銅硫浮選分離的研究初探

黎小峰

（江西銅業(yè)集團有限公司德興銅礦泗洲選礦廠，江西 德興 334224）

本文通過探究銅硫浮選分離，一方面可以有效幫助人們對該項工藝技術形成正確認知，準確掌握銅硫浮選分離的具體流程、技術方法，并為相關研究人員提供必要理論參考。另一方面也可以為銅硫浮選分離工藝技術的實際應用給予相應實踐指導與幫助，同時也為銅硫浮選分離的未來發(fā)展指明方向。

1 銅硫礦石基本特性

為有效說明銅硫浮選分離工藝技術，本文選擇以某高硫銅礦石進行的銅硫浮選分離試驗為例。據了解，該高硫銅礦有相當長一段時間，銅品位始終維持在16%至20%，銅回收率不足70%。并且這一高硫銅礦主要被分為東部礦體和西部礦體，其中前者礦石類型主要為黃銅礦和黃鐵礦，而后者的礦石類型則主要為磁黃鐵礦、黃銅礦等。整體來看，該高硫銅礦的礦石性質具有較高的負載型，且含硫鐵相對較高，這也在一定程度上加大了銅硫分離的困難程度。但考慮到礦物本身具有一定可溶性，同時礦物分布基本表現(xiàn)為粗粒嵌布式，黃鐵礦在銅離子的作用下會產生相應的活化效果，因此在經過綜合考慮下，相關工作人員最終選擇對該高硫銅礦的礦石進行銅硫浮選分離試驗，旨在有效提高銅回收率。為保障試驗的合理性，試驗同時選擇高硫銅礦的東部礦體與西部礦體作為礦樣，其主要元素分析結果如表1所示：

表1 試驗礦樣主元素分析結果統(tǒng)計表（質量分數/%）

2 銅硫浮選分離工藝技術分析

（1）磨礦細度試驗。根據相關資料顯示，原礦粒度在+0.074mm時，對應的產率只有不足40%，其銅品位和硫品位分別約為53%和22.8%。而在原礦粒級在+0.04mm到0.07mm之間時，對應的產率則約為22.3%，其銅品位與硫品位各為73%與22.2%。原礦粒級為-0.04mm時，產率則基本控制在38%左右，對應的銅品位與硫品位分別可以達到81%與16%。在實際進行銅硫浮選分離試驗前，首先進行磨礦細度試驗，以確定出最優(yōu)的原礦磨礦細度值。所謂磨礦細度指的就是磨礦產品具體粗細程度，合理選擇磨礦細度也是有效提升金屬回收率的重要前提，其對于維護金屬生產的穩(wěn)定性同樣具有重要作用。圖1展示的就是此次磨礦細度試驗流程：

圖1 磨礦細度試驗流程示意圖

根據最終得到的原礦磨礦細度試驗結果可知，磨礦細度由粗逐漸變細，即原礦在-0.074mm粒級下的占比從最初的65%逐漸增加至90%時，雖然銅品位呈現(xiàn)出一定的上升變化趨勢，但增幅相對較小，此時銅回收率并未發(fā)生實質性的明顯變化。而在磨礦細度從粗到細的變化過程中，硫品位與硫回收率則同時出現(xiàn)了小幅下降的變化趨勢，這也為實現(xiàn)銅硫分離創(chuàng)造了有利條件。因此在對品位、回收率以及其他相關因素進行充分考慮下，最終選擇原礦磨礦細度為-0.74mm粒級占比為70%。

（2）確定石灰用量。通過結合上文可知該高銅硫礦的礦石屬于典型的含硫鐵礦，且其含硫鐵相對較高，為了能夠有效控制銅硫浮選分離成本，并有效抑制礦石中含有的硫鐵，本文通過參考其他相關研究資料，選擇將石灰作為銅硫浮選分離中的粗選抑制劑。這主要是由于學者姜克冰、庫建剛等人（2019）在其關于銅硫浮選分離研究當中，指出當使用一定量的石灰粗選抑制劑時，可以有效達到增加銅品位與銅回收率的效果，同時適當降低硫回收率[1]?；诖耍驹囼炞罱K選擇使用10kg石灰作為銅硫浮選分離中的粗選抑制劑，所選石灰的酸堿值在10到11之間。

（3）選擇浮選藥劑。在銅硫浮選分離工藝技術中，浮選藥劑的選用直接影響著最終的分離結果。一般銅硫浮選分離藥劑主要包括捕收劑和抑制劑兩種，其中前者也可以被細分成高效捕收劑與組合捕收劑，后者則可以被細分成無機抑制劑與有機抑制劑。隨著當前我國對環(huán)境保護重視力度的不斷加強，在選用銅硫浮選分離藥劑時，不僅需要關注具體藥劑效用，同時還需要對藥劑的環(huán)境污染程度、成本等其他因素進行綜合考量。為此，本試驗通過初步選擇丁黃藥與混合藥、乙黃藥以及FK-3作為捕收劑，在同時添加10kg石灰這一粗選抑制劑的情況下，對初選捕收劑的用量、效果等各方面進行比較分析。最終發(fā)現(xiàn)使用FK-3這一捕收劑可以在保障藥劑用量較少的情況下，獲得較為理想的捕收劑效果，但由于僅僅使用這一捕收劑并不能夠有效降低銅粗精礦產率和硫回收率，因此還需要增加使用適宜的抑制劑。在參考學者劉強（2016）的相關研究成果下，本試驗選擇使用FK-2抑制劑。這主要是劉強通過試驗的方式證明在使用一定量FK-3時，當FK-2抑制劑用量不斷加大，粗選銅回收率以及硫回收率均會出現(xiàn)相應的下降變化趨勢。根據相關試驗結果顯示，F(xiàn)K-2用量在1000g/t時，銅粗精礦品位基本維持在3.7%左右，銅回收率與硫回收率分別可以達到87%和21%[2]。

（4）小型閉路試驗。在運用銅硫優(yōu)先浮選分離流程，立足現(xiàn)有試驗條件下進行小型閉路試驗，根據最終獲得的試驗結果可知，銅精礦在銅品位為22.4%時，可以獲得87%左右的銅回收率。硫精礦在硫品位為43.2%時，可獲得的硫回收率約為84%，試驗結果均與國家規(guī)定要求相符。而由于硫精礦中有大量含磁黃鐵礦，因此也在一定程度上增加了提升硫精品位的難度。

3 結論

本文通過選擇以某高硫銅礦礦石作為主要試驗對象，由于該銅礦中的礦體多為黃銅礦、黃鐵礦等，礦石性質具有一定的復雜性，且礦石屬于典型的含硫鐵礦石，具有良好的可浮性。存在與礦漿當中的銅離子會對硫產生強活化作用，由此大大增加了銅硫分離難度。而在實際開展銅硫浮選分離試驗中，通過選用10kg酸堿值在10到11的石灰作為粗選抑制劑，搭配使用FK-3捕收劑，并在此基礎上使用一定量的FK-2抑制劑，使得抑制硫鐵的效果得到明顯增強，進而有效實現(xiàn)銅硫分離。雖然在小型閉路試驗中，獲得的銅回收率、硫回收率等浮選指標均與試驗規(guī)定要求相符，但由于硫精品礦中有較多含磁黃鐵礦，因此也使得硫精品位提升難度較大。