某尾礦中多金屬資源綜合回收試驗(yàn)研究

黃曉毅，楊平偉，羅小新，范予晨

(陜西冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710018)

0 前言

隨著國家工業(yè)的迅猛發(fā)展與礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，從原礦中開采的礦石中金屬品位逐年降低，尾礦資源已經(jīng)逐漸成為金屬、非金屬礦山廢棄物中數(shù)量最大、綜合利用價(jià)值最高的一類資源[1-4]。其中，產(chǎn)生量最大的是黑色金屬礦及有色金屬礦選礦作業(yè)中產(chǎn)生的尾礦，這部分尾礦中含有大量未被綜合利用的金屬資源[5-9]。同時(shí)，尾礦的大量堆存不僅占用農(nóng)林土地資源，也造成大面積土壤及水體重金屬污染，給周邊生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重安全威脅[10-14]。因此，研究尾礦高效資源化利用新技術(shù)，開發(fā)尾礦處置新工藝，形成尾礦廢棄物減量化、再利用、資源化、無害化新技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)約和綜合利用尾礦資源、保護(hù)環(huán)境、提高礦產(chǎn)資源利用水平具有重要意義[15-18]。

本文根據(jù)國內(nèi)某多金屬硫化礦尾礦特點(diǎn)，通過優(yōu)先浮選和合理的藥劑配置，充分回收了尾礦中金、鉛、硫有價(jià)成分，為同類型多金屬硫化礦尾礦的有價(jià)成分的回收利用提供參考。

1 原料性質(zhì)

由該尾礦試樣的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果可知，試樣可供綜合回收利用的礦物主要是金、鉛和硫，而主要含硫礦物是磁黃鐵礦、白鐵礦、黃鐵礦。試樣的材料性能見表1～表5。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 試樣主要礦物組成 %

表3 試樣鉛物相分析結(jié)果 %

表4 試樣金物相分析結(jié)果

表5 試樣硫物相分析結(jié)果 %

從金、鉛、硫物相分析結(jié)果看出,金裸露及半裸露金占38.14%，硫化物包裹金占20.62%，兩項(xiàng)占58.76%；硫主要以硫化礦及自然硫形式存在，鉛主要為方鉛礦。

2 浮選試驗(yàn)

根據(jù)該尾礦性質(zhì)，一般采用全混合浮選，混合精礦再分離工藝流程；或者優(yōu)先浮鉛、金，浮選尾礦再活化選硫工藝流程[19-20]。針對(duì)該兩種工藝流程均進(jìn)行了探索試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)先浮選工藝流程，鉛、金、硫的選別指標(biāo)更好。因此，本文針對(duì)優(yōu)先浮選工藝進(jìn)行了詳細(xì)的條件試驗(yàn)。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)固定條件：活化劑碳酸鈉1 000 g/t；捕收劑丁基黃藥100 g/t 、丁胺黑藥40 g/t；起泡劑2號(hào)油64 g/t。

變化條件：磨礦細(xì)度。磨礦細(xì)度分別為-200目26.30%、-200目65%、-200目75%、-200目85%、-200目95%，試驗(yàn)工藝流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)工藝流程

圖2 磨礦細(xì)度與金品位和回收率關(guān)系曲線

圖3 磨礦細(xì)度與鉛品位和回收率關(guān)系曲線

磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果表明隨著細(xì)度增加，金的品位和回收率以及鉛的品位及回收率都有所提高，適宜的磨礦細(xì)度為-200目80%。

2.2 石灰用量試驗(yàn)

石灰用量試驗(yàn)固定粗選磨礦細(xì)度-200目80%，捕收劑硫氮九號(hào)30 g/t，2#油16 g/t。石灰用量分別為：2 000 g/t、3 000 g/t、4 000 g/t、5 000 g/t，試驗(yàn)工藝流程圖如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖5、圖6所示。

圖4 優(yōu)先浮選石灰用量試驗(yàn)工藝流程

圖5 石灰用量與金品位和回收率關(guān)系曲線

圖6 石灰用量與鉛品位和回收率關(guān)系曲線

石灰用量試驗(yàn)結(jié)果表明隨著石灰用量增加，金和鉛的品位升高，但回收率降低，因此，適宜的石灰用量為3 000 g/t。

2.3 捕收劑篩選試驗(yàn)

捕收劑種類及用量試驗(yàn)固定條件：磨礦細(xì)度-200目80%，石灰用量3 000 g/t，2#油16 g/t。變化條件：捕收劑種類。

選擇的捕收劑為丁黃、乙黃、硫氮九號(hào)、丁胺黑藥。試驗(yàn)工藝流程如圖7所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖8、圖9及圖10所示。

