某含銅黃鐵礦中銅的回收試驗(yàn)研究

李 廣，劉志超，強(qiáng)錄德

(核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149)

某含銅黃鐵礦中銅的回收試驗(yàn)研究

李 廣，劉志超，強(qiáng)錄德

(核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149)

針對(duì)某含銅黃鐵礦礦石進(jìn)行了浮選回收銅的工藝研究，通過(guò)研究，制定了一套銅硫分離流程，采用組合抑制劑，較好地抑制了黃鐵礦，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)，采用一粗二精二掃浮選流程可得到銅回收率90.82%，浮選精礦銅品位20.31%的良好指標(biāo)。

含銅黃鐵礦；浮選；高硫；銅硫分離

新疆某黃鐵礦中含有一定量的銅礦物，銅品位超過(guò)了工業(yè)品位，有較高的回收價(jià)值，但是由于黃鐵礦含量高，且礦石中的黃鐵礦可浮性很好，在選銅時(shí)易進(jìn)入銅精礦，難以得到高品位銅精礦。現(xiàn)在普遍采用抑硫浮銅方法進(jìn)行銅硫分離，本次研究擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)，研究確定黃鐵礦的高效抑制劑，較好地抑制黃鐵礦，選擇性浮選銅礦物，制定一套銅硫分離流程，得到較好的選銅技術(shù)指標(biāo)。

1 原礦性質(zhì)

1.1 巖礦鑒定

該礦床礦石具中粗粒半自形結(jié)構(gòu)，塊狀、片狀構(gòu)造。本次研究所用礦樣有一定程度的氧化，有用礦物以黃鐵礦為主，其次為黃銅礦、閃鋅礦，含少量斑銅礦、輝銅礦，另含微量金、銀，金、銀主要賦存在黃銅礦中，少量存在于閃鋅礦和黃鐵礦裂隙中，脈石礦物較少，主要是少量石英、絹云母和綠泥石。黃鐵礦粒度粗大，一般粒徑0.05～5mm，黃銅礦嵌布于黃鐵礦粒間或被黃鐵礦包裹，粒度0.03～0.8mm。

1.2 礦石多元素分析

礦石多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果/%

*注：Au、Ag品位為g/t。

從表1可以看出，礦石中主要有用元素有銅、鉛、鋅、硫、金、銀等。其中銅品位較高，為主要回收元素；鉛品位很低，無(wú)回收價(jià)值；鋅品位雖然不高，但是浮選過(guò)程中可能進(jìn)入銅精礦引起銅精礦有害成分超標(biāo)；金銀可進(jìn)入銅精礦，銷售時(shí)作為計(jì)價(jià)元素；選銅尾礦中硫品位應(yīng)高于原礦品位，是高品位硫精礦，可直接出售，實(shí)際生產(chǎn)中品位低時(shí)可通過(guò)浮選得到高品位硫精礦。

1.3 銅的物相分析

銅的物相分析見(jiàn)表2。

1.4 原礦篩析及解離度測(cè)定

原礦磨至-0.076mm占 60%后篩析，結(jié)果見(jiàn)表3。

通過(guò)表3原礦篩析結(jié)果可以看出，細(xì)粒級(jí)中銅品位較粗粒級(jí)銅品位高，磨礦細(xì)度-0.076mm占60%時(shí)銅礦物單體解離度已較高。

2 選銅試驗(yàn)研究

通過(guò)探索試驗(yàn)了解到，只添加石灰或H202中的一種抑制劑不能有效地抑制黃鐵礦，須添加兩種抑制劑共同作用才能將黃鐵礦較好地抑制下去。每次取礦樣1000g，加水1000mL，抑制劑H202加入磨機(jī)進(jìn)行磨礦，石灰、捕收劑加入浮選機(jī)，起泡劑2#油用量50g/t，在3L單槽浮選機(jī)中進(jìn)行浮選。按順序依次研究確定了磨礦細(xì)度、捕收劑種類和用量以及抑制劑用量等條件。

2.1 磨礦細(xì)度對(duì)銅浮選影響研究

合適的磨礦細(xì)度對(duì)浮選的影響作用顯著，目的礦物顆粒過(guò)粗或者過(guò)細(xì)都會(huì)導(dǎo)致浮選技術(shù)指標(biāo)變差，本試驗(yàn)研究了不同磨礦細(xì)度時(shí)銅礦物的浮選性能，工藝流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

