新型環保捕收劑CYL-5對山西某銅礦浮選試驗研究

趙文坡，李文風，繆亞兵，郭靈敏

長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南 長沙410012

在我國有色金屬材料消費中，銅的消費量僅次于鋁，銅及其合金材料被廣泛應用于電子工業、機器制造、軍工生產等多個領域，是現代工業、農業、國防和科學技術必需的金屬材料[1-2]。硫化銅礦是我國主要的銅礦資源，其儲量約占我國銅礦儲量的80%，硫化銅礦的可浮性好，因此其選礦技術指標都很高[3-4]。黃藥(二硫代碳酸鹽)是目前硫化銅礦浮選最為常用的捕收劑，工業生產中所使用的黃藥烴鏈一般含2～8個碳不等，以乙基黃藥和丁基黃藥為主。該類黃藥在生產和使用過程中會散發出刺激性的臭味，選礦廢水中殘留的黃藥及其化合物對周邊的環境也會造成較大的污染。隨著國家環保政策的日益嚴格，新型環保藥劑的開發迫在眉睫[5-7]。山西某銅礦山長期采用丁基黃藥作為銅礦捕收劑，生產現場丁基黃藥刺激性氣味強烈，作業環境惡劣，且選礦廢水中黃原酸根離子超標，給企業的生產帶來諸多不穩定因素。本文采用新型環保型捕收劑CYL-5對該銅礦進行浮選試驗研究，重點考察新型藥劑對浮選指標的影響。

1 礦石性質

試驗礦樣取自山西某銅礦山，其化學多元素分析結果見表1，銅的化學物相分析結果見表2。

由表1和表2可以看出，礦石中可供選礦回收的主要元素是銅，其品位為0.41%，Pb、Zn、Mo和Fe等成分均因含量較低，綜合利用的價值不大。礦石銅主要以原生硫化銅的形式產出，其分布率達到94.89%。

表1 礦石化學多元素分析結果 /%

表2 礦石中銅的化學物相分析結果 /%

2 試驗試劑和方法

2.1 試驗試劑

試驗所用抑制劑CaO為分析純，捕收劑丁基黃藥為市售工業品，CYL-5為基于分子結構設計理論和氣味分子結構理論[7,9-10]自主研發的巰基(SH-)類銅捕收劑(與黃藥相比，CYL-5無明顯氣味，清潔環保，不產生黃原酸根離子，對廠礦職工身體健康較為友好，對環境危害較小)，起泡劑松醇油為市售工業品。

2.2 試驗方法

實驗室采用XMQ-Φ240×90錐形球磨機進行磨礦，磨礦礦漿質量濃度為60%，結合現場工藝條件，磨礦細度定為-74 μm含量75%，從而為下一步的浮選作業準備原料。浮選試驗采用實驗室型浮選機，浮選槽體積為1.0 L、0.5 L，葉輪轉速為1 992 r/min，粗選礦漿質量濃度為40%。試驗原則流程見圖1。

圖1 試驗原則流程

3 試驗結果及討論

3.1 丁基黃藥藥劑制度優化試驗

首先在實驗室進行了丁基黃藥浮選藥劑制度優化試驗，從而為后續新型藥劑浮選試驗的開展提供對比參考依據，主要包括CaO用量、丁基黃藥用量和松醇油用量條件試驗。參考現場工藝條件，實驗室試驗中CaO作為浮選抑制劑加入至球磨機內。

3.1.1 CaO用量條件試驗

為考察CaO用量對銅浮選指標的影響，在丁基黃藥用量為60 g/t、松醇油用量為30 g/t的條件下，進行CaO用量條件試驗。試驗結果見圖2。

圖2 CaO用量對銅浮選指標的影響

由圖2可知，隨CaO用量由1 000 g/t逐漸增加至2 500 g/t，銅粗精礦Cu品位逐漸升高，回收率逐漸降低。當CaO用量為2 000 g/t時，銅粗精礦Cu品位為4.44%，回收率為91.09%，繼續增加CaO用量至2 500 g/t，銅粗精礦回收率為90.14%，下降0.95百分點，回收率下降明顯。綜合考慮，確定2 000 g/t作為后續試驗的CaO用量。

3.1.2 丁基黃藥用量條件試驗

為考察丁基黃藥用量對銅浮選指標的影響，在CaO用量為2 000 g/t、松醇油用量為30 g/t的條件下，進行丁基黃藥用量條件試驗。試驗結果見圖3。

圖3 丁基黃藥用量對銅浮選指標的影響

由圖3可知，隨丁基黃藥用量的增加，銅粗精礦Cu品位逐漸降低，回收率逐漸升高。當丁基黃藥用量為80 g/t時，可以獲得銅粗精礦Cu品位為4.18%、回收率為92.03%的浮選指標，繼續提高丁基黃藥用量，銅粗精礦回收率上升不明顯。綜合考慮，確定80 g/t作為后續試驗的丁基黃藥用量。

