某低品位銅鉬礦浮選及分離試驗研究

董艷紅

(湖南有色金屬研究院復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410100)

某低品位銅鉬礦浮選及分離試驗研究

董艷紅

(湖南有色金屬研究院復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410100)

針對廣西某低品位斑巖型銅鉬礦開展了浮選試驗研究。該銅鉬礦中的硫化礦物具有復(fù)雜的交代嵌生關(guān)系，本研究采用銅鉬硫混浮-混合精礦再磨-銅鉬與硫分離-銅鉬分離的工藝流程，提高了交代嵌生的黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦的單體解離度。同時，采用硫化鈉+氧肟酸淀粉作為銅礦物的組合抑制劑，實現(xiàn)了銅鉬礦物的有效分離。

斑巖型銅鉬礦；低品位；銅鉬分離

0 引 言

我國的銅鉬資源有相當(dāng)一部分賦存于斑巖型銅鉬礦中[1]，如德興銅礦[2]、伊春鹿鳴銅鉬礦[3]、烏山銅鉬礦[4]等。這些銅鉬礦因產(chǎn)地不同礦石性質(zhì)有一定的差異性，但共性在于：原礦品位低、礦石儲量大、礦物中共伴生成分復(fù)雜[3]等。國內(nèi)外對于低品位斑巖型銅鉬礦的選礦處理工藝一般為:先采用捕收能力強的硫化礦捕收劑混合浮選獲得銅鉬混合精礦，同時根據(jù)銅鉬混合精礦連生關(guān)系確定是否需要通過再磨作業(yè)促進銅、鉬礦物的單體解離，再進行銅鉬分離，而常規(guī)的銅鉬分離工藝一般有兩種：一是浮銅抑鉬，二是浮鉬抑銅[5]。由于鉬礦物的天然可浮性優(yōu)于常見的黃銅礦、輝銅礦等銅礦物，且國內(nèi)外斑巖型銅鉬礦普遍存在著銅高鉬低的現(xiàn)象，根據(jù)“浮少抑多”和“浮易抑難”的分離原則，現(xiàn)階段國內(nèi)外普遍采用浮鉬抑銅工藝分離銅鉬混合精礦[6]。

為了實現(xiàn)銅鉬礦物的有效分離，需在浮選作業(yè)中加入對銅礦物有選擇性抑制作用的抑制劑，常規(guī)的銅礦物抑制劑包括硫化鈉、巰基乙酸鈉等。由于常規(guī)的硫化鈉具有用量大、成本高、浮選后尾礦水質(zhì)差等特點[7]，現(xiàn)階段銅鉬分離的重點在于開發(fā)新型的銅礦物抑制劑部分取代硫化鈉等抑制劑。本研究以廣西省某大型銅鉬礦為研究對象，在確定該銅鉬礦最優(yōu)選礦工藝和選礦指標(biāo)的過程中，探索采用新型有機高分子抑制劑在銅鉬分離作業(yè)中的抑制效果。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)多元素分析

廣西省某大型銅鉬礦屬于典型的斑巖型銅鉬礦，該銅鉬礦Mo含量為0.051%，Cu含量0.16%，同時伴生Ag、Re達(dá)到了10.58 g/t、0.15 g/t，具有綜合回收價值。Pb、Zn等有色金屬元素含量甚微；S含量0.92%，屬低硫的斑巖型銅鉬礦礦石。礦石多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果 %

1.2 原礦銅、鉬物相分析

原礦中銅、鉬的化學(xué)物相分析結(jié)果如表2、表3。

表2 礦石中銅的化學(xué)物相分析結(jié)果 %

表3 礦石中鉬的化學(xué)物相分析結(jié)果 %

銅的化學(xué)物相分析結(jié)果表明：銅主要以硫化物形式存在，其中原生硫化銅礦物主要是黃銅礦，約占總銅分布率的90.51%；次生硫化銅礦物主要是斑銅礦和銅藍(lán)，微量輝銅礦，約占總銅分布率的6.33%；孔雀石、藍(lán)銅礦等自由氧化銅礦物約占1.9%；類質(zhì)同相等形式存在的結(jié)合氧化銅分布率為1.26%。鉬主要以硫化物輝鉬礦的形式存在，占97.96%，氧化鉬含量甚少，僅占2.04%。

