某含砷銅精礦銅砷分離選礦試驗研究

胡曉帥

（大冶有色設計研究院有限公司，湖北 黃石 435005）

礦石中通常含有約1%的銅，并且存在的主要硫化物銅礦物為黃銅礦和斑銅礦。為了從礦體的這些部分生產符合冶煉廠規格的銅精礦，必須在選礦過程中排除砷。砷是銅冶煉廠的不利元素，在冶煉過程中釋放出揮發性砷化合物時，銅冶煉廠會造成環境問題。對高砷鉆芯樣品進行的初步研究，以評估是否可以利用可控勢浮選法分離存在的球鐵礦和其他硫化物的銅礦物質，以生產適合冶煉的低砷銅精礦。

1 實驗性

進行的實驗工作包括準備高砷鉆芯，在各種Eh和pH值下進行浮選試驗，對浮選進料和產品樣品進行化學和礦物學分析，以及進行模擬以確定擬議的分離流程圖在更典型的礦石上的性能。頭等成績。

1.1 鉆芯樣品

測試的樣品是某礦體高砷段的幾個鉆芯交叉點的復合物。將相交點壓碎通過2毫米，混合形成復合材料，然后將復合材料分成1千克批次，以通過標準方法進行測試。

1.2 研磨

對于每個測試，將1000g鉆芯與自來水混合，并在鑄鐵棒磨機中用15%的棒在固體含量為60%的情況下研磨29分鐘，得到重量為90μm的P80（合格尺寸為80%）。在每次測試之前，通過研磨石英樣品10分鐘來清潔磨粉機和棒料。

1.3 浮選

1.3.1 試劑

浮選氣體為粗-清除劑階段的高純度瓶裝合成氣（O2和N2的合成混合物），而在除砷過程中為相同的合成空氣或高純度瓶裝氮氣。階段。在除砷階段用于調節紙漿電位的試劑是實驗室級次氯酸鈉（NaClO）或與粗選清除劑中使用的相同的硫化氫鈉溶液。將2.5%w/w的實驗室級石灰懸浮液用于設定砷排斥階段的pH值。

1.3.2 設備

將樣品漂浮在改進的丹佛型隔室中，在其中，從下方驅動葉輪，以恒定的深度和恒定的時間間隔用槳將泡沫的整個表面刮掉。使用了兩種尺寸的池：用于粗選清除劑浮選的3dm3池和用于進一步分離階段的1dm3池。牢房裝有橡膠膜片，觀察管和電子傳感器，用于自動檢測和控制紙漿水平。

1.3.3 程序

本研究采用的方法是使用提供的標準實驗室程序生產一種粗清除劑精礦，然后在隨后的浮選階段對這種精礦進行紙漿勢控制以進行砷分離。在除砷階段，將合并的粗選清除劑精礦轉移到1dm3浮選池中，用石灰將pH設置為12。

1.4 產品的化學分析

使用標準方法，通過電感耦合等離子體原子發射光譜（ICP-AES），對鉆芯復合材料和固體浮選產品的子樣品中的銅，砷和硫進行了分析。砷測定法用于確定球鐵礦（51.6%的銅；20.3%的砷），未在球鐵礦中占的銅被稱為“非球鐵礦銅”或NTCu，其中將包括銅鐵礦和黃銅礦中的銅。

1.5 尺寸分析

使用標準實驗室濕篩和干篩方法進行上漿分析。在需要調整篩分尺寸的地方，使用了改進的CSIRO Cyclosizing技術（Kelsall，Restarick和Stewart，1974年）。稱重所有大小的餾分，并通過ICP-AES分析。

1.6 礦物學分析

確定了鉆芯樣品的銅和砷礦物學以及所存在礦物的組織結構。所使用的程序是分離粗選清除劑精礦中的大部分硫化物礦物，通過X射線衍射（XRD）確定存在的礦物，并通過掃描電子顯微鏡（SEM）分析精礦中選定的尺寸分數。為進行礦物學分析而生產的粗選清除劑精礦，其進料中含有超過94%的銅和砷。

2 結果與討論

2.1 鉆芯復合材料分析

該復合材料測得0.11%As或1100ppm As。這高于目前對礦體平均砷頭礦品位的估計。假設所有的砷都存在于球鐵礦中，則可以得出復合材料的NTCu分析（基于進料分析）為0.93%NTCu，這意味著復合材料中約23%的銅以球鐵礦的形式存在。這里要注意的重要一點是，剔除任何修改后的流程中的所有砷也將剔除存在的總銅中的23%。通過XRD分析檢測到的主要硫化物是斑鐵礦（Cu5FeS4），黃銅礦（CuFeS2）和球鐵礦（（Cu，Fe）12As4S13）。還檢測到少量黃鐵礦。

2.2 常規浮選

表1顯示了典型的標準實驗室巖心復合物的浮選試驗結果。粗選清除劑中的銅回收率為93%，精礦中的銅含量約為14%，砷含量約為1.3%。經過一個階段的清潔后，清潔精礦的品位提高到了24%的銅，銅的回收率為91%。然而，清潔精礦的砷品位非常高，為2.3%As。

表1 粗浮選浮選和使用常規浮選對鉆芯復合材料進行一階段清潔的典型結果

2.3 使用紙漿電位控制進行砷分離

圖1中的數據清楚地表明，在pH值為-25和+50mV SHE的pH范圍內，鈣鐵礦和黃銅礦之間存在一個分離窗口，因此應該有可能將磁鐵礦選擇性地從黃銅礦中浮起。

當pH為12時組分回收率（浮選4分鐘后）與紙漿電位的關系圖。結果表明，在-200至-130mV之間SHE有一個區域，可以從其他非鈣云母銅礦（NTCu）中浮出鈣云母。該區域的砷回收率在80%至90%之間，而NTCu的回收率約為30%。低于-200mV SHE時，鈣鈦礦的浮選性開始降低，高于-130mV SHE時，其他銅礦物的浮選性開始提高，因此銅和砷之間的選擇性降低。

2.4 排斥砷后的銅浮選

一旦紙漿電勢升至空氣定型電勢（+120mV SHE），就將非ten石銅礦物質去除，以生產出低砷銅精礦，作為泡沫產品。表2顯示了兩個綜合流程圖測試的結果，其中使用上述方法生產了低砷銅精礦。

表2 鉆頭復合材料的集成流程圖和常規清洗結果

3 總結

通過在pH 12下將紙漿電勢降低至約-150mV SHE，并從其他銅礦中浮選出藍寶石，可將其與塊狀銅-砷精礦分離。所測試的鉆頭的頭部等級為0.11%，其中含有砷和1.2%的銅，可以生產出低砷的高銅精礦，其中含有52%的云母鈣銅，含量為2600ppm。

計算機模擬顯示，對于包含更多典型砷和銅含量（即200ppm砷和1%銅）的進料，分離效率應足以將產品中約61%的銅集中到低于當前冶煉廠的罰款水平。極限是2000ppm As。