某斑巖型銅鉬礦等可浮浮選分離研究

孫國(guó)文，武寶新，梁 威，黃 斌，王 暉

(1.黑龍江多寶山銅業(yè)股份有限公司，黑龍江 黑河 161416)

(2.中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083)

0 前 言

目前世界上鉬產(chǎn)量的99%是從輝鉬礦中獲得的。輝鉬礦除單一形成鉬礦床外，廣泛地與其他硫化礦床共生形成多金屬礦，如銅鉬硫礦床、鎢鉬鉍礦床等，其中又以斑巖型銅鉬硫礦床的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值最大，據(jù)報(bào)道，從銅鉬礦石中回收的鉬約占鉬產(chǎn)量的一半左右，但從銅鉬礦石中回收金屬鉬比從以輝鉬礦為主的礦石中回收鉬的流程更難、更復(fù)雜，因?yàn)榛厥浙f往往要受到回收銅的制約［1－9］。

一般銅鉬礦石的浮選分離主要有銅鉬混合浮選再分離工藝和銅鉬等可浮浮選再分離工藝［7，9］。本文針對(duì)某大型斑巖銅鉬礦進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究，依據(jù)原礦性質(zhì)，在兼顧銅、鉬綜合回收的原則下，試驗(yàn)采用鉬銅等可浮浮選再分離－強(qiáng)化選銅工藝流程，在CSU31 作為鉬礦物、銅礦物的等可浮浮選捕收劑，硫化鈉作為銅鉬分離的抑制劑，石灰作為強(qiáng)化選銅中黃鐵礦抑制劑的條件下，獲得了含鉬48.03%、鉬回收率83.53%、含銅0.87%的鉬精礦;以及含銅26.71%、銅回收率86.11%、含鉬0.072%的銅精礦的良好指標(biāo)。

1 原礦性質(zhì)

原礦中金屬礦物種類較多，但含量很低，均不足1%。巖礦鑒定表明，該礦石中金屬礦物有黃鐵礦、斑銅礦、黃銅礦、銅藍(lán)、輝鉬礦、赤銅礦及少量的磁鐵礦等，其中可回收礦物為輝鉬礦、黃銅礦和斑銅礦等。礦石中非金屬礦物主要有石英、斜長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石以及少量的方解石和微量的磷灰石、鋯石等。礦石中銅的賦存狀態(tài)主要以斑銅礦、黃銅礦形式存在，少見(jiàn)銅藍(lán)以及赤銅礦，其中黃銅礦主要呈微細(xì)粒星點(diǎn)狀和點(diǎn)線狀分布于脈石中。鉬的賦存狀態(tài)主要以輝鉬礦形式存在，輝鉬礦主要嵌布在脈石的裂隙中，呈葉片狀或鱗片狀。另外礦石中含有微量的金，其顆粒極細(xì)，多包含在斑銅礦、黃銅礦中。

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，原礦中銅礦物、鉬礦物物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

表2 原礦中銅、鉬物相分析結(jié)果

從表1、表2 可知，礦石主要為原生硫化礦石，鉬和銅氧化率都不高。

2 試驗(yàn)方案及藥劑

對(duì)于銅鉬礦石，較為常見(jiàn)是銅鉬混合浮選再分離的流程方案，該方案在國(guó)內(nèi)如江西德興銅礦等礦山獲得了廣泛應(yīng)用［10］。其特點(diǎn)是銅鉬混合浮選作業(yè)流程及藥劑制度簡(jiǎn)單，但銅鉬分離作業(yè)存在一定難度，甚至在礦石中鉬含量較低時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)銅與鉬的分離。本試驗(yàn)所采用的方案是在鉬銅等可浮浮選分離的基礎(chǔ)上強(qiáng)化選銅，即鉬銅等可浮浮選再分離－強(qiáng)化選銅工藝流程方案。該方案是將銅浮選作業(yè)分為兩個(gè)階段，第一階段是通過(guò)等可浮浮選在充分回收鉬礦物的同時(shí)先浮出部分可浮性好的銅礦物，第二階段選用捕收能力強(qiáng)的捕收劑強(qiáng)化銅的回收。其特點(diǎn)是充分利用了鉬銅礦物顆粒存在的可浮性差異，有效避免了添加大量調(diào)整劑而產(chǎn)生的復(fù)雜物理化學(xué)變化，降低了下一步銅鉬分離的難度，提高了分離效率，從而實(shí)現(xiàn)鉬和銅的充分分離與回收。

