安徽某鐵硫銅多金屬礦石綜合回收試驗研究

王志豐 李國棟，2 彭貴雄 陳杜鵑

（1.西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900；2.江西理工大學資源與環境工程學院，江西 贛州 341000）

隨著礦產資源的持續開發利用，我國單一易處理礦石逐漸減少，礦產資源“貧、細、雜”的特點日益突出，加強共伴生礦產資源的綜合回收已成為我國資源開發的必然趨勢［1-3］。共伴生礦通常伴生元素含量較低，礦石組成相對復雜，各種礦物間共生緊密，嵌布關系復雜，屬于難選礦石。因此，確定經濟合理的選礦工藝對綜合回收該類礦石資源至關重要。

安徽某含銅鐵礦石為典型的多金屬共伴生礦石，鐵、銅、硫、鈷品位分別為43.13%、0.25%、1.25%和0.013%，具有綜合回收價值。為確定適宜的綜合回收工藝流程，基于礦石性質，開展了系統的選礦試驗研究。

1 礦石性質

1.1 礦石化學成分及礦物組成分析

對礦石進行化學成分及礦物組成分析，結果分別見表1、表2。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

由表1可知，礦石中主要可回收組分為Fe、Cu，Co、S，Au可作為伴生元素回收。

由表2可知，礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦，少量黃鐵礦、黃銅礦，微量赤鐵礦、磁赤鐵礦、磁黃鐵礦等，主要非金屬礦物為蛇紋石、透輝石、透閃石等。

1.2 礦石中主要礦物的嵌布關系

（1）磁鐵礦。磁鐵礦嵌布粒度普遍較粗，較易選，少量與黃鐵礦形成布紋狀結構。

（2）黃銅礦。黃銅礦在礦石中分布不均勻，粒徑范圍較廣，多呈不規則狀充填在磁鐵礦或脈石裂隙間。

（3）黃鐵礦。黃鐵礦產出狀態比較復雜，以結晶粒狀為主，膠狀黃鐵礦次之，黃鐵礦表面不平整，粒徑較細；黃鐵礦與黃銅礦關系較密切，多被黃銅礦交代，二者常形成布紋狀結構，較難單體解離。

（4）磁黃鐵礦。磁黃鐵礦較少，分布不均勻，多呈他形粒狀被黃銅礦包裹，界限清楚，容易解離，少量磁黃鐵礦與硫鎳鈷礦形成固溶體分離結構，粒徑微細，多小于0.03 mm；多和黃鐵礦形成固溶體分離結構，并被黃鐵礦包裹。

（5）硫鎳鈷礦。硫鎳鈷礦多被黃銅礦包裹，顆粒較細，且部分和磁黃鐵礦形成固溶體分離結構。

2 試驗方案

鐵硫銅多金屬礦石常見分選流程可分為先浮后磁和先磁后浮2種［4-5］。由于該礦石S含量相對較高，先磁后浮流程需要增加脫硫和磁選尾礦濃縮等作業，流程較復雜，現場實施較困難，因而本試驗采用先浮后磁流程。銅硫分選主要有銅硫依次優先浮選、銅硫混合浮選再分離等工藝流程［6-10］，由于該礦石Cu含量較低，易浮碳酸鹽及含鎂脈石成分較多，存在部分次生硫化銅和氧化銅，銅硫混合浮選較優先浮選更有利于銅回收率的提高。綜上所述，本試驗確定采用銅硫混合浮選—銅硫分離—混浮尾礦磁選工藝流程處理該礦石，產出銅精礦、硫精礦、鐵精礦，鈷則主要賦存在硫精礦中。

3 試驗結果與討論

3.1 銅硫混合粗選條件試驗

3.1.1 磨礦細度試驗

試驗采用1次粗選流程，在石灰用量為1 500 g/t、酯205（新型非離子型硫化礦捕收劑，西北礦冶研究院研發）用量為100 g/t的條件下，考察磨礦細度對浮選指標的影響，結果見圖1。

由圖1可知，隨著磨礦細度的提高，銅硫混合粗精礦Cu和S品位升高，Cu回收率小幅升高后略幅降低，S回收率降低。綜合考慮，確定后續試驗磨礦細度為-74 μm占75%。

