江西某難選銅鉬礦浮選試驗(yàn)研究①

林清泉， 戴智飛， 曾令明， 童佳誠(chéng)， 林智煒

（1.江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330096； 2.江西銅業(yè)技術(shù)研究院有限公司，江西 南昌 330096）

鉬是一種重要的稀缺戰(zhàn)略金屬，因具有高熔點(diǎn)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于鋼鐵、化工、電子電氣等領(lǐng)域。 據(jù)報(bào)道，從銅鉬礦石中回收的鉬約占鉬產(chǎn)量的50%，因此，加強(qiáng)銅礦石中伴生鉬的綜合回收具有重要意義。

目前國(guó)內(nèi)外分選銅鉬礦一般采用優(yōu)先浮選、混合浮選和等可浮浮選工藝［1－5］。 優(yōu)先浮選工藝一般需要對(duì)其中一種礦物進(jìn)行強(qiáng)抑制，而在后續(xù)作業(yè)中受過(guò)抑制的礦物往往較難活化，致使后者回收率降低，從而影響多金屬的綜合回收。 混合浮選工藝具有流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、藥劑制度簡(jiǎn)單、易于操作控制等優(yōu)點(diǎn)［6－8］，但在銅鉬硫分離時(shí)一般需要添加大量石灰抑制硫鐵礦，同時(shí)輝鉬礦也會(huì)受到抑制，容易導(dǎo)致銅精礦中鉬的富集比與回收率不高。 等可浮浮選工藝?yán)玫V物的天然可浮性差異優(yōu)先浮鉬和可浮性較好的銅，然后對(duì)可浮性較差的銅進(jìn)行強(qiáng)化回收，該工藝可以減少藥劑消耗，有效降低后續(xù)銅鉬分離的難度［9－10］。

江西某銅礦是一座以銅、硫?yàn)橹鳎樯袖\、鉬、金、銀的大型多金屬?gòu)?fù)合礦床。 目前，該礦山生產(chǎn)的礦產(chǎn)品主要為銅精礦和硫精礦，僅銅、硫、金、銀得到回收利用，而伴生元素鉬未得到有效回收。 本文針對(duì)該銅鉬礦石進(jìn)行浮選試驗(yàn)研究，旨在開(kāi)發(fā)出一種與礦石可選性相適應(yīng)的選別工藝，為綜合回收該資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

江西某銅鉬礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅和鉬化學(xué)物相分析結(jié)果分別見(jiàn)表2 和表3。 從表1 ～3可以看出，礦石中可供選礦回收的主要元素為銅、硫，鉬可作為綜合回收的對(duì)象；此外，礦石還伴生有少量的鋅、金和銀。 礦石中銅主要以原生硫化銅形式存在，鉬以硫化鉬為主。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

表2 礦石中銅化學(xué)物相分析結(jié)果

表3 礦石中鉬化學(xué)物相分析結(jié)果

該銅鉬礦石的主要礦物組成及相對(duì)含量見(jiàn)表4。由表4可知，該礦石礦物組成復(fù)雜，銅礦物主要為黃銅礦，其次為黝銅礦和銅鐵礬，少量斑銅礦、輝銅礦和銅藍(lán)；鉬礦物主要為輝鉬礦；其他硫化物主要為黃鐵礦，其次為少量閃鋅礦；其他金屬礦物為菱鐵礦、褐鐵礦、金紅石等。 脈石礦物主要為石英和長(zhǎng)石，其次是云母、高嶺石、蒙脫石。

