組合捕收劑在某銅冶煉渣選礦廠的試驗研究與生產實踐

王子濤，閆國輝，楊利平

（北方銅業股份有限公司，山西 運城 043700）

銅渣的綜合利用一直是行業研究熱門課題，目前國內外僅有浮選法獲得大規模工業應用。銅渣選礦常用的捕收劑有Z-200、黃藥、黑藥等。此外還有將幾種捕收劑聯合使用的，如江西銅業貴溪冶煉廠二次粗選時，將BK301和丁基黃藥作為組合捕收劑，取得了較理想的銅回收率[1]；西北礦冶研究院的田鋒，對國內某冶煉廠水淬銅爐渣進行了選礦試驗，以丁基黃藥和P3作為組合捕收劑，取得了較好的選礦指標[2]；江西東鄉銅礦的湯宏以Z-200和黃藥作為組合捕收劑，在原礦品位3.66%的情況下，取得銅精礦品位23.09%、銅回收率90.23%的生產指標[3]；日本小坂冶煉廠采用Z-200、AP-404作為組合捕收劑，在原礦品位7.00%的情況下，取得銅精礦品位40.00%、銅尾礦品位0.46%、銅回收率94.5%的生產指標。山西某公司銅冶煉渣選礦廠2014年建成投產，一直采用Z-200作為捕收劑，選礦指標較好。但是Z-200單價較高，導致選礦成本較高，為了降低渣選銅選礦成本，同時進一步優化選礦生產指標。開展了試驗研究。

1 試驗原料和方法

1.1 銅冶煉渣礦石性質

銅渣外觀呈黑色或黑綠色，性脆、堅硬、結構致密，密度約為3.5g/cm3～4g/cm3，含多種氧化物、硫化物、硫酸鹽及其它微量成分。主要成分有Cu、S、Fe、SiO2等，含量最多的是Fe、Si。銅礦物主要是含鐵銅硫化物、斑銅礦、輝銅礦、黃銅礦以及金屬銅，嵌布粒度粗細不均；脈石礦物主要為鐵橄欖石、玻璃體，其次為長石、白云母。銅渣多元素分析結果見表1、銅物相分析結果見表2。

表1 銅渣多元素分析結果/%

表2 銅的物相分析結果

1.2 試驗方法

在球磨機圓盤給料機處采集礦樣，經實驗室破碎、篩分、縮分后作為試驗礦樣，每次試驗礦樣用量為1.3kg。磨礦選用XMQΦ350×160型球磨機，由之前試驗研究及生產經驗可知，在目前的生產條件下，一段磨礦細度-74μm含量62%～66%、二段磨礦細度-45μm含量89%～93%，礦石即可達到良好的單體解離度，本次試驗沿用此磨礦制度。浮選采用1.5L、3.0LXFDⅣ型單槽浮選機，所有浮選藥劑均為工業級。

2 試驗研究

2.1 礦漿濃度條件試驗

為驗證礦漿濃度對快速浮選的影響，在磨礦細度-74μm含量65%、Z-200用 量400g/t、2#油用量100g/t的條件下，進行了礦漿濃度條件試驗，試驗流程見圖1，試驗結果見表3。由表3可知，隨著浮選濃度的增加，精礦品位提高、尾礦品位降低，故選擇高濃度浮選。

圖1 浮選流程

表3 礦漿濃度條件試驗結果

2.2 捕收劑種類條件試驗

2.2.1 單一捕收劑條件試驗

為探究不同捕收劑的捕收效果，在磨礦細度-74μm含量65%、捕收劑用量400g/t、2#油用量100g/t的條件下，對Z-200、丁基黃藥、P510、P4037四種捕收劑進行了對比試驗，試驗流程見圖1，試驗結果見表4。

表4 單一捕收劑條件試驗結果

由表4可知，在相同條件下，Z-200、P510、P4037得到的指標相近，精礦品位均較高，但是尾礦品位也較高；丁基黃藥的精礦品位及尾礦品位均較低，說明Z-200、P510、P4037這三種捕收劑選擇性較強，丁基黃藥捕收性較強。