3.1.2 石灰用量試驗

石灰是硫化礦物浮選的常用pH調整劑，過量對黃鐵礦有抑制作用。試驗采用1次粗選流程，在磨礦細度為-74 μm占75%、酯205用量為100 g/t的條件下，考察石灰用量對浮選指標的影響，結果見圖2。

由圖2可知，隨著石灰用量的增加，銅硫混合粗精礦Cu品位略微升高，Cu回收率先小幅升高后維持在高位，S品位和回收率先升后降。綜合考慮，確定后續試驗石灰用量為1 000 g/t。

3.1.3 酯205用量試驗

試驗采用1次粗選流程，在磨礦細度為-74 μm占75%、石灰用量為1 000 g/t的條件下，考察酯205用量對浮選指標的影響，結果見圖3。

由圖3可知，隨著酯205用量的增加，銅硫混合粗精礦Cu品位降低，Cu回收率升高，S品位和回收率均升高。綜合考慮，確定混合粗選酯205用量為120 g/t，此時混合精礦Cu和S品位分別為3.70%、14.52%，Cu和S回收率分別為80.34%和57.25%。

3.2 銅硫分離試驗

石灰是銅硫分離的常用抑制劑，采用石灰法進行銅硫分離時，礦漿中游離的CaO含量顯著影響分離效果。以銅硫混合粗精礦空白精選2次后的精礦為給礦，采用1次粗選流程，考察石灰用量對銅硫分離效果的影響，結果見圖4。

由圖4可知，隨著石灰用量的增加，銅粗精礦Cu品位及硫粗精礦S品位均升高，銅粗精礦Cu作業回收率降低，硫粗精礦S作業回收率基本不變；在石灰用量為1 000 g/t時，銅硫分離效果最好。因此，確定后續試驗銅硫分離粗選石灰用量為1 000 g/t，此時銅粗精礦Cu品位和作業回收率分別為28.11%、71.00%，硫粗精礦S品位和作業回收率分別為40.00%、40.32%。

3.3 磁選試驗

以1次銅硫混合粗選2次銅硫混合掃選尾礦為給礦進行磁選選鐵試驗，試驗采用1粗1精選鐵流程，固定二段磁選磁場強度為63.66 kA/m，考察一段磁場強度對選別指標的影響，結果見表3。

由表3可知，隨著一段磁場強度的提高，鐵精礦Fe品位降低，Fe作業回收率升高，綜合考慮，確定一段磁場強度為95.50 kA/m。

3.4 全流程試驗

在條件試驗基礎上，采用銅硫混合浮選—銅硫分離—混浮尾礦磁選工藝流程進行了全流程試驗，試驗全流程見圖5，結果見表4。

由表4可知，全流程試驗可獲得Cu品位22.18%、Cu回收率76.85%的銅精礦，S品位43.29%、S回收率45.71%、Co品位0.43%、Co回收率45.04%的硫精礦，及Fe品位62.36%、Fe回收率93.09%、含S 0.18%的鐵精礦。該流程實現了主要有價成分Fe、S、Cu的有效回收，同時伴生成分Co在硫精礦中有效富集，實現了有價金屬的綜合回收。

4 結論

（1）安徽某鐵硫銅多金屬礦石中主要可回收成分為Fe、Cu、S、Co，金屬礦物主要為磁鐵礦，少量黃鐵礦、黃銅礦，微量赤鐵礦、磁赤鐵礦、磁黃鐵礦等；非金屬礦物主要為蛇紋石、透輝石、透閃石等。

（2）采用銅硫混合浮選—銅硫分離—混浮尾礦磁選的工藝流程處理礦石，全流程試驗最終可獲得Cu品位22.18%、Cu回收率76.85%的銅精礦，S品位43.29%、S回收率45.71%、Co品位0.43%、Co回收率45.04%的硫精礦，及Fe品位62.36%、Fe回收率93.09%、含S 0.18%的鐵精礦。試驗指標良好，成功實現了礦石中有價成分Fe、S、Cu、Co的綜合回收。