巰基乙酸鈉代替氰化鈉在欒川三道莊鉬鎢多金屬礦中的應用研究

陳 濤

(洛陽欒川鉬業集團股份有限公司)

在選鉬技術中，氰化鈉是一種抑制銅的高效藥劑，具有作用時間長、用量小等優點，但氰化鈉是一種劇毒物質，殘留在水中無法分解，對環境的污染較大，且對人的危害具有不可恢復性，尋求無毒或低毒抑制劑替代氰化物，是選礦界的一項重大選礦技術難題[1]。金堆城鉬業公司研制出了代氰選鉬藥劑——巰基乙酸鈉，它是一種有機金屬鹽。在銅鉬礦浮選中，可用作銅礦和鎂鐵礦的抑制劑，也可用作分析試劑或化學冷燙液的配制，且無污染、無毒害，對生產區域的環境保護起到了積極的作用。

1 巰基乙酸鈉性質及抑銅作用機理

巰基乙酸鈉分子量為114.09，分子式為HSCH2COONa，密度為(常溫20 ℃情況)1.20～1.30 g/mL，水不溶物≤0.10 g/mL，外觀呈黃色至暗紅色液體，巰基乙酸鈉硫化物含量≥9.0%[2-3]。

巰基乙酸鈉代替氰化鈉選鉬抑制硫化銅等硫化礦的技術原理是HSCH2COONa水解后變成巰基乙酸(HSCH-COOH)，而巰基乙酸分子的一端是琉基(HS-)，另一端是(-COOH)，巰基可在黃銅礦等硫化礦表面吸附，其吸附后活性比煤油、黃原酸根離子強，而羧基是親水基，因而吸附巰基乙酸分子的硫化銅礦物在浮選時能被有效抑制，輝鉬礦不被抑制而上浮，因而達到抑銅浮鉬的分選目的[4]。

2 礦石性質

洛陽欒川三道莊鉬礦屬斑巖-矽卡巖鎢鉬多金屬礦床，主要金屬礦物為黃鐵礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦、白鎢礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等，主要脈石礦物為石榴子石、透輝石、斜長石、方解石、綠泥石、白(黑)云母等。輝鉬礦分布不均勻，主要呈自形晶片狀、鱗片狀產出在石榴子石、透輝石、石英等脈石礦物顆粒間，部分呈薄膜狀或細脈狀充填在矽卡巖的破碎裂隙中，輝鉬礦嵌布粒度-0.02 mm粒級占8%，0.02～0.04 mm 粒級占 13%，0.04～0.07 mm 粒級占 11%，0.07～0.1 mm 粒級占 3%，0.1～0.5 mm 粒級占 53%，+0.5 mm 粒級占12%。

目前，選礦廠進行回收的礦物產品有鉬精礦、白鎢精礦、銅精礦，關于礦物中鐵的綜合回收正在進行進一步探索階段。選礦廠原礦的入選銅品位為0.012%，理論上進行銅精礦回收不具有經濟效益，但礦石中的銅隨鉬浮選進入精選段，精選段經過兩次再磨后，其黃銅礦嵌布粒度-0.074 mm占比達到98%，且精選段原則是浮鉬抑銅，這為精選尾礦回收銅奠定了基礎。

3 巰基乙酸鈉替代氰化鈉工業應用探索

3.1 選礦流程

洛陽欒川三道莊鉬礦碎礦系統采用二段一閉路流程，碎礦產品粒度為-12 mm；磨礦分級系統采用一段閉路流程；鉬浮選流程為1次粗選、3次粗掃選、3次精選、4次精掃選和1次掃精選；粗選采用浮選柱系統及粗掃選采用浮選機系統，粗精礦進入精選系統，精1的尾礦進入精掃選系統。鉬浮選試驗流程見圖1。

圖1 鉬浮選試驗流程

3.2 試驗過程及結果分析

在其他選廠探索實踐結果的基礎上，結合欒川三道莊鉬鎢礦的生產規模及實際情況，進行了25 d的工業試驗。首先考慮到巰基乙酸鈉藥效持續時間較短，而50 m3精掃選和8 m3掃精選的流程較長，抑銅效果不明顯，故在精1尾礦進入50 m3精掃選前增加一處巰基乙酸鈉加藥點。氰化鈉只在精選1、精選2、精選3階段添加，精掃階段無需添加，一開始調整巰基乙酸鈉用量為4 500 mL/min，通過當天各工段取樣化驗的銅含量數據，將巰基乙酸鈉的用量調整為5 600 mL/min，到第15 d調整為6 000 mL/min，到第20 d調整為4 500 mL/min，一直維持到試驗結束，第26 d恢復使用氰化鈉，各工段鉬及銅試驗指標見表1。巰基乙酸鈉和氰化鈉各段鉬含量、銅含量對比見圖2、圖3(圖2、圖3中所用數據均為表1中均值)。