3.1.3 松醇油用量條件試驗

為考察松醇油用量對銅浮選指標的影響，在CaO用量為2 000 g/t、丁基黃藥用量為80 g/t的條件下，進行松醇油用量條件試驗。試驗結果見圖4。

圖4 松醇油用量對銅浮選指標的影響

由圖4可知，隨松醇油用量的增加，銅粗精礦Cu品位逐漸降低，回收率逐漸升高。當松醇油用量為15 g/t時，可以獲得銅粗精礦Cu品位為8.27%、回收率為89.54%的浮選指標，分選指標較好。綜合考慮，確定15 g/t作為后續試驗的松醇油用量。

3.2 CYL-5藥劑制度優化試驗

采用新型環保捕收劑CYL-5進行浮選藥劑制度優化試驗，主要包括CaO用量、CYL-5用量和松醇油用量條件試驗。參考現場工藝條件，實驗室試驗中CaO作為浮選抑制劑加入至球磨機內。

3.2.1 CaO用量條件試驗

為考察CaO用量對銅浮選指標的影響，在CYL-5用量為100 g/t、松醇油用量為30 g/t的條件下，進行CaO用量條件試驗。試驗結果見圖5。

圖5 CaO用量對銅浮選指標的影響

由圖5可知，隨CaO用量的增加，銅粗精礦Cu品位逐漸升高，回收率逐漸降低。當CaO用量為1 500 g/t時，銅粗精礦Cu品位為4.17%、回收率為91.75%，繼續增加CaO用量，銅粗精礦回收率下降明顯。綜合考慮，確定1 500 g/t作為后續試驗的CaO用量。

3.2.2 CYL-5用量條件試驗

為考察CYL-5用量對銅浮選指標的影響，在CaO用量為1 500 g/t、松醇油用量為30 g/t的條件下，進行CYL-5用量條件試驗。試驗結果見圖6。

由圖6可知，當CYL-5用量為75 g/t時，銅粗精礦Cu品位為5.61%，回收率為90.25%，增加CYL-5用量至100 g/t，銅粗精礦Cu品位為4.17%，回收率為91.75%。繼續增加CYL-5用量，銅粗精礦Cu品位和回收率趨于穩定。綜合考慮，確定100 g/t作為后續試驗的CYL-5用量。

圖6 CYL-5用量對銅浮選指標的影響

3.2.3 松醇油用量條件試驗

為考察松醇油用量對銅浮選指標的影響，在CaO用量為1 500 g/t、CYL-5用量為100 g/t的條件下，進行松醇油用量條件試驗。試驗結果見圖7。

圖7 松醇油用量對銅浮選指標的影響

由圖7可知，隨松醇油用量的增加，銅粗精礦Cu品位逐漸降低，回收率逐漸升高。當松醇油用量為23 g/t時，可以獲得銅粗精礦Cu品位為4.73%、回收率為91.63%的浮選指標，分選指標較好。繼續增加松醇油用量，銅粗精礦回收率增加不明顯。綜合考慮，確定23 g/t作為后續試驗的松醇油用量。

3.3 銅浮選閉路試驗

在條件試驗的基礎上，進行了丁基黃藥和CYL-5兩種藥劑的浮選閉路對比試驗。其中丁基黃藥的藥劑制度為：粗選丁基黃藥用量60 g/t、松醇油用量為15 g/t，掃選丁基黃藥用量為20 g/t、松醇油用量為8 g/t，采用一次粗選三次精選和一次掃選、中礦依次返回的閉路流程；新型藥劑CYL-5的藥劑制度為：粗選CYL-5用量80 g/t、松醇油用量為23 g/t，掃選CYL-5用量20 g/t、松醇油用量為8 g/t，采用一次粗選三次精選一次掃選、中礦依次返回的閉路流程。數質量流程分別見圖8和圖9。

圖8 丁基黃藥浮選閉路試驗數質量流程

圖9 CYL-5浮選閉路試驗數質量流程

浮選閉路的試驗結果表明：以丁基黃藥為捕收劑，可獲得銅精礦Cu品位為23.07%、回收率為92.80%的浮選指標。而采用新型捕收劑CYL-5，可獲得銅精礦Cu品位為25.13%、回收率為93.30%的浮選指標。兩種捕收劑浮選指標進行對比表明，采用新型藥劑進行浮選，銅精礦Cu品位提高2.06百分點，銅回收率提高0.50百分點，可達到優于丁基黃藥浮選的目的。

4 結論

(1)以新型環保型藥劑CYL-5進行銅浮選，采用一次粗選三次精選一次掃選的工藝流程，可獲得銅精礦Cu品位為25.13%、回收率為93.30%的選別指標，與現場丁基黃藥浮選指標相比，銅精礦Cu品位提高2.06百分點，銅回收率提高了0.50百分點。

(2)新型藥劑無明顯氣味，毒性小，清潔環保，且選礦指標優于丁基黃藥，為礦山新型藥劑的開發利用提供了新的思路。