1.3 礦石中的礦物組成和主要金屬礦物的嵌布特征

礦石主要礦物及其相對含量見表4。黃銅礦是礦石中主要的目的金屬礦物，呈不規(guī)則他形晶粒狀，多呈散粒浸染狀分布于礦石中，相對較少與其他硫化物接觸嵌生。與輝鉬礦的嵌鑲接觸關(guān)系以簡單接觸嵌生為主。黃銅礦與黃鐵礦的接觸邊界多不平直，多見彎曲狀、不規(guī)則狀接觸嵌生，有時見相互半包含現(xiàn)象，部分細(xì)粒黃銅礦常見被黃鐵礦包裹，亦可見黃銅礦被磁鐵礦包裹的現(xiàn)象。黃銅礦嵌布粒度極不均勻，粗粒者可達(dá)0.2 mm以上，少數(shù)細(xì)粒者0.01 mm甚至0.005 mm以下，黃銅礦的一般嵌布粒度為0.01～0.1 mm。輝鉬礦主要呈浸染狀散布于礦石中，其次呈細(xì)脈狀產(chǎn)出，沿礦石微裂隙分布[8]，少見輝鉬礦與黃鐵礦、黃銅礦接觸嵌生，細(xì)脈狀分布的輝鉬礦多見與黃鐵礦、黃銅礦接觸嵌生。輝鉬礦嵌布粒度偏細(xì)且不均勻，部分粗粒的粒狀嵌布者在0.1 mm以上，部分細(xì)粒者在0.01 mm以下，一般0.02～0.07 mm。黃鐵礦主要呈散粒浸染狀分布于礦石各處，也呈細(xì)脈集合體分布。呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，偶見部分呈自形-半自形粒狀，嵌布粒度相對較粗，但不均勻，粗粒者可達(dá)0.2 mm以上，細(xì)粒者0.01 mm以下，一般0.02～0.15 mm。

表4 礦石中的主要礦物組成及相對含量 %

2 試驗研究

2.1 原則工藝流程的確定

由工藝礦物學(xué)研究結(jié)果可知，該礦石中可回收的主要有價礦物為銅礦物、鉬礦物，可綜合回收的礦物有黃鐵礦、長石等。礦物中銅的品位為0.158%，鉬的品位為0.049%。 對這種低品位銅鉬礦的處理通常采用銅鉬硫混合浮選，將硫化礦從大量的脈石礦物中分離出來，得到銅鉬硫混合精礦；然后抑硫浮銅鉬，再銅鉬分離[9]。選礦試驗原則流程見圖1。

圖1 原則工藝流程

2.2 銅鉬硫混合浮選

2.2.1 混合浮選磨礦細(xì)度條件試驗

由礦石性質(zhì)分析可知，該銅鉬礦中主要目的礦物黃銅礦、輝鉬礦嵌布粒度極不均勻，且輝鉬礦主要微細(xì)粒浸染狀散布于礦石中，多呈現(xiàn)與黃鐵礦、黃銅礦接觸嵌生的現(xiàn)象，所以采用銅硫鉬混合浮選工藝較采用銅鉬部分混合浮選工藝無論是對礦石解離度還是工藝流程的穩(wěn)定性更有優(yōu)勢，為了確定銅鉬硫混合浮選最適合磨礦細(xì)度，進行了磨礦細(xì)度條件試驗，試驗流程見圖2，所得指標(biāo)見圖3。

圖2 混合浮選磨礦細(xì)度條件試驗流程

圖3 磨礦細(xì)度條件試驗結(jié)果

由圖3可看出，隨著粗選磨礦細(xì)度的增大，采用如圖2所示的藥劑制度處理廣西某銅鉬礦，混合精礦中的銅、鉬金屬回收率逐步上升，當(dāng)粗選磨礦細(xì)度為-0.074 mm占72%時，混合精礦中的銅、鉬金屬回收率達(dá)到了93.58%、94.06%，再增大磨礦細(xì)度時，精礦中金屬回收率上升幅度極小，綜合考慮選礦成本，混合浮選粗選磨礦細(xì)度為-0.074 mm占72%。

