某銅礦銅精選分離尾礦中銅硫鐵資源綜合回收工藝試驗

吳娜娜 李世男

（銅陵有色金屬集團控股有限公司安慶銅礦）

我國礦石資源相對較為匱乏，低品位礦石資源的綜合回收利用是解決礦石資源匱乏的有效舉措。選別工藝是獲得精礦的常用工藝，該過程中會產生大量尾礦［1-3］，尾礦中含有多種金屬和非金屬礦物等有用成分，是一種潛在的寶貴二次資源。我國尾礦數量及規模龐大，具有較高的開發潛力。因此，開展尾礦資源綜合回收，對促進礦產資源領域發展循環經濟及解決尾礦資源環境壓力等問題具有重要的現實意義［4-6］。

某銅礦選礦廠礦石中的銅、硫、鐵及伴生金、銀具有較高的回收價值，但其前期的精選過程為該尾礦資源的有效回收帶來了一定的困難。該礦銅精選過程中，為抑制硫上浮，添加石灰調節pH 值至12.2，導致尾礦pH 值過高，將尾礦返回至原礦攪拌桶與原礦混合進行粗選時，過高的pH 值抑制了原礦中銅的上浮。因此，該部分物料需進行單獨處理，通過尾礦性質分析，確定合適的工藝流程和藥劑制度，對其中的銅、硫、鐵資源進行綜合回收。

1 礦樣性質

以某銅礦精選分離尾礦為礦樣，進行化學多元素及硫、鐵物相分析，分析結果見表1～表3。礦樣粒度組成分析結果見表4。

由表1～表3 可知，該礦樣主要可回收的元素為銅、硫、鐵；硫主要為非磁性硫化物（黃鐵礦為主），占比為73.97%，其次為磁性硫化物（磁黃鐵礦）；鐵主要為其他硫化礦之鐵，占比為46.85%，其次為磁性硫鐵礦之鐵，占比為20.75%，最后為磁鐵礦之鐵，占比為10.87%。

由表4 可知，該礦樣粒度整體偏細，且微細粒級較多，-0.010 mm粒級產率32.48%，-0.015 mm粒級產率49.84%；-0.010 mm 粒級中銅分布率達51.36%，可見銅主要分布在微細粒級，回收難度較大。

2 銅硫鐵資源回收工藝試驗

2.1 試驗方案

根據上述礦樣性質分析結果可知，礦樣中主要可回收的元素為銅、硫、鐵，可回收的硫、鐵主要以黃鐵礦、磁黃鐵礦以及磁鐵礦的形式存在，整體粒度偏細，銅主要分布在微細粒級中。因此，回收方案首先浮選回收銅，然后銅尾回收硫、鐵。其中，銅尾回收硫、鐵有2種方案，一是先浮后磁，即先浮選回收黃鐵礦、磁黃鐵礦，再磁選回收磁鐵礦，二是先磁后浮，即先磁選回收磁鐵礦以及磁黃鐵礦，再浮選回收黃鐵礦。試驗首先開展選銅工藝條件試驗，包括浮選濃度、捕收劑用量試驗，其次開展銅尾硫、鐵回收方案的對比試驗。

2.2 浮選濃度試驗

由于現場試樣濃度為8%～10%，濃度過低，不利于銅礦物的浮選回收。為了確定浮選濃度對銅回收的影響，進行浮選濃度試驗。試驗采用石灰作為pH值調整劑，將pH 值調至與現場相近，采用丁基黃藥作為捕收劑，試驗流程及藥劑制度見圖1，試驗結果見圖2。

由圖2 可見，選銅作業適宜的浮選濃度為18%，此時銅回收率為76.5%；故該產品再選時，需進行濃縮，將浮選濃度提高到18%。

2.3 粗選捕收劑用量試驗

為考察粗選捕收劑用量對銅浮選指標的影響，進行粗選捕收劑用量試驗，試驗工藝流程及藥劑制度見圖1，試驗結果見圖3。

由圖3 可見，隨著捕收劑用量的增加，銅粗精礦中銅回收率呈增加趨勢，銅品位呈現下降趨勢，且這一趨勢在捕收劑用量為30 g/t 后，表現不明顯；因此，粗選捕收劑用量選擇30 g/t為宜。

2.4 銅尾硫、鐵回收方案對比試驗

在開路條件下，對選銅尾礦分別進行先磁后浮和先浮后磁硫、鐵回收方案對比試驗，磁場強度為238.9 kA/m，試驗流程見圖4、圖5，試驗結果見表5。

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由表5可知，分離尾礦回收銅后的尾礦直接磁選獲得的磁精礦無法作為高硫鐵精礦，但與現場另一中間產品脫硫泡沫硫鐵品位近似，可與其合并通過浮選—磁選回收磁黃鐵礦與磁鐵礦；先浮后磁工藝需加入大量的硫酸活化，且產出的硫粗精礦、硫中礦、磁精礦均未達到硫、鐵產品質量要求，且尾礦中硫、鐵含量均較高，硫、鐵資源回收率不高；綜合考慮，該尾礦中的硫、鐵資源采用先磁后浮工藝流程回收。

2.5 閉路試驗

在上述條件試驗及開路試驗的基礎上進行全流程閉路試驗，試驗流程及藥劑制度見圖6，試驗結果見表6。

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由表6可知，閉路試驗獲得了銅品位5.98%、銅回收率65.02%的銅精礦，含硫15.18%、含鐵59.57%、硫回收率9.57%、鐵回收率27.52%的磁粗精礦，硫品位46.16%、硫回收率64.97%的高硫精礦。

3 結 論

（1）某銅礦分離尾礦粒度整體偏細，-0.010 mm粒級產率達32.48%，銅分布率為51.36%，由此可見銅主要分布在微細粒級；硫主要為非磁性硫化物（黃鐵礦為主），占比73.97%，其次為磁性硫化物（磁黃鐵礦）；可回收的鐵主要為磁性硫鐵礦之鐵，占比20.75%，最后為磁鐵礦之鐵，占比10.87%。

（2）分離尾礦閉路試驗采用1 粗1 精1 掃順序返回工藝流程，最終獲得了銅品位5.98%、銅回收率65.02%的銅精礦。

（3）分離尾礦含硫22.36%、含鐵30.27%，選銅后的尾礦進行硫、鐵回收，采用先磁后浮工藝流程，最終獲得了含硫15.18%、含鐵59.57%、硫回收率9.57%、鐵回收率27.52% 的磁粗精礦和硫品位46.16%、硫回收率64.97%的高硫精礦。