某白鎢礦伴生多金屬硫化礦選礦試驗研究

王延鵬，李松奕

（唐山陸凱科技有限公司，河北 唐山 063015）

我國鎢礦以白鎢礦為主，多為矽卡巖型鎢礦床、熱液充填多金屬型鎢礦床、巖漿后期高中溫熱液型礦床等類型，鎢礦通常與銅、鉬、錫、鉍、鈮、鉭以及金、銀等共伴生。目前，我國大多數大、中型鎢礦山都對伴生的有用金屬進行了綜合回收，其中主要回收的金屬有鉬、鉍及伴生的銅、鉛、鋅、錫、銀等有價元素[1-2]。伴生多金屬硫化礦具有極大的經濟利用價值，對其進行綜合回收能提高鎢資源的綜合利用價值，實現鎢資源利用的最大化，進而提高鎢礦山的經濟效益[3]。鎢礦石中伴生的多金屬礦物的種類、數量、粒度和相互共生狀況隨礦床的不同而異，其綜合回收的工藝流程不盡相同，難度均較大。加強鎢伴生多金屬礦的綜合回收，不僅能有效緩解鎢礦山企業的經濟壓力，提高企業的經營活力，助力礦山企業渡過難關，同時能夠有效回收各金屬礦物，緩解我國有色金屬、稀有金屬、貴金屬等礦產資源供應緊張的局面[4]。本文針對某白鎢礦伴生的銅、銀、硫多金屬礦進行了綜合回收試驗研究。其白鎢礦伴生的銀主要附存在方鉛礦中，因此，白鎢礦伴生多金屬礦的回收關鍵是銅、鉛的分離分選。銅、鉛的分離常用的方法為浮銅抑鉛法[5-9]，而抑銅浮鉛法因為銅有效抑制劑主要為劇毒氰化物，實際生產中較少采用。通過試驗研究，獲得了適宜的藥劑制度及工藝流程，獲得的銅精礦、銀精礦指標較好。

1 礦石性質

1.1 原礦多元素分析

原礦為矽卡巖型白鎢礦，其多元素分析結果見表1。

表1 原礦多元素分析結果 /%Table 1 Results of multi-element analysis of the run-of-mine ore

原礦多元素分析結果表明，除鎢以外，銅和銀品位分別為0.17% 和12.92 g/t，兩種元素具有綜合回收價值[1]。

1.2 原礦礦物組成

采用MLA 對原礦進行了自動礦物定量測定，測得的原礦礦物含量結果見表2。

表2 原礦礦物組成結果Table 2 Mineralogical composition of the run-of-mine ore

原礦礦物組成結果表明，原礦礦物種類多，脈石礦物含量高，種類繁雜，原礦中鎢礦主要是白鎢礦和鉬鎢鈣礦，銅礦主要是黃銅礦，其他硫化礦主要為黃鐵礦；原礦中的主要脈石礦物是鈣鐵榴石，其次是石英、方解石、白云石、鈣鋁榴石、透輝石和蒙脫石、高嶺土等礦物。

1.3 原礦銅、銀賦存狀態

銅、銀在原礦各礦物中的分配結果分別見表3、4。

表3 原礦中銅的賦存狀態Table 3 Distribution of copper in the run-of-mine ore

表4 原礦中銀的賦存狀態Table 4 Distribution of silver in the run-of-mine ore

表3、表4 結果表明，此礦石中銅礦主要為黃銅礦，銅的金屬分布率達到73.73%，其次是輝銅礦、斑銅礦和硫砷銅礦，三種礦物銅的金屬分布率為9.76%，則銅的理論回收率為83.49%；銀主要賦存在方鉛礦中，品位達到10900 g/t，銀金屬分布率為31.21%，其次銀嵌布在黃鐵礦中，雖然銀金屬分布率達到27.69%，但銀品位太低，僅為93.47 g/t，因此，銀的回收以回收方鉛礦中的銀為主，則銀的理論回收率為31.21%。

工藝礦物學研究表明，原礦中的主要脈石礦物鈣鐵榴石嵌布粒度較粗，磨礦細度-0.074 mm 70%時解離度達到90% 以上；原礦中的白鎢礦嵌布粒度較細，磨礦細度-0.074 mm 80% 時解離度達到90% 以上；原礦中的銅、銀、等硫化礦嵌布粒度最細，磨礦細度-0.074 mm 85% 以上時解離度接近90%。原礦目的礦物嵌布粒度的差異增加了銅、銀等多金屬硫化礦綜合回收的難度。

2 原則流程確定

原礦中含有近50% 的以鈣鐵榴石為主的具有弱磁性的脈石礦物，而原礦中白鎢礦、銅的硫化礦、方鉛礦和黃鐵礦等不具有磁性，因此，適宜采用強磁選預先拋尾；同時，由于該白鎢礦目的礦物嵌布粒度的差異性，磨礦工藝適宜采用階段磨礦。根據原礦工藝礦物學特性，在前期探索試驗基礎上，擬定原礦綜合回收銅、銀多金屬硫化礦的原則流程為強磁選- 銅銀全浮- 銅浮選- 銅硫分離流程，具體流程圖見圖1。

