某高硫鐵銅礦石銅硫選礦試驗(yàn)

胡文英 伍紅強(qiáng)

（1.廣東省大寶山礦業(yè)有限公司，廣東韶關(guān)512127；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司，安徽馬鞍山243000）

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石的組成與成分

粵北南嶺地區(qū)某高硫鐵難選銅礦石中銅礦物絕大部分為黃銅礦，蝕變產(chǎn)生的銅藍(lán)等銅礦物微量［1-3］；含硫礦物主要為黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦；赤鐵礦、閃鋅礦少量，方鉛礦、碲鉍礦等其他金屬礦物微量。脈石礦物主要為石英、正長(zhǎng)石、白云母、透閃石、方解石、綠泥石，其次為榍石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石以及微量輝石等。礦石中的銅、硫主要以獨(dú)立硫化礦物形式存在。

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，銅、硫物相分析結(jié)果分別見表2、3。

從表1、表2、表3可以看出，礦石中主要可回收元素為銅、硫。銅主要以原生硫化銅的形式存在，分布率達(dá)87.60%，少量銅以次生硫化銅的形式存在，分布率為11.81%，而自由氧化銅含量極少，屬于典型的高鐵高硫礦石。礦石中的硫主要以非磁性硫化物的形式存在，分布率占62.02%，37.62%的硫以磁性硫鐵礦的形式存在，其他礦物包裹形式存在的硫很少。

進(jìn)一步的研究表明，礦石中存在活性較高、可浮性較好的磁黃鐵礦和黃鐵礦，在礦漿體系中金屬離子的活化作用下可能會(huì)影響銅精礦的品質(zhì)［4-5］。

1.2 礦石中主要有用礦物的嵌布特征

礦石中黃銅礦的嵌布粒度呈粗、中、細(xì)粒極不均勻分布，主要呈不規(guī)則狀嵌布在脈石礦物中（圖1）。磁黃鐵礦、黃鐵礦及其集合體嵌布粒度較粗，粒度大于0.074 mm的黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、硫化鐵礦物集合體分布率分別為66.16%、90.09%、89.91%及91.47%；小于0.010 mm的分別僅占1.97%、0.22%、0.18%及0.20%。

礦石中黃銅礦與黃鐵礦、磁黃鐵礦等硫礦物的嵌布關(guān)系密切，常嵌布在一起，或黃銅礦被磁黃鐵礦包裹，部分黃銅礦以微粒包裹于磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦以及其他脈石礦物中（圖2～圖4），這部分黃銅礦在磨礦過程中很難完全單體解離，將對(duì)銅的回收造成一定的影響［5-8］。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦作業(yè)是選礦過程中能耗最高、材料損耗最嚴(yán)重的作業(yè)，磨礦細(xì)度對(duì)后續(xù)銅硫選礦指標(biāo)的影響很大［9］。磨礦細(xì)度確定試驗(yàn)采用1次粗選選銅流程，固定抑制劑兼pH調(diào)整劑石灰用量為5 kg/t，捕收劑Z-200用量為90 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

從圖5可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，銅粗精礦品位和回收率均先上升后下降，變化趨勢(shì)的拐點(diǎn)在-0.074 mm占75%時(shí)。因此，適宜的磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%，此時(shí)的銅粗精礦銅品位為5.58%、銅回收率為82.20%。

2.2 選銅試驗(yàn)

2.2.1 銅粗選條件試驗(yàn)

試驗(yàn)采用1次粗選流程。

2.2.1.1 礦漿pH（石灰調(diào)漿）試驗(yàn)

石灰廉價(jià)、易得，在選礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，因此選用石灰作為黃鐵礦、磁黃鐵礦的抑制劑兼pH調(diào)整劑。礦漿pH試驗(yàn)在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%、Z-200用量為90 g/t條件下進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

從圖6可以看出，隨著礦漿pH增大，銅粗精礦銅品位上升、銅回收率先升后降。綜合考慮，確定適宜的礦漿pH為8.0，對(duì)應(yīng)的石灰用量為5 kg/t。

2.2.1.2 捕收劑用量試驗(yàn)

為了選擇經(jīng)濟(jì)、高效的浮銅捕收劑，對(duì)多種常用浮銅捕收劑進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，最終確定選用丁基黃藥+Z-200（質(zhì)量配合比為1∶3）為浮銅捕收劑。丁基黃藥+Z-200用量試驗(yàn)在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%，石灰用量為5 kg/t條件下進(jìn)行，結(jié)果見圖7。

從圖7可以看出，隨著丁基黃藥+Z-200用量的增大，銅粗精礦銅品位先小幅上升后顯著下降，銅回收率呈先快后慢的上升趨勢(shì)。綜合考慮，確定丁基黃藥+Z-200的用量為80 g/t，對(duì)應(yīng)的銅粗精礦銅品位5.90%、銅回收率為84.05%。

2.2.2 開路選銅試驗(yàn)

