某含砷銅精礦銅砷分離選礦試驗(yàn)研究

胡曉帥

（大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 黃石 435005）

礦石中通常含有約1%的銅，并且存在的主要硫化物銅礦物為黃銅礦和斑銅礦。為了從礦體的這些部分生產(chǎn)符合冶煉廠規(guī)格的銅精礦，必須在選礦過(guò)程中排除砷。砷是銅冶煉廠的不利元素，在冶煉過(guò)程中釋放出揮發(fā)性砷化合物時(shí)，銅冶煉廠會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題。對(duì)高砷鉆芯樣品進(jìn)行的初步研究，以評(píng)估是否可以利用可控勢(shì)浮選法分離存在的球鐵礦和其他硫化物的銅礦物質(zhì)，以生產(chǎn)適合冶煉的低砷銅精礦。

1 實(shí)驗(yàn)性

進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)工作包括準(zhǔn)備高砷鉆芯，在各種Eh和pH值下進(jìn)行浮選試驗(yàn)，對(duì)浮選進(jìn)料和產(chǎn)品樣品進(jìn)行化學(xué)和礦物學(xué)分析，以及進(jìn)行模擬以確定擬議的分離流程圖在更典型的礦石上的性能。頭等成績(jī)。

1.1 鉆芯樣品

測(cè)試的樣品是某礦體高砷段的幾個(gè)鉆芯交叉點(diǎn)的復(fù)合物。將相交點(diǎn)壓碎通過(guò)2毫米，混合形成復(fù)合材料，然后將復(fù)合材料分成1千克批次，以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)試。

1.2 研磨

對(duì)于每個(gè)測(cè)試，將1000g鉆芯與自來(lái)水混合，并在鑄鐵棒磨機(jī)中用15%的棒在固體含量為60%的情況下研磨29分鐘，得到重量為90μm的P80（合格尺寸為80%）。在每次測(cè)試之前，通過(guò)研磨石英樣品10分鐘來(lái)清潔磨粉機(jī)和棒料。

1.3 浮選

1.3.1 試劑

浮選氣體為粗-清除劑階段的高純度瓶裝合成氣（O2和N2的合成混合物），而在除砷過(guò)程中為相同的合成空氣或高純度瓶裝氮?dú)狻ｋA段。在除砷階段用于調(diào)節(jié)紙漿電位的試劑是實(shí)驗(yàn)室級(jí)次氯酸鈉（NaClO）或與粗選清除劑中使用的相同的硫化氫鈉溶液。將2.5%w/w的實(shí)驗(yàn)室級(jí)石灰懸浮液用于設(shè)定砷排斥階段的pH值。

1.3.2 設(shè)備

將樣品漂浮在改進(jìn)的丹佛型隔室中，在其中，從下方驅(qū)動(dòng)葉輪，以恒定的深度和恒定的時(shí)間間隔用槳將泡沫的整個(gè)表面刮掉。使用了兩種尺寸的池：用于粗選清除劑浮選的3dm3池和用于進(jìn)一步分離階段的1dm3池。牢房裝有橡膠膜片，觀察管和電子傳感器，用于自動(dòng)檢測(cè)和控制紙漿水平。

1.3.3 程序

本研究采用的方法是使用提供的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室程序生產(chǎn)一種粗清除劑精礦，然后在隨后的浮選階段對(duì)這種精礦進(jìn)行紙漿勢(shì)控制以進(jìn)行砷分離。在除砷階段，將合并的粗選清除劑精礦轉(zhuǎn)移到1dm3浮選池中，用石灰將pH設(shè)置為12。

1.4 產(chǎn)品的化學(xué)分析

使用標(biāo)準(zhǔn)方法，通過(guò)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES），對(duì)鉆芯復(fù)合材料和固體浮選產(chǎn)品的子樣品中的銅，砷和硫進(jìn)行了分析。砷測(cè)定法用于確定球鐵礦（51.6%的銅；20.3%的砷），未在球鐵礦中占的銅被稱為“非球鐵礦銅”或NTCu，其中將包括銅鐵礦和黃銅礦中的銅。

1.5 尺寸分析

使用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室濕篩和干篩方法進(jìn)行上漿分析。在需要調(diào)整篩分尺寸的地方，使用了改進(jìn)的CSIRO Cyclosizing技術(shù)（Kelsall，Restarick和Stewart，1974年）。稱重所有大小的餾分，并通過(guò)ICP-AES分析。