2.2.2 銅鉬硫混合浮選閉路試驗

在粗選磨礦細(xì)度為-0.074 mm占72%條件下進行銅鉬硫混合浮選閉路試驗，試驗流程見圖4，所得指標(biāo)見表5。

圖4 銅鉬硫混合浮選閉路試驗流程

2.3 銅鉬-硫分離

2.3.1 混合精礦再磨細(xì)度條件試驗

由表5可看出，采用如圖4所示的工藝流程和藥劑制度處理該銅鉬礦，可得到含Mo 1.82%、Cu 5.69%、S 9.26%的銅鉬硫混合精礦產(chǎn)品，對該混合精礦進行鏡下檢測，檢測結(jié)果見圖5。

由圖5可看出，混合精礦中各主要硫化礦物交代包裹連生現(xiàn)象普遍，主要為：(1)黃銅礦與輝鉬礦接觸嵌生(如圖5(a));(2)輝鉬礦與黃鐵礦嵌生粒間包裹有極細(xì)的黃鐵礦(如圖5(b))。為了有效提高各硫化礦物的單體解離，在銅鉬與硫分離過程中對銅鉬硫混合精礦進行再磨作業(yè)，再磨細(xì)度條件試驗流程見圖6，以再磨細(xì)度為變量，所得結(jié)果見圖7。

表5 銅鉬硫混合浮選閉路試驗指標(biāo) %

圖5 混合精礦的微觀形貌(圖中Ccp為黃銅礦，Mot為輝鉬礦，Py為黃鐵礦)

圖6 再磨細(xì)度條件試驗流程

圖7 再磨細(xì)度條件試驗結(jié)果

由圖7可看出，相比于不磨條件下(此時混合精礦-0.045 mm含量為56.12%)，隨著再磨細(xì)度的增大，銅鉬-硫分離獲得的銅鉬精礦中的銅、鉬回收率明顯上升，同時精礦中的銅、鉬品位會有所下降，當(dāng)再磨細(xì)度為-0.045 mm為70.32%時，再增大再磨細(xì)度，銅鉬精礦中的金屬回收率沒有明顯變化，所以混合精礦最適再磨細(xì)度為-0.045 mm占70.32%。

2.4 銅鉬分離

2.4.1 銅鉬分離抑制劑種類條件試驗

當(dāng)前國內(nèi)外對銅鉬分離研究的重點在于高效低毒環(huán)保的銅抑制劑的開發(fā)及研究上，由于常見的斑巖型銅礦中的銅礦物主要以原生的黃銅礦為主，現(xiàn)階段黃銅礦的抑制劑主要為硫化鈉、巰基乙酸鈉以及合成抑制劑如BK511[10]、CM1[11]、AERO8371[12]等，這些合成抑制劑相比于常規(guī)的小分子抑制劑具有來源廣、廢水中殘余物含量低等特點，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。本研究以銅鉬-硫分離閉路所得銅鉬精礦為研究對象，進行了銅鉬分離抑制劑篩選種類條件試驗，試驗流程如圖8所示，不同抑制劑分離指標(biāo)見表6。

圖8 銅鉬分離抑制劑種類條件試驗流程

表6 銅鉬分離抑制劑種類條件試驗指標(biāo) %

2.4.2 新型抑制劑氧肟酸淀粉用量條件試驗

在確定硫化鈉+氧肟酸淀粉為銅鉬分離最適抑制劑后，進行了新型抑制劑氧肟酸淀粉的用量條件試驗，試驗流程如圖8所示，固定硫化鈉用量為200 g/t，以氧肟酸淀粉用量為變量，所得結(jié)果見圖9。

由圖9可看出，隨著抑制劑氧肟酸淀粉用量的增大，鉬粗精礦中Mo品位開始上升，Cu品位和回收率有明顯的下降，當(dāng)其用量為30 g/t時，鉬粗精礦中Mo品位達(dá)到了峰值，再增大用量時，Mo回收率有所降低，所以氧肟酸淀粉的最適合用量為30 g/t。