圖1 磁選- 浮選聯合工藝原則流程Fig. 1 Flowsheet of magnetic separation-flotation process

3 試驗研究及結果分析

3.1 磨礦細度試驗

工藝礦物學研究查定了鈣鐵榴石等磁性脈石在磁選場強0.8 T 至0.9 T 之間可進入磁性物中，因此，強磁選粗選磁選場強設定為0.8 T。磨礦細度試驗流程圖見圖2，試驗結果見表5。

圖2 磨礦細度試驗工藝流程Fig. 2 Flowsheet of grinding fineness test

表5 磨礦細度試驗結果Table 5 Results of grinding fineness test

試驗結果表明，隨著磨礦細度增加，磁性物中的銀品位和銅、銀回收率先明顯降低，而后緩慢降低，銅品位接近或相同；當磨礦細度從-0.074 mm 78.27% 增加到-0.074 mm 86.95% 時，磁性物中的銅相同、銀品位接近，且銅銀回收率變化小。綜合考慮磨礦成本及磁性物中銅、銀的損失，選擇磨礦細度-0.074 mm 78.27% 較為適宜。

3.2 銅銀全浮試驗

為了保證強磁選對磁性脈石尤其是其中影響白鎢礦浮選的含鈣磁性脈石的脫除效果，強磁選采用一粗一掃一掃精工藝進行選別，強磁選尾礦作為硫化礦浮選給礦。銅銀全浮調整劑采用碳酸鈉，捕收劑采用丁基黃藥，起泡劑采用2#油，丁基黃藥與2#油的藥劑用量為2 : 1。銅銀全浮粗選試驗流程見圖3。

3.2.1 碳酸鈉用量試驗

圖3 銅銀全浮試驗工藝流程Fig .3 Flowsheet of copper-silver full flotation

在丁基黃藥用量為30 g/t, 原礦、2#油用量為15 g/t, 原礦的條件下，對強磁選尾礦進行銅銀全浮粗選碳酸鈉用量試驗，試驗結果見表6。

表6 碳酸鈉用量試驗結果 /%Table 6 Results of sodium carbonate dosage test

由表6 結果可以看出，銅銀全浮粗選，添加碳酸鈉與不添加碳酸鈉相比，銅銀粗精礦中的銅、銀品位和回收率得到明顯提高，且銅銀粗精礦中銅、銀的品位隨碳酸鈉用量增加而增加，而銅、銀回收率先增加后減少，因此，綜合考慮銅銀粗精礦銅、銀品位和回收率，碳酸鈉添加量以500 g/t原礦為宜。

3.2.2 丁基黃藥用量試驗

在確定碳酸鈉用量為500 g/t，原礦后，進行了銅銀全浮粗選丁基黃藥用量試驗，試驗中2#油用量與丁基黃藥為1:2，銅銀全浮粗選丁基黃藥用量試驗結果見表7。

表7 丁基黃藥用量試驗結果/ %Table 7 Results of butyl xanthate dosage test

* 單位為g/t。

由表7 結果可知，銅銀粗精礦中銅、銀品位隨著丁基黃藥用量的增加而降低，銅、銀回收率隨丁基黃藥用量的增加而增加，綜合考慮粗精礦中銅、銀品位和回收率，確定丁基黃藥用量40 g/t. 原礦為宜。由于丁基黃藥與2#油用量為2:1，因此，確定2#油用量20 g/t 原礦為宜。

3.3 銅浮選試驗

對銅銀精礦（強磁尾礦一粗一掃一精閉路產品，工藝流程見圖6）進行了銅浮選試驗，采用活性炭（加入量50 g/t 原礦）對銅銀精礦進行脫藥，不使用石灰抑硫，避免了石灰的使用的銀回收率的影響。銅浮選捕收劑比較了常規的丁基黃藥、丁銨黑藥與高選擇性的Z200 藥劑，結果表明，Z200 選擇性捕收能力最好，可有效降低銀在銅精礦中的損失，因此，銅捕收劑采用Z200。銀抑制劑采用常規抑鉛藥劑高錳酸鉀。銅浮選粗選的工藝流程見圖4。

圖 3 銅銀全浮試驗工藝流程圖Fig .3 Flowsheet of copper-silver full flotation

3.3.1 銅浮選磨礦細度試驗

在重鉻酸鉀用量為300 g/t 原礦，Z 200 用量為20 g/t 原礦的條件下，進行了銅浮選磨礦細度試驗。磨礦細度試驗結果見表8。

表8 銅浮選磨礦細度試驗結果 %Table 8 Results of grinding fineness of coper flotation

由表8 結果可知，隨著磨礦細度的增加，銅硫粗精礦中的銅品位和回收率先增加后減小，而銀粗精礦中的銀品位一直增加，銀回收率先增加后減小，綜合考慮銅硫粗精礦中銅品位、回收率和銀粗精礦中銀品位和回收率，優先浮銅磨礦細度以-0.074 mm 87.30% 為宜。