1.6 礦物學(xué)分析

確定了鉆芯樣品的銅和砷礦物學(xué)以及所存在礦物的組織結(jié)構(gòu)。所使用的程序是分離粗選清除劑精礦中的大部分硫化物礦物，通過(guò)X射線衍射（XRD）確定存在的礦物，并通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）分析精礦中選定的尺寸分?jǐn)?shù)。為進(jìn)行礦物學(xué)分析而生產(chǎn)的粗選清除劑精礦，其進(jìn)料中含有超過(guò)94%的銅和砷。

2 結(jié)果與討論

2.1 鉆芯復(fù)合材料分析

該復(fù)合材料測(cè)得0.11%As或1100ppm As。這高于目前對(duì)礦體平均砷頭礦品位的估計(jì)。假設(shè)所有的砷都存在于球鐵礦中，則可以得出復(fù)合材料的NTCu分析（基于進(jìn)料分析）為0.93%NTCu，這意味著復(fù)合材料中約23%的銅以球鐵礦的形式存在。這里要注意的重要一點(diǎn)是，剔除任何修改后的流程中的所有砷也將剔除存在的總銅中的23%。通過(guò)XRD分析檢測(cè)到的主要硫化物是斑鐵礦（Cu5FeS4），黃銅礦（CuFeS2）和球鐵礦（（Cu，F(xiàn)e）12As4S13）。還檢測(cè)到少量黃鐵礦。

2.2 常規(guī)浮選

表1顯示了典型的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室?guī)r心復(fù)合物的浮選試驗(yàn)結(jié)果。粗選清除劑中的銅回收率為93%，精礦中的銅含量約為14%，砷含量約為1.3%。經(jīng)過(guò)一個(gè)階段的清潔后，清潔精礦的品位提高到了24%的銅，銅的回收率為91%。然而，清潔精礦的砷品位非常高，為2.3%As。

表1 粗浮選浮選和使用常規(guī)浮選對(duì)鉆芯復(fù)合材料進(jìn)行一階段清潔的典型結(jié)果

2.3 使用紙漿電位控制進(jìn)行砷分離

圖1中的數(shù)據(jù)清楚地表明，在pH值為-25和+50mV SHE的pH范圍內(nèi)，鈣鐵礦和黃銅礦之間存在一個(gè)分離窗口，因此應(yīng)該有可能將磁鐵礦選擇性地從黃銅礦中浮起。

當(dāng)pH為12時(shí)組分回收率（浮選4分鐘后）與紙漿電位的關(guān)系圖。結(jié)果表明，在-200至-130mV之間SHE有一個(gè)區(qū)域，可以從其他非鈣云母銅礦（NTCu）中浮出鈣云母。該區(qū)域的砷回收率在80%至90%之間，而NTCu的回收率約為30%。低于-200mV SHE時(shí)，鈣鈦礦的浮選性開始降低，高于-130mV SHE時(shí)，其他銅礦物的浮選性開始提高，因此銅和砷之間的選擇性降低。

2.4 排斥砷后的銅浮選

一旦紙漿電勢(shì)升至空氣定型電勢(shì)（+120mV SHE），就將非ten石銅礦物質(zhì)去除，以生產(chǎn)出低砷銅精礦，作為泡沫產(chǎn)品。表2顯示了兩個(gè)綜合流程圖測(cè)試的結(jié)果，其中使用上述方法生產(chǎn)了低砷銅精礦。

表2 鉆頭復(fù)合材料的集成流程圖和常規(guī)清洗結(jié)果

3 總結(jié)

通過(guò)在pH 12下將紙漿電勢(shì)降低至約-150mV SHE，并從其他銅礦中浮選出藍(lán)寶石，可將其與塊狀銅-砷精礦分離。所測(cè)試的鉆頭的頭部等級(jí)為0.11%，其中含有砷和1.2%的銅，可以生產(chǎn)出低砷的高銅精礦，其中含有52%的云母鈣銅，含量為2600ppm。

計(jì)算機(jī)模擬顯示，對(duì)于包含更多典型砷和銅含量（即200ppm砷和1%銅）的進(jìn)料，分離效率應(yīng)足以將產(chǎn)品中約61%的銅集中到低于當(dāng)前冶煉廠的罰款水平。極限是2000ppm As。