試驗(yàn)所用藥劑均為市售工業(yè)品，其中CSU31 為中南大學(xué)自主研發(fā)的鉬銅等可浮浮選捕收劑，主要成分為石油餾出物與羧酸酯的混合物。孫小俊等［11］研究表明，CSU31 作為一種陰離子捕收劑，在整個(gè)pH 范圍內(nèi)可以使黃銅礦表面電位產(chǎn)生較大負(fù)移，其在黃銅礦表面的吸附量明顯高于黃鐵礦，從而有利于黃銅礦等礦物的浮選。試驗(yàn)原則流程見(jiàn)圖1。

圖1 鉬銅等可浮浮選再分離－強(qiáng)化選銅試驗(yàn)流程

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 等可浮浮選條件試驗(yàn)

3.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

在前期探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了鉬銅等可浮浮選流程。首先進(jìn)行了一段粗磨磨礦細(xì)度試驗(yàn)，按照?qǐng)D1 所示流程，固定石灰用量為2 000 g/t、CSU31用量為30 g/t、2#油用量為18 g/t，磨礦細(xì)度對(duì)銅鉬粗精礦指標(biāo)的影響見(jiàn)圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖2 可知，粗精礦中銅鉬的回收率隨磨礦細(xì)度的增加有相應(yīng)的提高，一直到－ 0. 074 mm 占67.79%后，銅鉬的回收率增加的幅度不明顯。同時(shí)，一段磨礦細(xì)度對(duì)銅鉬粗精礦中銅品位也有一定的影響，綜合考慮后，選取一段粗磨磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占68%左右。

3.1.2 粗選石灰用量試驗(yàn)

為調(diào)節(jié)礦漿pH 值，增加礦物的可浮性并對(duì)黃鐵礦進(jìn)行抑制，進(jìn)行了粗選石灰用量的條件試驗(yàn)。按照?qǐng)D1 所示流程，固定磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占67. 79%、CSU31 用量為30 g/t、2#油用量為18 g/t，石灰對(duì)銅鉬混合精礦銅鉬回收率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖3 可知，石灰用量增加到1 500 ～2 000 g/t時(shí)，混合精礦中銅鉬的回收率均較優(yōu)。繼續(xù)增加石灰的添加量，對(duì)銅的回收率影響不大，但鉬的回收率出現(xiàn)大幅度降低，很明顯在高堿情況下輝鉬礦受到了一定程度的抑制。綜合考慮，試驗(yàn)石灰用量控制在1 500 ～2 000 g/t，這樣既可以抑制黃鐵礦，又可減少脈石礦物的上浮。

3.1.3 粗選捕收劑選擇及用量試驗(yàn)

根據(jù)礦石性質(zhì)，分別對(duì)幾種對(duì)鉬有較好捕收性能的捕收劑進(jìn)行了比較，分別采用該捕收劑的最佳條件(煤油用量120 g/t、柴油用量50 g/t、TBC114用量40 g/t、Mac14 用量60 g/t)下的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。從圖4 可知，煤油和CSU31 作為捕收劑時(shí)，銅鉬混合精礦中鉬的品位較高，而鉬的回收率用TBC114和CSU31 作捕收劑時(shí)較高，經(jīng)綜合考慮選擇CSU31作為等可浮浮選的捕收劑。

在固定磨礦細(xì)度為－0.074 mm 占67.79%、粗選石灰用量為1 500 g/t、2#油用量為18 g/t 的條件下，考查了等可浮浮選捕收劑的用量對(duì)鉬品位及回收率的影響，見(jiàn)表3。

