毒、高效，可實現目的礦物的高效綜合回收。

[1] 方能香，胡斌．鉬、鉍、銅、鎢多金屬礦石選礦試驗研究[J]．金屬礦山，2005(1)：39-41．

[2] 李愛民．行洛坑鎢礦伴生鉬銅鉍浮選分離新工藝研究[J]．金屬礦山，2012(4)：74-78．

[3] 譚欣，王中明，趙杰，等．含鉬、銅、鋅、鉍多金屬硫化礦無氰分離工藝研究[J]．稀有金屬，2015，39(4)：350-356.

[4] 宋振國，孫傳堯，王中明，等．中國鎢礦選礦工藝現狀及展望[J]．礦冶，2011，20(1)：1-7.

[5] 葉雪均，邱樹敏．江西某銅鉍多金屬礦石無氰銅鉍分離浮選試驗[J]．金屬礦山，2009，39(12)：80-82.

[6] 葉雪均，張亞娟，劉軍. 某鎢錫礦枱浮中尾礦鉬銅鋅浮選試驗研究[J]. 中國鎢業，2006，21(6)：23-24.

[7] 李明新，謝家釗．鎢礦枱浮硫化礦浸鉍新工藝試驗研究[J]．南方冶金學院學報，1991，12(4)：320-326.

[8] 劉日和．黑鎢礦伴生硫化礦回收工藝改進[J]．江西有色金屬，2005，19(2)：23-25.

[9] 肖云．含鉬、銅、鉍硫化礦浮選分離的研究[J]．礦冶工程，1989，9(1)：31-34.

[10] 葉雪均，豐章發，劉麗，等. 鎢礦山多金屬硫化礦回收研究[J]. 世界有色金屬，2009，(2)：32-33.

[11] 郭月琴，孫志勇，吳天驕，等．某鉬銅硫多金屬礦鉬銅混合浮選分離研究[J]．中國鉬業，2014，38(4)：32-37.

[12] 嚴海軍，向宇，宋永勝. 復雜鉬銅鐵多金屬礦的綜合利用研究[J]. 稀有金屬，2011，35(1)：89-95.

2016中國礦業十大新聞(下)

6.中國金屬礦業最大宗海外并購項目投產。1月28日，中國五礦集團公司旗下五礦資源有限公司對外發布公告，宣布其所屬秘魯Las Bambas銅礦正式投產，這標志著中國金屬礦業史上迄今實施的最大境外收購——邦巴斯銅礦的建設、調試工作已按期完成，取得了重要階段性成果。

7.我國南海發現規模空前“可燃冰”分布區。6月25日，國土資源部中國地質調查局在廣州發布消息：我國使用自主研制的“海馬”號4 500 m級無人遙控潛水器，在南海珠江口盆地西部海域首次發現了海底規模空前的活動性“冷泉”，并命名為“海馬冷泉”。 據悉,“海馬冷泉”呈東西向條帶狀展布，水深為1 350～1 430 m，面積約為618 km2，其中已探查發現有“冷泉”活動的區域約350 km2。

8.中國建材行業組建“超級航母”。8月22日，經報國務院批準，中國建筑材料集團有限公司與中國中材集團公司實施重組。作為中國第一大和第二大建材集團，中國建材和中材集團兩家大型央企的重組獲批，宣告一個總資產超過5 000億元人民幣的新集團產生。

9.洛陽鉬業成功收購海外銅鈷項目。4月28日，洛陽鉬業發布公告，擬以15億美元收購全球礦業巨頭英美資源集團(Anglo American PLC)位于巴西的優質鈮(AANB公司)和硝酸鹽(AAFB公司)業務。5月9日，公司發布公告擬斥資26.5億美元，收購全球礦業巨頭自由港麥克米倫公司(FCX)位于剛果(金)的TenkeFungurume銅鈷礦56%股權;兩大項目合計收購金額高達41.5億美元(約270億元人民幣)。5月20日晚間洛陽鉬業發布非公開發行A股股票預案，擬募集資金總額不超過180億元，用于收購巴西鈮、磷資產項目和剛果(金)銅、鈷資產項目。

10.中國石化再次發現世界級油田。9月初，中國石化宣布，在塔里木盆地順北油田勘探取得重大突破，順北油田位于塔里木盆地中西部，資源量達到17億t，其中石油12億t、天然氣5000億m3。此前，在2015年順北1-1H井已經測試獲高產穩產油氣流，日產原油185 t、天然氣9萬m3，且原油屬高品質原油。隨后中國石化在該地區部署6口井日產均超百噸。

Flotation separation study of a copper-molybdenum-tungsten ore

TAN Xin1,2，WANG Zhongming2，ZHAO Jie2，LIU Fang2

(1. Civil and Environmental Engineering School, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. State Key Laboratory of Mineral Processing, Beijing General Research Institute of Mining & Metallurgy, Beijing 102628, China)

In this paper, the flotation separation of a gross sand of gravity separation of tungsten richly containing Cu and Mo sulfide minerals obtained by jigging process was studied. According to the above sample’s property, the process of bulk flotation of copper and molybdenum minerals, and then flotation separation of copper and molybdenum minerals was adopted. The effective activator BK546 was used to reduce the content of sulfur in tungsten concentrate and improve the recoveries of copper and molybdenum. The results of the closed circuit obtained a molybdenum concentrate with Mo grade of 57.90%, Cu grade of 0.68% and molybdenum recovery rate of 96.44%; a copper concentrate with Cu grade of 37.32% and copper recovery rate of 99.64%; a tungsten concentrate with WO3grade of 68.12%, Cu grade of 0.025%, Mo grade of 0.005% and WO3recovery rate of 97.30%. It can be achieved the effective separation recovery of the tungsten, copper and molybdenum minerals from the ore by using the new process studied.

mineral processing; copper-molybdenum-tungsten ore; flotation; activator BK546; Cu-Mo flotation separation

2016-12-31

“十二五”國家科技支撐計劃課題資助(編號：2012BAB10B03)

譚欣(1968-)，男，北京科技大學土木與環境工程學院礦物加工工程專業博士研究生，北京礦冶研究總院教授級高級工程師，中國有色金屬學會會員，主要從事復雜難處理礦石分離技術研究，E-mail：tan_x@bgrimm.com。

TD95

A

1004-4051(2017)03-0117-05