圖7 捕收劑種類試驗(yàn)工藝流程

圖8 捕收劑種類與金品位和回收率關(guān)系曲線

圖9 捕收劑種類與鉛品位和回收率關(guān)系曲線

圖10 捕收劑種類與硫品位和回收率關(guān)系曲線

捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果表明硫氮九號(hào)優(yōu)于其它幾種捕收劑，故選用硫氮九號(hào)為該礦浮選捕收劑。

2.4 硫氮九號(hào)用量試驗(yàn)

捕收劑硫氮九號(hào)用量試驗(yàn)固定條件：磨礦細(xì)度-200目80%，2#油16 g/t。

變化條件：硫氮九號(hào)用量硫氮九號(hào)用量分別為：20 g/t、30 g/t、40 g/t。試驗(yàn)工藝流程如圖11所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖12、圖13及圖14所示。

圖11 硫氮九號(hào)用量試驗(yàn)工藝流程圖

圖12 捕收劑(硫氮九號(hào))用量與金品位和回收率關(guān)系曲線

圖13 捕收劑(硫氮九號(hào))用量與鉛品位和回收率關(guān)系曲線

圖14 捕收劑(硫氮九號(hào))用量與硫品位和回收率關(guān)系曲線

捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果表明，所選用的捕收劑硫氮九號(hào)在用量30 g/t時(shí)金、鉛、硫的品位與回收率均較優(yōu)，故確定硫氮九號(hào)最佳用量為30 g/t。

2.5 硫酸銅用量試驗(yàn)

選鉛后的尾礦經(jīng)活化后再選硫。硫粗選試驗(yàn)條件：丁黃藥70 g/t，丁胺黑藥40 g/t，2#油40 g/t，試驗(yàn)工藝流程如圖15所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖16、圖17及圖18所示。

圖15 硫酸銅用量試驗(yàn)工藝流程圖

圖16 活化劑(硫酸銅)用量與金品位和回收率關(guān)系曲線

圖17 活化劑(硫酸銅)用量與鉛品位和回收率關(guān)系曲線

圖18 活化劑(硫酸銅)用量與硫品位和回收率關(guān)系曲線

硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果表明，活化劑硫酸銅對(duì)金、硫的浮選指標(biāo)影響不大，而在用量500 g/t時(shí)鉛品位與回收率最佳，故確定硫酸銅的最佳用量為500 g/t。

2.6 浮選閉路試驗(yàn)

為驗(yàn)證浮選工藝與藥劑的合理性，在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了浮選閉路試驗(yàn)。選擇一粗二精一掃的選鉛流程，得到鉛金精礦；選擇一粗二精二掃的選硫流程，得到硫精礦。浮選閉路試驗(yàn)流程見圖19，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 優(yōu)先浮選閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖19 優(yōu)先浮選閉路試驗(yàn)工藝流程圖

閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，采用優(yōu)先浮選可獲得含鉛43.30%，含金20.10 g/t，鉛回收率74.18%，金回收率47.73%的鉛金精礦，以及含硫44.18%，硫回收率83.02%的硫精礦，浮選指標(biāo)較好。

3 結(jié)論

針對(duì)某多金屬硫化礦尾礦進(jìn)行了選別試驗(yàn)研究，確定了藥劑制度和優(yōu)先浮選工藝流程。

(1)該尾礦中含硫15.15%，鉛1.22%，含金0.89 g/t，銀25.9 g/t，含硫礦物主要是磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦。由于金及銀的嵌布粒度微細(xì)，為看見金、銀的載體礦物。含鉛礦物主要為方鉛礦。鉛礦物解離度好，粒徑為0.074 mm以上，可選性好。

(2)該尾礦主要以磁黃鐵礦、黃鐵礦為主，并且含有一定量的褐鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和白鐵礦。磁黃鐵礦的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，脈石礦物主要有碳酸鹽、石英、白云石及斜長(zhǎng)石等。

(3)采用優(yōu)先浮選工藝，對(duì)尾礦中鉛、金、硫等有價(jià)元素的綜合回收進(jìn)行了試驗(yàn)研究，獲得了合格的鉛金精礦與硫精礦。閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，鉛金精礦中鉛品位43.30%，鉛回收率74.18%，鉛精礦含金20.10 g/t，金回收率47.73%；硫精礦中硫品位44.18%，硫回收率83.02%。