表2 銅物相分析結(jié)果/%

表3 原礦銅篩析結(jié)果/%

圖1 浮銅條件試驗(yàn)流程

由圖2可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，浮選精礦產(chǎn)率增加，銅回收率增加，精礦銅品位下降。綜合考慮精礦品位、回收率以及磨礦條件，選擇磨礦細(xì)度-0.076mm占69%。

2.2 捕收劑種類對(duì)銅浮選影響研究

不同的捕收劑對(duì)銅礦物及脈石礦物的浮選捕收能力不同，本試驗(yàn)研究了不同捕收劑種類對(duì)銅礦物的浮選性能，工藝流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖2 磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響

圖3 捕收劑種類對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可以看出，不同的捕收劑有不同的浮選效果，有的捕收能力強(qiáng)，但是選擇性差，黃鐵礦也與銅礦物一起浮起，造成銅精礦品位低，綜合考慮精礦品位和回收率，捕收劑選擇H105，既可得到高品位精礦，又可得到較高的回收率。

2.3 捕收劑用量對(duì)銅浮選影響研究

選定好磨礦細(xì)度和捕收劑種類后，又進(jìn)行了不同捕收劑用量的對(duì)比試驗(yàn)，以考查不同捕收劑用量的浮選效果。工藝流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可以看出，隨著捕收劑H105用量的增加，精礦產(chǎn)率增加，回收率增加，而精礦品位下降，說(shuō)明捕收劑用量大時(shí)可引起黃鐵礦上浮。綜合考慮，選擇H105最佳用量為100 g/t。

2.4 抑制劑H202用量對(duì)銅浮選影響研究

高黃鐵礦含量時(shí)銅浮選過(guò)程中抑制劑的用量很關(guān)鍵，用量小時(shí)不能較好地抑制黃鐵礦，用量大時(shí)一則浪費(fèi)藥劑，二則可能造成銅礦物的損失。在前面試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了不同抑制劑H202用量的對(duì)比試驗(yàn)，以考查不同抑制劑用量時(shí)銅的浮選效果。工藝流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

由圖5可以看出，隨著抑制劑H202用量的增加，銅精礦產(chǎn)率減小，精礦品位升高，而銅回收率下降，綜合考慮，選擇H202最佳用量為4kg/t。

2.5 石灰用量對(duì)銅浮選影響研究

研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)石灰的添加對(duì)銅精礦品位的提高有較大影響，只添加抑制劑H202時(shí)，不易得到高品位銅精礦，須同時(shí)添加石灰，共同對(duì)黃鐵礦進(jìn)行抑制才能取得較好的抑制效果。又進(jìn)行了不同石灰用量的對(duì)比試驗(yàn)，以考查不同石灰用量時(shí)銅的浮選效果。工藝流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖4 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

圖5 抑制劑用量試驗(yàn)結(jié)果

圖6 石灰用量對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

由圖6可以看出，隨著石灰用量的增加，銅精礦品位升高，而回收率下降，綜合考慮，選擇石灰最佳用量為1.5kg/t，既可得到高品位精礦，又可得到較高的回收率。

2.6 浮鋅試驗(yàn)

礦石中鋅品位雖然不高，但是浮選過(guò)程中如進(jìn)入銅精礦會(huì)成為有害組分，且如能回收也可增加經(jīng)濟(jì)效益。在前面試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了抑鋅浮銅然后浮鋅的試驗(yàn)，以考查鋅的浮選效果。工藝參數(shù)及流程見(jiàn)圖7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖7 浮鋅試驗(yàn)流程

表4 浮鋅試驗(yàn)結(jié)果1/%

從表4可以看出，65.78%的鋅進(jìn)入銅精礦，說(shuō)明鋅礦物的抑制效果不好，分析原因是由于礦石有一定程度的氧化，鋅礦物易被可溶性銅鹽活化，難以抑制。磨礦不加石灰時(shí)，礦漿pH在5.5左右，呈酸性，可能有銅的硫酸鹽存在。

嘗試先用氨水洗去可溶性銅鹽，再用硫酸鋅抑制鋅礦物浮銅，浮銅尾礦再用硫酸銅活化鋅礦物后浮選鋅，考查鋅的浮選效果。取礦樣1000g，加水1000mL，氨水1000mL，攪拌2h過(guò)濾，濾液呈藍(lán)色，說(shuō)明有銅氨絡(luò)離子生成。濾渣磨礦，磨礦細(xì)度-0.076mm占69%。工藝參數(shù)及磨浮流程同圖7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 浮鋅試驗(yàn)結(jié)果2/%

