某高硫銅礦銅硫分離試驗(yàn)研究

孫文祥 劉行

摘要：銅作為一種具有戰(zhàn)略意義的金屬在國民生產(chǎn)中起到重要作用。無論是氧化銅礦石還是硫化銅礦石，其加工處理方法均以浮選為主。某高硫銅礦石，在浮選中通過對黃鐵礦等含S礦物進(jìn)行有效抑制，最終達(dá)到Cu和S分離的目的。通過該流程最終可獲得合格的銅精礦和硫精礦，大大提高了選礦廠利潤并實(shí)現(xiàn)資源的最有效利用，可謂是意義重大。

關(guān)鍵詞：高硫銅礦；銅硫分離；綜合利用

隨著礦產(chǎn)資源的日益枯竭，綜合利用無疑是一條最為有效的途徑，它不僅可以有效地緩解資源供需矛盾，而且可以為礦山企業(yè)帶來現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。本試驗(yàn)研究某高硫銅礦銅硫分離，通過合理規(guī)劃選礦產(chǎn)品，合理設(shè)計(jì)選礦流程最終實(shí)現(xiàn)Cu和S的綜合回收。

1.礦石性質(zhì)

某高硫銅礦，礦石礦物組成較為簡單，金屬礦物含量較高，約占礦物總量的18%，非金屬礦物約占82%；其中主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦及少量閃鋅礦和方鉛礦等；脈石礦物主要為石英，次為絹云母和少量綠泥石等。

原礦經(jīng)化驗(yàn)分析，含Cu 1.50%、含S 8.50%、含Pb 0.15%、含Zn0.20%，礦石中可供回收的有價(jià)元素主要為銅，同時(shí)該礦石中硫含量較高，可考慮將S作為副產(chǎn)品加以回收，其它金屬元素含量較少，不具有回收價(jià)值。

2.選礦試驗(yàn)研究

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)及結(jié)果分析

浮選之前的磨礦作業(yè)，目的是使礦石中的礦物得到解離，并將礦石磨到適于浮選的粒度[2]。磨礦是礦石準(zhǔn)備作業(yè)的重要組成部分，而且該作業(yè)的能耗、物料消耗均在整個(gè)選礦廠中占很大比例。因此確定合理的磨礦細(xì)度，對于產(chǎn)品質(zhì)量的保證十分重要，同時(shí)合理的磨礦細(xì)度也有助于降低選礦成本。

試驗(yàn)中磨礦細(xì)度分別采用-0.074mm含量60%、65%、70%、75%、80%、85%，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、兩次掃選作業(yè)。粗選添加CaO 2000g/t、捕收劑丁基黃藥用量為60g/t，起泡劑采用常規(guī)的2#油用量為40g/t，浮選時(shí)間4分鐘。

通過磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)-0.074mm含量占80%時(shí)浮選指標(biāo)較好，銅精礦中Cu品位達(dá)到19.15%，回收率82.58%。繼續(xù)提高磨礦細(xì)度有利于最終精礦品位的提高，但過粉碎后勢必會(huì)導(dǎo)致尾礦中流失率增加。考慮到含銅礦物與脈石礦物的分離需要一定解理度，又要防止過磨，因此確定磨礦細(xì)度為-0.074mm含量占80%。

2.2 CaO用量試驗(yàn)及結(jié)果分析

石灰常用于提高礦漿PH值，并且具有非常強(qiáng)的吸水性，與水發(fā)生反應(yīng)生成Ca（OH）2。石灰在選礦工藝中的應(yīng)用很廣泛，特別是在浮選作業(yè)中抑制硫化鐵礦物。在硫化銅礦石中，常伴生有硫化鐵礦，主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦，為了更好處浮選銅、鉛、鋅礦物，常要加石灰抑制硫化鐵礦物。石灰作為pH調(diào)整劑的主要作用在于產(chǎn)生有利于浮選藥劑的作用條件、改善礦物表面狀況和礦漿離子組成，通過調(diào)整pH值使電位-pH匹配，從而達(dá)到浮選分離的目的[2]。