表4 礦石中主要礦物組成及相對(duì)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

礦石中黃銅礦粒度分布范圍較寬且不均勻，粒度總體較為細(xì)小，一般為0.02 ～0.40 mm，與黃鐵礦緊密鑲嵌，大多嵌布在其邊緣或粒間，少量包裹在黃鐵礦中。 黝銅礦嵌布粒度一般在0.02 ～0.10 mm 之間，黝銅礦大多與黃銅礦緊密交生嵌布在脈石中。 銅鐵礬為含銅較低的硫酸鐵銅混合泥質(zhì)礦物，較粗粒的集合體粒度一般在0.05～0.15 mm 之間，細(xì)粒者呈0.02 mm 以下泥質(zhì)物，大多嵌布在黃銅礦、黝銅礦邊緣及裂隙中。輝鉬礦主要嵌布在石英及鉀長(zhǎng)石為主的脈石中，少量與黃鐵礦連生，與黃鐵礦等硫化物嵌布關(guān)系不十分密切；輝鉬礦大多呈片狀，粒度較為細(xì)小，片長(zhǎng)一般為0.03～0.30 mm，片寬一般為0.005～0.03 mm。

綜合分析，該礦石難選的主要原因是：①銅礦物粒度分布范圍較寬且不均勻，與黃鐵礦、閃鋅礦等嵌布關(guān)系復(fù)雜。 ②礦石中銅鐵礬由次生銅礦物進(jìn)一步氧化形成，易于泥化，可浮性較差，回收難度大。 ③鉬礦物含量很少、粒度細(xì)小、易于泥化是影響鉬回收的主要因素。

2 試驗(yàn)方案

前期探索試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該礦石含硫高，且礦物組成復(fù)雜，各礦物間嵌連關(guān)系緊密，采用先鉬后銅的優(yōu)先浮選方案和銅鉬混合浮選方案均難以獲得較好的選礦指標(biāo)。 根據(jù)礦石性質(zhì)和特點(diǎn)，宜采用銅鉬等可浮-強(qiáng)化選銅-尾礦選硫的工藝流程對(duì)礦石進(jìn)行綜合回收。 試驗(yàn)原則流程見(jiàn)圖1。 具體技術(shù)方案為：在一步粗選作業(yè)中使用高效選擇性捕收劑對(duì)輝鉬礦及大部分已單體解離的銅礦物進(jìn)行選擇性捕收，獲得一步粗精礦；一步粗選作業(yè)尾礦使用強(qiáng)捕收劑對(duì)貧連生體銅礦物進(jìn)行捕收，獲得二步粗精礦；再對(duì)選銅尾礦進(jìn)行活化選硫獲得硫精礦。 一步粗精礦直接進(jìn)入精選作業(yè)，獲得一步銅精礦；二步粗精礦再磨后進(jìn)行銅、硫分離，銅、硫分離粗精礦經(jīng)多次精選得到二步銅精礦。

圖1 試驗(yàn)原則流程

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 浮選條件試驗(yàn)

目前該銅礦選廠的一段磨礦細(xì)度基本控制在－0.074 mm 粒級(jí)含量62%左右，本文研究在一段磨礦細(xì)度－0.074 mm 粒級(jí)占62.2%條件下開(kāi)展。 為了考查捕收劑種類、粗選石灰用量及捕收劑用量等因素對(duì)浮選指標(biāo)的影響，開(kāi)展了浮選條件試驗(yàn)。 試驗(yàn)流程如圖2 所示。 其中，JT2000 是江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司研制生產(chǎn)的一種起泡劑，其主要成分為醚醇類化合物；EP 是礦冶科技集團(tuán)有限公司研制的一種以O(shè)-異丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯、N，N-二乙基二硫代氨基甲酸丙腈酯和烴類化合物為主要原料加工而成的硫化銅礦捕收劑；MA-1 是一種黃藥類捕收劑，其主要成分為黃原酸鹽，主要官能團(tuán)為S、C—O—C、—CH3、—CH2—等。

圖2 條件試驗(yàn)流程

3.1.1 捕收劑種類試驗(yàn)