2.2.2 組合捕收劑條件試驗

Z-200、P510、P4037捕收性相似，綜合考慮，選用Z-200和丁基黃藥作為組合捕收劑進行試驗，并與單一捕收劑條件試驗結果進行對比，試驗流程見圖1，試驗結果見表5。

表5 組合捕收劑條件試驗結果

由表5可知，使用Z-200和丁基黃藥作為組合捕收劑，綜合選礦指標比四種捕收劑單獨使用時好，故選擇Z-200和丁基黃藥的組合捕收劑作為快速浮選捕收劑。

2.3 礦漿pH值條件試驗

為探究pH值對捕收劑的影響，采用石灰調整礦漿pH值，在磨礦細度-74μm含量65%、Z-200用量250g/t、丁基黃藥用量150g/t、2#油用量100g/t的條件下，進行礦漿pH值條件試驗，試驗流程圖見圖1（石灰在磨礦時加入），試驗結果見表6。由表6可知，隨著石灰用量增加，精礦品位和尾礦品位均升高，但變化較小，為節省選礦成本，后續試驗中不添加石灰。

表6 礦漿pH值條件試驗結果

2.4 快速浮選捕收劑用量條件試驗

2.4.1 快速浮選Z-200用量條件試驗

在磨礦細度-74μm含量65%、使用Z-200和丁基黃藥作為組合捕收劑、丁基黃藥用量150g/t、2#油用量100g/t的條件下，進行Z-200用量條件試驗，試驗流程見圖1，試驗結果見表7。

表7 Z-200用量條件試驗結果

由表7可知，隨著Z-200用量增加，精礦品位先增加后降低，尾礦品位先降低后趨于穩定，綜合考慮，快速浮選Z-200用量選擇220g/t。

2.4.2 快速浮選丁基黃藥用量條件試驗

在磨礦細度-74μm含量65%、使用Z-200和丁基黃藥作為組合捕收劑、Z-200用量220g/t、2#油用量100g/t的條件下，進行了丁基黃藥用量條件試驗，試驗流程見圖1，試驗結果見表8。

表8 丁基黃藥用量條件試驗結果

由表8可知，隨著丁基黃藥用量增加，精礦品位及尾礦品位均不斷降低，綜合考慮，快速浮選丁基黃藥用量選擇125g/t。

2.5 粗掃選丁基黃藥用量條件試驗

粗掃選重在降低尾礦品位，選擇捕收性較強的丁基黃藥作為捕收劑。在一段磨礦細度-74μm含量65%，二段磨礦細度-45μm含量90%，快速浮選Z-200用量220g/t、丁基黃藥用量125g/t、2#油用量100g/t，粗掃選2#油用量45g/t的條件下，進行粗掃選丁基黃藥用量條件試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見表9。

圖2 浮選流程

表9 丁基黃藥用量條件試驗結果

由試驗結果可知，隨著丁基黃藥用量增加，精礦品位基本穩定，尾礦品位先降低后趨于穩定，綜合考慮，粗掃選丁基黃藥用量選擇450g/t。

2.6 全流程閉路試驗

閉路試驗是考查中礦返回對浮選過程的影響，包括中礦循環引起的藥劑用量變化，中礦帶來的礦泥積累產生的不利影響等。為此，根據浮選條件試驗結果，進行了全流程閉路試驗，試驗流程見圖3，試驗結果見表10。

圖3 閉路試驗工藝流程

表10 全流程閉路試驗結果

2.7 工業試驗

根據實驗室試驗結果，進行了工業試驗，根據工業試驗情況，對藥劑制度進行了調整，最終藥劑制度見表11、工業試驗結果見表12。

表11 最終藥劑制度

表12 工業試驗結果

3 結論

①通過試驗研究，確定快速浮選添加Z-200和丁基黃藥、粗掃選添加丁基黃藥的捕收劑制度，降低了Z-200用量，節約了選礦藥劑成本。②與2017年相比，2018年精礦品位由18.988%提高到20.046%，尾礦品位由0.293%降低到0.291%，優化了選礦指標。③除了銅之外，銅冶煉渣中的鐵也是具有回收價值的元素，應該對其作進一步的研究，以確定銅渣中的鐵的可利用性。