開路選銅試驗(yàn)流程見圖8，結(jié)果見表4。

從表4可以看出，采用圖8所示的開路選銅流程可獲得銅品位為23.19%、銅回收率為69.46%的銅精礦。

2.2.3 閉路試驗(yàn)

對(duì)開路選銅試驗(yàn)的中礦進(jìn)行顯微鏡下分析，發(fā)現(xiàn)銅中礦多以銅硫連生體的形式存在，如果對(duì)這些中礦進(jìn)行順序返回將增大流程的循環(huán)量。進(jìn)一步的研究表明，銅中礦3、銅中礦4合并再磨能夠經(jīng)濟(jì)有效地解決銅礦物連生體的解離問題，從而改善選銅效果。據(jù)此進(jìn)行了閉路選銅試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖9，結(jié)果見表5。

從表5可以看出，采用圖9所示的流程選銅，可獲得銅品位為19.89%、銅回收率為82.09%的銅精礦，尾礦銅品位降至0.094%，取得了良好的選銅效果。

2.3 銅尾礦選硫試驗(yàn)

2.3.1 磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)

以浮銅尾礦為磁選給礦，采用磁選法回收礦石中的磁黃鐵礦［2］，磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)采用永磁逆流式弱磁選機(jī)，試驗(yàn)采用1次粗選流程，結(jié)果見表6。

由表6可知，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為238.85 kA/m時(shí)，磁性硫精礦硫品位為35.47%、硫回收率為29.95%，結(jié)合表3可知磁性硫的回收率接近80%，表明磁黃鐵礦回收效果較好。

2.3.2 浮選條件試驗(yàn)

2.3.2.1 礦漿pH值（硫酸調(diào)漿）試驗(yàn)

該礦山企業(yè)自產(chǎn)硫酸，因此選擇硫酸為硫活化劑在成本上具有較大優(yōu)勢(shì)。試驗(yàn)以磁選尾礦為給礦進(jìn)行硫酸用量試驗(yàn)，試驗(yàn)采用1次粗選流程，固定丁基黃藥+310黃藥（質(zhì)量配合比為1∶1，下同）用量為120 g/t，結(jié)果見圖10。

從圖9可以看出，隨著礦漿pH值的增大，硫精礦硫品位先下降后上升，硫回收率下降。當(dāng)?shù)V漿pH接近中性時(shí)浮硫效果較好，對(duì)應(yīng)的硫酸用量為500 g/t。此狀況下對(duì)浮選機(jī)等設(shè)備的腐蝕性較小［10］。

2.3.2.2 丁基黃藥+310黃藥用量試驗(yàn)

捕收劑丁基黃藥+310黃藥用量試驗(yàn)以磁選尾礦為給礦，采用1次粗選流程，固定硫酸用量為500 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖11。

從圖11可以看出，丁基黃藥+310黃藥用量為120 g/t時(shí)對(duì)黃鐵礦的選擇性捕收效果較好，此時(shí)硫精礦硫品位為43.85%，硫作業(yè)回收率為77.23%。

2.4 全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖12，結(jié)果見表7。

從表7可以看出，采用圖12所示的流程處理礦石，可獲得銅品位為19.89%、銅回收率為82.07%的銅精礦，硫品位為33.18%、硫回收率為29.11%的磁性硫精礦，以及硫品位為43.75%、硫回收率為55.26%的硫精礦，總硫回收率達(dá)84.37%，該工藝有效地回收了礦石中的銅、硫資源。

3 結(jié)論

（1）粵北南嶺地區(qū)某高硫鐵難選銅礦石中銅礦物絕大部分為黃銅礦，蝕變產(chǎn)生的銅藍(lán)等銅礦物微量；含硫礦物主要為黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦；赤鐵礦、閃鋅礦少量，方鉛礦、碲鉍礦等其他金屬礦物微量。脈石礦物主要為石英、正長(zhǎng)石、白云母、透閃石、方解石、綠泥石，其次為榍石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石以及微量輝石等。白云母等易浮礦物將是影響銅精礦銅品位的主要因素。礦石中主要可回收元素為銅、硫，銅主要以原生硫化銅的形式存在，分布率達(dá)87.60%，少量銅以次生硫化銅的形式存在，分布率為11.81%，而自由氧化銅含量極少；硫主要以非磁性硫化物的形式存在，分布率占62.02%，37.62%的硫以磁性硫鐵礦的形式存在。

（2）礦石在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%的情況下，采用1粗3精2掃、中礦順序返回（精選1、掃選1中礦合并再磨后返回）流程浮銅，浮銅尾礦1次弱磁選磁黃鐵礦，弱磁選尾礦1粗2掃流程浮選黃鐵礦，可獲得銅品位為19.89%、銅回收率為82.07%的銅精礦，硫品位為33.18%、硫回收率為29.11%的磁性硫精礦，以及硫品位為43.75%、硫回收率為55.26%的硫精礦，總硫回收率達(dá)84.37%，該工藝有效地回收了礦石中的銅、硫資源。