由圖2、圖3可見，使用巰基乙酸鈉時，各個階段整體鉬含量較使用氰化鈉時有一定提升，但在最終鉬精礦中未顯示出優勢。從各階段銅含量來看：其中8 m3掃精選泡沫中平均銅含量為3.08%是使用氰化鈉時所得到的平均銅含量0.86%的3.5倍；

表1 各工段鉬及銅試驗指標 %

圖2 巰基乙酸鈉和氰化鈉各段鉬含量對比

圖3 巰基乙酸鈉和氰化鈉各段銅含量對比

從精選階段(包括精1泡沫、精2泡沫和鉬精礦)上看整體趨勢在添加巰基乙酸鈉和氰化鈉對于銅均能起到逐段明顯抑制的效果，但平均銅含量仍是使用氰化鈉時所得到的平均銅含量的2～3倍；50 m3精掃尾礦的平均銅含量卻比使用氰化鈉時所得到的平均銅含量低，這充分說明了使用巰基乙酸鈉時候其抑銅效果與氰化鈉比較藥效短暫，與銅結合不夠緊密，尤其在8 m3掃精選階段，因為流程較長巰基乙酸鈉失效較為明顯。但使用巰基乙酸鈉只能將鉬精礦銅控制在0.4%左右，而氰化鈉卻能將銅降到0.2%以下。目前，公司要求鉬精礦銅雜質含量控制在0.25%以下，所以最終停止使用巰基乙酸鈉，重新恢復氰化鈉添加。

通過上述分析，選用巰基乙酸鈉代替氰化鈉進行抑銅試驗，給整個浮選系統產生的影響有：

(1)對藥劑制度的影響。為了克服精選區泡沫發黏，泡沫層較厚影響精礦中鉬的有效富集，從而使用了較多的煤油以消泡，造成系統煤油單耗偏高。

(2)對于精選尾礦鉬含量的影響。從表1中最終數據可以看出，使用巰基乙酸鈉時50 m3精掃尾礦的平均品位為0.31%，而使用氰化鈉50 m3精掃尾礦的平均數據為0.14%，而且50 m3精掃尾礦的單個數據也普遍高于使用氰化鈉的單個數據。表明巰基乙酸鈉在某種程度上降低了鉬精礦的可浮性。

(3)對于精選系統礦漿pH值的影響。巰基乙酸鈉為弱堿性，同時為了改善精選區泡沫發黏的現象，強化抑銅效果，精選區大量補加清水，這使得精選區礦漿pH值過低，這不利于輝鉬礦精選區需要較高的pH值。

因此，在精選階段泡沫礦化程度低，鉬精礦產量低，品位高；精掃尾鉬品位高，濃度低；銅在各個階段不斷的富集，使最終的鉬精礦中銅含量升高。

4 結 語

(1)選礦廠對于巰基乙酸鈉代替氰化鈉的作用效果進行了探索研究，并進行了為期25 d的工業試驗，單獨使用巰基乙酸鈉時可得到合格的鉬精礦，但是抑銅效果不理想，最終產品鉬精礦中銅含量最高可達1.06%，與公司要求的相差較大。

(2)巰基乙酸鈉具有一定的抑銅效果，在后續的探索研究過程中，可再增加巰基乙酸鈉的加藥點，以增加巰基乙酸鈉與銅結合的時間和緊密性。若單獨選用巰基乙酸鈉仍達不到較理想的抑銅效果，也可選用巰基乙酸鈉與氰化鈉以一定比例混合的策略，既能發揮氰化鈉藥效持久的優勢，又能減少氰化鈉的使用量，降低環境污染。再者也可將某一個或幾個氰化鈉加藥點用巰基乙酸鈉替代，減少氰化鈉使用。在實際操作過程中應避免過分追求精礦中較低的銅雜質含量，只要符合要求即及時將精礦排出，防止銅雜質進行循環富集。