按圖2 所示流程，進(jìn)行了捕收劑種類對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。 其中XM31 為鉬銅捕收劑，主要由非極性烴油與極性藥劑按一定比例復(fù)配而成，其主要官能團(tuán)為—CH3、—CH2—、CO、N—H 等［11］，其對(duì)輝鉬礦的選擇性捕收能力強(qiáng)，對(duì)硫化銅礦物也具有良好捕收作用。 AP 是礦冶科技集團(tuán)有限公司研制的一種以O(shè)-異丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯、烴類化合物為主要原料合成的硫化銅礦捕收劑。 結(jié)果表明，與煤油、柴油、AP 相比，捕收劑XM31 獲得了更高的粗精礦品位及銅鉬回收率，說(shuō)明XM31 對(duì)輝鉬礦的捕收能力較強(qiáng)。選擇XM31 作為鉬銅等可浮捕收劑較適宜。

表5 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

3.1.2 粗選石灰用量試驗(yàn)

以XM31 作為鉬銅等可浮捕收劑，按圖2 所示流程，進(jìn)行了粗選石灰用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。 結(jié)果表明，粗選石灰用量4 500 g/t 以內(nèi)時(shí)，隨著石灰用量增加，粗精礦產(chǎn)率逐漸減少，銅鉬品位逐漸升高，銅回收率也逐漸升高，而鉬回收率有所降低。 綜合考慮，選擇粗選石灰用量4 500 g/t 較為合適，此時(shí)礦漿pH 值11左右。

表6 粗選石灰用量試驗(yàn)結(jié)果

3.1.3 捕收劑用量試驗(yàn)

以XM31 作為鉬銅等可浮捕收劑，按圖2 所示流程，進(jìn)行了捕收劑用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7。 結(jié)果表明，隨著捕收劑XM31 用量增加，粗精礦產(chǎn)率逐漸增大，銅品位略微降低，銅鉬回收率有所升高，且鉬回收率升高幅度較大。可見(jiàn)，增大捕收劑XM31 用量有助于提高輝鉬礦的浮選回收率。 當(dāng)捕收劑XM31 用量超過(guò)25 g/t時(shí)，繼續(xù)增大捕收劑用量對(duì)提升銅、鉬回收率意義不大。 選擇捕收劑XM31 用量25 g/t 較合適。

表7 粗選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

3.2 全流程閉路試驗(yàn)

閉路試驗(yàn)流程及藥劑制度見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

圖3 閉路試驗(yàn)流程

表8 閉路試驗(yàn)結(jié)果

閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，采用銅鉬等可浮-強(qiáng)化選銅-尾礦選硫的工藝流程，獲得了產(chǎn)率1.73%、含銅20.40%、含鉬0.50%的一步銅精礦，以及產(chǎn)率0.80%、含銅13.63%、含鉬0.34%的二步銅精礦；綜合銅精礦產(chǎn)率2.53%，銅、鉬品位分別為18.27%和0.45%，銅、鉬回收率分別為81.03%、59.83%；此外，還獲得了硫品位47.32%、硫回收率85.58%的硫精礦。

4 結(jié) 論

1） 江西某銅鉬礦石含銅0.57%、鉬0.019%、硫9.07%，銅氧化率為17.55%，礦物組成復(fù)雜，各礦物間嵌連關(guān)系緊密，屬于難選銅鉬硫多金屬礦。

2） 根據(jù)礦石性質(zhì)，采用銅鉬等可浮-強(qiáng)化選銅-尾礦選硫的工藝流程選別該銅鉬礦石，可獲得產(chǎn)率1.73%、含銅20.40%、含鉬0.50%的一步銅精礦，以及產(chǎn)率0.80%、含銅13.63%、含鉬0.34%的二步銅精礦；綜合銅精礦產(chǎn)率2.53%，銅、鉬品位分別為18.27%和0.45%，銅、鉬回收率分別為81.03%、59.83%；此外，還可獲得硫品位47.32%、硫回收率85.58%的硫精礦。

3） 本試驗(yàn)工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)指標(biāo)較理想，為復(fù)雜難選銅鉬硫多金屬礦的綜合回收提供了一種參考方案。