對(duì)比表5和表4，可以看出，銅精礦中鋅品位和回收率均有所下降，鋅精礦中鋅品位升高，說(shuō)明氨水洗銅有些效果，但是仍未達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)，且氨水用量大，不經(jīng)濟(jì)，故暫不考慮抑制鋅。

2.7 閉路浮銅試驗(yàn)

通過(guò)以上浮選條件試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮精礦品位和回收率，選擇確定磨礦細(xì)度-0.074mm占69%、H105作銅礦物捕收劑，最佳用量為100g/t、抑制劑H202最佳用量4kg/t、石灰最佳用量為1.5kg/t。

為得到最終銅浮選指標(biāo)，在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了閉路浮選試驗(yàn)，采用一粗二精二掃流程，試驗(yàn)條件及流程見(jiàn)圖8。試驗(yàn)結(jié)果：精礦產(chǎn)率8.87%，精礦銅品位20.31%，銅回收率90.82%，銅精礦含金1.4g/t，含銀126g/t，金、銀回收率超過(guò)65%。銅精礦含鋅4.6%，產(chǎn)品質(zhì)量合格。

圖8 閉路浮銅試驗(yàn)流程

經(jīng)過(guò)浮選銅以后，尾礦中主要礦物為黃鐵礦，硫品位達(dá)39.69%，可以直接作為硫精礦出售，為提高硫精礦產(chǎn)品質(zhì)量，用丁黃藥作黃鐵礦捕收劑，用量200g/t。經(jīng)浮選可得到硫品位為43.05%的硫精礦，作業(yè)產(chǎn)率91.16%，作業(yè)回收率98.88%。

3 結(jié)語(yǔ)

1)針對(duì)含銅黃鐵礦研究確定了黃鐵礦的高效抑制劑，較好地抑制了黃鐵礦，選用選擇性浮銅捕收劑，通過(guò)一粗二精二掃銅硫分離流程，得到了銅精礦品位20.31%，回收率90.82%的銅精礦，取得了較好的選銅技術(shù)指標(biāo)。

2)礦石中的黃鐵礦易浮游難抑制，采用H202與石灰共同抑制可起到較好的抑制效果。黃鐵礦選銅后用丁黃藥可較好地浮選回收。

3)礦石中的鋅由于品位低，且被氧化銅活化，暫不能有效與銅分離，銅精礦中鋅含量在2級(jí)銅精礦標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)。

4)選銅后的尾礦即可作為硫精礦出售，生產(chǎn)中如遇硫品位低時(shí)，可用丁黃藥浮選提高硫品位。

5)金、銀與銅礦物關(guān)系密切，銅精礦中金回收率65.36%，銀回收率達(dá)到69.85%。

[1] 羅惠華，孫家壽，嚴(yán)振華．抑制黃鐵礦實(shí)現(xiàn)銅硫分離的探討[J]．礦產(chǎn)保護(hù)與利用，1999(6)：30-32．

[2] 余新陽(yáng)，周源．銅硫分離中無(wú)機(jī)抑制劑的研究[J]．礦冶工程，2005，25(4)：33-35．

[3] 劉萬(wàn)峰，陳金中，李成必，等．某銅硫礦選礦工藝研究[J]．有色金屬：選礦部分，2007(4)：1-5．

[4] 余新陽(yáng)，周源，鐘宏．低堿度銅硫分離抑制劑及抑制機(jī)理的研究[J]．金屬礦山，2008(9)：65-67．

[5] 王衍．高硫銅礦石分步優(yōu)先浮選中礦再磨再選工藝研究及探討[J]．有色金屬：選礦部分，2003(5)：10-14．

Experimental study of copper minerals flotation from copper-bearing pyrite

LI Guang，LIU Zhi-chao，QIANG Lu-de

(Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy，China Natinal Nuclear Corporation，Beijing 101149,China)

Conditions of copper minerals flotation from copper-bearing pyrite is studied.A set of copper-sulfur separation process was developed.Using combined depressants the pyrite is effectively inhibited.Good indexes of flotation can be obtained in laboratory tests by one-roughing，two-cleaning and two scavenging flotation flowsheet.The grade of copper concentrate is 20.31% and copper recovery rate is 90.82%.

copper-bearing pyrite；flotation；high sulphur content；copper-sulfur separation

2014-06-25

李廣(1973-)，男，河北保定人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橛猩?、貴金屬及黑色金屬選礦。E-mail：hmlghappy@163.com。

TD92;TD952

A

1004-4051(2015)05-0125-04