3.3.2 銅浮選粗選重鉻酸鉀用量試驗

在銅銀精礦磨礦細度-0.074mm 87.30%、捕收劑Z 200 用量為20 g/t 原礦條件下，進行優先浮銅重鉻酸鉀試驗用量試驗。試驗結果見表9。

表9 銅浮選重鉻酸鉀用量試驗結果 %Table 9 Results of permanganate dosage

由表9 結果可知，隨著重鉻酸鉀用量增加，銅硫粗精礦中的銅品位增加，銅回收率降低，而銀粗精礦的銀品位先緩慢降低后快速降低，銀回收率先快速增加后緩慢增加，綜合考慮銅硫粗精礦中銅的品位和回收率及銀粗精礦中的銀品位和回收率，高錳酸鉀以200 g/t 原礦為宜。

3.3.3 銅浮選粗選Z 200 用量試驗

以銅銀精礦磨礦細度-0.074 mm 87.30%，重鉻酸鉀用量為200 g/t 原礦為條件，進行優先浮銅捕收劑Z 200 用量試驗，試驗結果見表10。

表10 銅浮選Z200 用量試驗結果 %Table 10 Results of Z200 dosage of copper flotation

由表10 結果可知，隨著捕收劑Z200 用量的增加，銅硫粗精礦中的銅品位緩慢降低而銅回收率先快速增加后緩慢增加，銀粗精礦中的銀品位先快速增加后緩慢增加而銀回收率較均勻減小，綜合考慮銅硫粗精礦中銅品位和回收率及銀粗精礦中銀品位和回收率，捕收劑Z200 用量以20 g/t 原礦為宜。

3.4 銅硫分離試驗

對銅硫精礦（一粗一掃一精閉路精礦產品，工藝流程見圖6），進行銅硫分離試驗，由于銅硫精礦中除銅礦物外的主要硫化礦為黃鐵礦和閃鋅礦，因此，銅硫分離采用石灰作硫抑制劑，硫酸鋅作鋅抑制劑。試驗工藝流程見圖5。

圖5 銅硫分離工藝流程圖Fig .5 Flowsheet of copper-silver separation

3.4.1 銅硫分離粗選石灰用量試驗

在硫酸鋅400 g/t 原礦、Z 200 用量10 g/t. 原礦的條件下，進行了銅硫分離粗選石灰用量試驗，試驗結果見表11。

表11 銅硫分離石灰用量試驗結果Table 11 Results of lime dosage in the separation of copper and sulfur

由表11 結果可知，隨著石灰用量的增加，銅粗精礦中的銅品位先快速增加后緩慢增加，銅回收率先緩慢降低后快速降低，綜合考慮銅粗精礦中的銅品位和回收率，石灰用量以1000 g/t 原礦為宜。

3.4.2 銅硫分離粗選ZnSO4用量

在石灰用量1000 g/t 原礦、Z 200 用量10 g/t 原礦的條件下，進行銅硫分離ZnSO4用量試驗，試驗結果見表12。

表12 銅硫分離ZnSO4 用量試驗結果Table 12 Results of ZnSO4 dosage in the separation of copper and sulfur

300銅粗精礦 0.61 21.24 76.23硫粗精礦 4.14 0.22 5.39合計 4.75 2.92 81.62 600銅粗精礦 0.54 23.88 75.86硫粗精礦 4.21 0.23 5.76合計 4.75 2.92 81.62 800銅粗精礦 0.51 23.96 72.31硫粗精礦 4.24 0.37 9.31合計 4.75 2.92 81.62

由表12 結果可知，隨著硫酸鋅用量的增加，銅粗精礦銅品位先快速增加后緩慢增加，銅回收率先緩慢降低后快速降低，綜合考慮銅粗精礦中銅的品位和回收率，硫酸鋅用量600 g/t，原礦為宜。

3.5 閉路試驗及結果

在詳細條件試驗的基礎上，進行了全流程閉路試驗，閉路工藝流程見圖6，試驗結果見表13。

圖6 綜合回收銅銀閉路試驗工藝流程Fig .6 Closed -circuit test process of comprehensive recovery copper and silver

表13 綜合回收銅銀閉路試驗結果Table 13 result of the locked cycle test

4 結 論

（1）某白鎢礦共伴生多種硫化礦，其中銅品位0.17%、銀品位12.92 g/t，達到綜合回收品位，銅、銀礦物是綜合回收的主要硫化礦物。但該白鎢礦礦物組成復雜，目的礦物嵌布粒度有差異，分選難度大。

（2）根據原礦工藝礦物學特點及大量探索試驗結果，確定采用強磁選- 銅銀全浮- 銅浮選- 銅硫分離工藝綜合回收該白鎢礦伴生銅、銀硫化礦全流程閉路試驗獲得了銅品位22.61%，銅回收率78.93% 的銅精礦，銀品位9185.50 g/t，銀回收率29.86% 的銀精礦。該試驗研究為此類白鎢礦綜合回收共伴生銅、銀多金屬硫化礦提供了技術依據。