圖9 氧肟酸淀粉用量條件試驗結(jié)果

2.5 全流程閉路試驗

在已有的條件試驗進行了硫化礦混浮—混合精礦再磨—銅鉬硫分離—銅鉬分離全流程閉路試驗，試驗流程如圖10所示，最終選礦指標(biāo)如表7所示。

表7 全流程閉路試驗指標(biāo) %

由表7可看出，采用如圖10所示的工藝流程和藥劑制度處理廣西某斑巖型銅鉬礦，全流程可分別得到鉬精礦、銅精礦、硫精礦3個產(chǎn)品。其中鉬精礦含Mo 45.65%、Cu 0.95%，鉬精礦中Mo回收率為78.48%，銅精礦含Mo 0.35%、Cu 20.86%，銅精礦中Cu回收率為87.43%，硫精礦含S 34.21%，硫精礦中S回收率為58.68%。

圖10 全流程閉路試驗流程

3 結(jié) 論

(1)廣西某大型斑巖型低品位銅鉬礦含Cu 0.16%、Mo 0.051%，具有綜合回收價值，經(jīng)工藝礦物學(xué)分析，該銅鉬礦中主要目的礦物輝鉬礦、黃銅礦嵌布粒度不均勻，且多呈現(xiàn)出復(fù)雜的包裹及交代嵌生關(guān)系，不利于銅鉬分離和合格精礦產(chǎn)品的產(chǎn)出。

(2)結(jié)合礦石性質(zhì)分析，研究確定了硫化礦混浮—混合精礦再磨—銅鉬硫分離—銅鉬分離的選礦工藝流程，依次產(chǎn)出硫精礦、鉬精礦、銅精礦3個產(chǎn)品。

(3)銅鉬分離過程中采用新型組合抑制劑硫化鈉+氧肟酸淀粉作為黃銅礦的抑制劑，具有抑制效果較好，用量低等特點，在相同條件下可大幅度降低硫化鈉的用量。

(4)采用擬定的工藝流程進行的全流程閉路試驗指標(biāo)為：鉬精礦含Mo 45.65%、Cu 0.95%、S 31.15%，其中鉬精礦中Mo回收率為78.48%，損失在鉬精礦中Cu回收率為0.52%；銅精礦含Mo 0.35%、Cu 20.86%、S 32.65%，銅精礦中Cu回收率為87.43%；硫精礦含Mo 0.21%、Cu 0.35%、S 34.21%，硫精礦中S回收率為58.68%。

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EXPERIMENTAL STUDY ON FLOTATION AND SEPARATION OF A LOW-GRADE COPPER-MOLYBDENUM ORE

DONG Yan-hong

(Hunan Provincial Key Laboratory for Complex Copper Lead Zinc Associated Metal Resources
Comprehensive Utilization, Hunan Research Institute for Non-Ferrous Metals, Changsha 410100,Hunan，China)

The investigation on the processing technology study was conducted on a low-grade copper-molybdenum ore in Guangxi Province.The ore has a complex metasomatic embedded relationship among different minerals.Based on the mineralogical analysis of the ore, the mineral processing flowsheet including copper molybdenum sulfur mixed floating-concentrate regrinding-separation of copper, molybdenum and sulfur - separation of copper and molybdenum was determined.The flowsheet effectively improved the finely disseminated copper,molybdenum,pyrite mineral liberation degree, meanwhile used the high-efficiency combined depressor which contains Na2S and hydroxamic acid starch,which achieved a successful separation between finely disseminated copper-molybdenum minerals.

porphyry copper-molybdenum deposit；low-grade; copper-molybdenum separation

2017-05-10；

2017-06-16

廣西重點研發(fā)計劃資助 (桂科AB16380270)

董艷紅(1986—)，女，工程師。主要從事選礦試驗及工藝研究工作。E-mail:mydifference@163.com

10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.04.003

TD 952

A

1006-2602(2017)04-0010-07