從表3 可知，隨著CSU31 用量的增加，混合精礦中銅和鉬的品位均不斷降低，而鉬的回收率在CSU31 用量為30 ～ 35 g/t 時(shí)達(dá)到最高，可達(dá)到86.07%。確定CSU31 的適宜用量為30 ～35 g/t。

圖4 不同捕收劑浮選試驗(yàn)結(jié)果

表3 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

3.2 銅－鉬分離試驗(yàn)

將鉬銅等可浮浮選所得的銅鉬混合精礦進(jìn)行銅－鉬分離，采用工業(yè)上常用的硫化鈉分離法。試驗(yàn)流程如圖5 所示，固定再磨細(xì)度為－0.045 mm 占98%、硫化鈉1 000 g/t、六偏磷酸鈉250 g/t、煤油40 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖5 銅－鉬分離試驗(yàn)流程

表4 銅－鉬分離試驗(yàn)結(jié)果 %

試驗(yàn)結(jié)果表明，銅鉬混合精礦再磨后，用硫化鈉抑制黃銅礦進(jìn)行銅鉬分離，經(jīng)5 次精選后，可獲得含鉬48.63%、含銅0.73%的鉬精礦，鉬粗精礦回收率達(dá)到96.53%;并獲得了含銅30.51%、含鉬0.031%的銅精礦，銅精礦中銅回收率為93.74%。

3.3 強(qiáng)化選銅試驗(yàn)

在等可浮浮選階段，銅鉬混合精礦中銅的回收率不到80%，因此必須對(duì)等可浮浮選尾礦進(jìn)行強(qiáng)化選銅。在強(qiáng)化選銅試驗(yàn)方面，我們前期進(jìn)行了多種捕收劑方案的對(duì)比試驗(yàn)，最終確定采用混合捕收劑(丁基黃藥+丁胺黑藥)80 g/t，鉬銅等可浮浮選尾礦經(jīng)1 次粗選、2 次掃選、銅粗精礦再磨至－0.045 mm 占96%后，空白精選3 次得銅精礦2。銅強(qiáng)化浮選試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 強(qiáng)化選銅閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

試驗(yàn)結(jié)果表明，銅強(qiáng)化浮選可以回收9.42%的銅，得到的銅精礦2 含銅17.32%，含鉬0.24%。表明使用混合捕收劑對(duì)等可浮浮選尾礦進(jìn)行強(qiáng)化選銅，可以提高原礦總銅的回收率。

3.4 全流程閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上確定了閉路工藝試驗(yàn)流程，如圖6 所示，全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

閉路試驗(yàn)指標(biāo)表明，采用鉬銅等可浮浮選再分離－強(qiáng)化選銅工藝條件，試驗(yàn)獲得了良好的技術(shù)指標(biāo)。在原礦含銅0.49%、含鉬0.0115%的條件下，可獲得含銅29.87%、銅回收率74.37%的銅精礦1，以及含銅15.98%、銅回收率11.74%的銅精礦2，兩者合并后，原礦總銅回收率為86.11%、銅品位為26.71%;與此同時(shí)獲得含鉬48.03%、鉬回收率為83.53%的鉬精礦。

圖6 鉬銅等可浮浮選再分離－強(qiáng)化選銅全工藝原則流程

4 結(jié) 論

試驗(yàn)所用斑巖銅鉬礦主要為原生硫化物礦石，礦石氧化率不高。原礦中金屬礦物種類較多，含銅為0.49%，礦石中銅的賦存狀態(tài)主要以斑銅礦、黃銅礦形式存在;含鉬為0.011 5%，鉬的賦存狀態(tài)主要以輝鉬礦形式存在，氧化率為8.70%。通過(guò)優(yōu)化鉬銅等可浮浮選再分離－銅強(qiáng)化浮選工藝流程和浮選藥劑制度，試驗(yàn)獲得了銅品位為26.71%，總銅回收率為86.11%的銅精礦;鉬品位為48.03%，鉬回收率為83.53%的鉬精礦。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)國(guó)內(nèi)外斑巖型銅鉬礦的選礦工藝具有一定參考價(jià)值。

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