超導磁選銅鉬分離試驗研究

2021-06-30 10:55:26王群迎劉觀發黃萬撫王澤凱

中國鉬業 2021年3期

王群迎，劉觀發，黃萬撫，夏青，王澤凱

(1.煙臺黃金職業學院，山東煙臺 265401) (2.江西理工大學資源與環境工程學院，江西贛州 341000)

0 引言

黃銅礦是最常見的銅礦物，是煉銅的主要原料。輝鉬礦為分布最廣的鉬礦物，是提煉鉬的最主要礦物[1-4]。銅鉬多為伴生礦，尤其是輝鉬礦常伴生于黃銅礦，各礦山選廠在浮選回收銅過程中，常把輝鉬礦一并富集在銅精礦中，有些礦山就以銅精礦銷售，而一些大型礦山則進行了銅精礦中浮選鉬，最終產出銅精礦和鉬精礦，實現了經濟效益提升。但這種銅鉬分離方式一直存在問題，黃銅礦和輝鉬礦可浮性接近，而且伴生緊密，要求磨礦細度高，導致浮選分離效果差[5-6]，一般在浮選前采用旋流器脫除細粒級，由于輝鉬礦呈片狀，在這一過程中造成輝鉬礦損失，此外，采用大量的浮選藥劑導致了水污染[7-8]，需嚴格進行處理，增加了生產成本[9-11]。如某銅礦采用抑銅浮鉬，僅硫化鈉用量就超過30 kg/t，旋流器脫藥導致細粒鉬礦物損失，最終鉬回收率不到50%，排水COD含量近2 000。因此，開發銅鉬分離的新工藝，特別是無污染，低成本的高效分離工藝迫在眉睫。本文采用超導磁選技術對某銅礦生產的銅精礦進行了銅鉬分離試驗研究，試驗表明，超導磁選可有效進行黃銅礦與輝鉬礦的分離，顯著提高鉬回收率。

1 試樣和分選設備

試驗用樣分別取自德興銅礦的兩個生產選礦廠的銅精礦礦漿(原礦)，經縮分制樣后備用。大山選廠原礦含銅28.09%、鉬0.63%；泗州選廠原礦含銅18.60%、鉬0.40%。雖然，兩個試樣的銅和鉬品位有差異，但主要性質相同，試樣粒度全部為-0.075 mm。

礦物組成分析表明試樣中主要為銅礦物，且均為黃銅礦；鉬礦物為輝鉬礦，還有少量黃鐵礦。這3種礦物的比磁化系數為黃銅礦比磁化系數136×10-9～900×10-9m3/kg，平均67×10-9m3/kg；輝鉬礦比磁化系數0.00～-0.28×10-9m3/kg，平均-0.098×10-9m3/kg；黃鐵礦比磁化系數70.36×10-9～11.30×10-9m3/kg，平均26.98×10-9m3/kg。可見，黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦間完全可能采用強磁場磁選進行分離。

試驗分選設備為山東華特股份有限公司生產的7.0T/100CGC低溫超導磁選機。采用菱形鋼棒介質網作為分選介質[12]。

2 超導磁選分離銅鉬精礦試驗

根據黃銅礦具弱磁性，輝鉬礦為非磁性的性質差異，人們早在高梯度強磁選機應用后，就考慮將強磁選應用于銅鉬分離，但因高梯度強磁選機磁場強度還是太低，一直沒有達到較好分離效果。本文基于超導磁選的強磁場特性，創新采用超導磁選進行黃銅礦、黃鐵礦與輝鉬礦分離試驗研究。

2.1 探索性試驗

對大山選廠原礦進行超導磁選探索性試驗研究，試驗設備采用7.0T/100CGC低溫超導磁選機，試驗工藝流程見圖1。原礦先經0.8 T中磁場進行除鐵質，磁場強度設為5.5 T，礦漿濃度20%，流速16 cm/s，進行兩次超導磁選分離試驗，試驗結果見表1。

圖1 試驗工藝流程圖

由表1可見，獲得銅精礦銅品位達30.45%，銅回收率大于81.33%，含Mo率由0.57%降至0.15%以下，表明超導磁選可以實現黃銅礦與輝鉬礦分離。

表1 試驗結果 %

表2 掃碼試驗結果 %

2.2 粗掃選流程試驗

為進一步提高銅鉬分離效率，對大山選廠的銅精礦(原礦)又在粗選基礎上增加了掃選試驗，同時磁場強度提高至7.0 T，工藝流程見圖2，試驗結果見表2。

圖2 掃選試驗工藝流程圖

由表2可見，試驗獲得銅精礦(銅精礦Ⅰ+銅精礦Ⅱ)銅回收率為91.63%，鉬精礦鉬回收率為84.20%。增加掃選有利于進行銅鉬分離,但銅精礦中含鉬仍偏高，大于0.1%。

3 磁場強度對超導磁選銅鉬分離的影響

在探索試驗研究基礎上，為了進一步降低銅精礦中鉬，提高鉬回收率，又開展了優化試驗。

3.1 磁場強度試驗

改變超導磁選的磁場強度，進行銅鉬分離試驗，對兩個選廠的銅精礦都進行了銅鉬分離，試驗工藝流程見圖1，試驗結果分別見表3和表4。

表3 磁場強度對大山選廠銅精礦銅鉬分離的影響

表4 磁場強度對泗州選廠銅精礦銅鉬分離的影響

由表3可見，就大山選廠的銅精礦而言，隨磁場強度提高銅精礦中銅回收率提高，由46.83%提高至80.90%，銅品位基本不變，而含鉬顯著降低，由0.48%降至0.085%；鉬精礦回收率明顯提高，由72.30%提高至89.96%。即提高磁場強度有利于銅鉬分離。

由表4可見，就泗州選廠的銅精礦而言，隨磁場強度提高銅精礦中銅回收率提高，由71.66%提高至82.96%，銅品位基本不變，鉬品位在0.04%～0.05%，也基本不變，其原因可能是該礦樣中銅鉬礦物解離充分，所以，達到了較理想的銅鉬分離效果，鉬精礦回收率均在90.31%以上。表明高磁場強度有利于銅鉬分離。

3.2 驗證試驗

選擇最佳試驗條件，即磁場強度7.0 T分別對上述兩個銅精礦進行銅鉬分離驗證試驗，試驗結果見表5。

由表5可見，大山選廠的銅精礦經銅鉬分離后獲得銅精礦產率為77.82%、銅品位29.60%、鉬品位0.09%、銅回收率81.99%、鉬損失率11.70%。鉬精礦產率22.18%、鉬品位2.48%、銅品位22.18%、回收率88.30%、銅損失率18.01%。泗州選廠銅精礦進行銅鉬分離后獲得銅精礦的產率為63.40%、銅品位24.51%、鉬品位0.05%、銅回收率83.53%、鉬損失率8.14%。鉬精礦產率36.60%、鉬品位1.00%、銅品位8.37%、回收率91.86%、銅損失率16.47%。銅鉬分離效果良好。