試驗(yàn)中磨礦細(xì)度采用-0.074mm含量80%，CaO用量分別為1500g/t、2000g/t、2500g/t、3000g/t。經(jīng)過一次粗選、兩次精選、兩次掃選作業(yè)。捕收劑丁基黃藥用量為60g/t，起泡劑采用常規(guī)的2#油用量為40g/t，浮選時(shí)間4分鐘。

通過磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著石灰用量增加最終銅精礦品位逐漸提高，但銅精礦中銅回收率有所降低，這是由于石灰用量增加后對黃鐵礦的抑制作用增強(qiáng)的同時(shí)，也對含銅礦物產(chǎn)生抑制作用。在CaO用量為2500g/t條件下，最終精礦品位21.25%，回收率81.25%。試驗(yàn)確定抑制劑CaO用量為2500g/t。

2.3捕收劑用量試驗(yàn)及結(jié)果分析

在浮選過程中，礦物能夠上浮的關(guān)鍵是有用礦物與捕收劑充分作用，形成穩(wěn)定的礦化泡沫。硫化銅礦物屬于易浮礦物，采用常規(guī)的黃藥作為捕收劑就能獲得較好的浮選指標(biāo)。

試驗(yàn)中磨礦細(xì)度采用-0.074mm含量80%，CaO用量為2500g/t，丁基黃藥用量分別采用40g/t、60g/t、80g/t進(jìn)行對比，以確定最合理的捕收劑用量。試驗(yàn)經(jīng)過一次粗選、兩次精選、兩次掃選作業(yè)，起泡劑2#油用量為40g/t，浮選時(shí)間4分鐘。

通過捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著丁基黃藥用量增加最終銅精礦品位逐漸降低，但銅精礦中銅回收率逐漸提高。捕收劑用量增加，提高捕收能力的同時(shí)，捕收劑的選擇性將受到影響，這將直接影響最終精礦品位。在捕收劑丁基黃藥用量為60g/t條件下，最終精礦含Cu 22.15%，回收率82.05%，浮選指標(biāo)較好。試驗(yàn)確定捕收劑用量為60g/t。

2.4浮選尾礦回收硫試驗(yàn)及結(jié)果分析

該礦石中含硫較高，在選銅過程中通過CaO抑制作用，將黃鐵礦等含S礦物抑制到尾礦中。為實(shí)現(xiàn)資源最有效的利用，提高選廠經(jīng)濟(jì)效益，針對選銅尾礦進(jìn)行選硫試驗(yàn)。

試驗(yàn)中采用選銅尾礦，添加CuSO4活化被抑制的黃鐵礦后，采用丁基黃藥作為選硫的捕收劑。CuSO4用量為300g/t，捕收劑丁基黃藥50g/t，起泡劑2#油30g/t，采用一次粗選、一次精選流程，最終硫精礦含S達(dá)到35.16%，選硫作業(yè)回收率81.10%。

3.結(jié)語

通過系統(tǒng)的條件試驗(yàn)，確定合理的工藝流程以及工藝指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路實(shí)驗(yàn)。閉路試驗(yàn)流程為在磨礦細(xì)度為-0.074mm含量占80%條件下，選銅作業(yè)采用一次粗選、兩次精選、兩次掃選，最終銅精礦品位22.08%，回收率83.02%。尾礦回收硫作業(yè)最終硫精礦含S 34.12%，作業(yè)回收率83.15%。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的發(fā)展，世界各國對礦產(chǎn)資源的種類與數(shù)量的需求越來越多。資源的綜合利用不僅是提高企業(yè)效益的一個(gè)重要方面，只有通過推進(jìn)資源綜合利用，才能最大限度地節(jié)約資源，切實(shí)地提高資源利用水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯萬榮，李體剛，趙淑華，胡琴霞，金同和，劉洪利，李振輝.我國礦產(chǎn)資源綜合利用現(xiàn)狀及對策[J].采礦技術(shù)，2006，6（3）：63.

[2]許時(shí).礦石可選性研究[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012：139.