九江城門山銅礦尾礦綜合回收利用試驗研究

朱秋飛，周 坤

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 城門山銅礦，江西 九江 332000）

1 引言

城門山銅礦是一座以銅、硫為主，共生鉬、鐵、鋅，伴生金、銀和稀散元素的大型多金屬礦［1］，城門山銅礦目前有兩座選廠，總處理能力約8800t/d（約290萬t/a），年產(chǎn)尾礦共計約250萬t。就城門山銅礦現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝流程，大量的硫金屬量因流程較短，浮選時間不足，損失到尾礦中［2］，尾礦中硫品位可達(dá)2%～3%。對礦體取樣分析，在未來5年內(nèi)原礦含硫品位仍會有所增長，會導(dǎo)致更多的有價礦物不能夠被提取而損失，因此，需將尾礦資源進(jìn)行回收利用。其次，若保持該尾礦排放量，礦山現(xiàn)有的劉家溝尾礦庫庫容使用年限僅余1～2年，而礦山毗鄰賽城湖區(qū)，周邊地形不太適合建設(shè)大容量的尾礦庫，城門山銅礦的尾礦排放成為影響城門山銅礦后續(xù)生產(chǎn)及發(fā)展的一個重大因素，解決尾礦排放問題迫在眉睫。

根據(jù)政策及國家環(huán)保要求，為了降低長江流域礦山企業(yè)對環(huán)境的污染［3］，江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司開展本次試驗研究，為城門山尾礦綜合利用工作提供依據(jù)。且江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司與江西省建材集團(tuán)公司和江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計院共同合作開展了尾礦在建筑工業(yè)化中的綜合利用項目開發(fā)與研究，在從尾礦中盡可能的回收硫金屬量的同時解決最終尾礦排放問題，將尾礦用于滿足九江、南昌及周邊地區(qū)正常生產(chǎn)年份的建筑材料生產(chǎn)原料［4］供應(yīng)。

2 尾礦礦石特性分析

根據(jù)對尾礦調(diào)查得知，城門山銅礦尾礦密度為2.8t/m3，尾礦重量濃度為19.97%，細(xì)度為-0.074 mm占61%，礦漿密度為1.22 t/m3。尾礦中金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、閃鋅礦等，脈石礦物有石英、長石、云母以及石榴子石等［5］，其中，黃鐵礦的礦物相對含量約為5%，以黃銅礦為主的銅礦物含量合計約為1%，其他金屬礦物的含量較少，脈石礦物的含量約為94%。尾礦化學(xué)多組分分析結(jié)果見表1。

表1 尾礦多組分化學(xué)分析結(jié)果 %

尾礦粒度篩析結(jié)果見表2。

表2 尾礦粒度篩析結(jié)果

粒度篩析結(jié)果表明，尾礦中的S礦物主要分布在+200目與-400目兩粒級中。

尾礦沉降試驗結(jié)果見表3。

表3 尾礦沉降試驗結(jié)果

沉降試驗結(jié)果表明，雖然尾礦中細(xì)粒級含量較高，但是濃密至35%左右的浮選所需濃度的沉降性能較好。

3 試驗研究

城門山選礦廠現(xiàn)有的選礦工藝流程為優(yōu)先浮選流程，選銅尾礦經(jīng)脫泥旋流器分級后，沉砂作為選硫作業(yè)入選原礦，旋流器溢流與選硫尾礦合并為總尾礦。由于，只需要將最終尾礦含硫降至0.5%以下，同時盡可能獲得合格的硫精礦產(chǎn)品，因此主要針對選礦工藝流程和工藝條件開展研究工作。

3.1 一粗一掃開路浮選試驗流程

選廠總尾礦取樣機取尾礦試驗樣，濃度為17.5%，濃縮至25.0%濃度入選，添加硫酸調(diào)節(jié)pH值為10.5左右，黃藥用量為50g/t，起泡劑用量為15g/t，進(jìn)行了“一粗一掃”開路浮選試驗。試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表4。從表中試驗結(jié)果可看出，濃度為25.0%的總尾礦當(dāng)作原礦入選，經(jīng)一粗一掃開路浮選流程，可使最終尾礦含硫降低至0.5%以下。

圖1 一粗一掃開路浮選試驗流程

表4 一粗一掃開路浮選試驗結(jié)果

3.2 一粗一掃兩精閉路浮選試驗流程

在一粗一掃開路浮選試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，取總尾礦樣濃縮至28.0%濃度入選，添加硫酸調(diào)節(jié)pH值為10.5左右，適當(dāng)增加黃藥用量至70g/t，起泡劑用量為20g/t，進(jìn)行了“一粗一掃兩精”閉路浮選試驗。試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表5。從表中試驗結(jié)果可看出，濃度為28.0%的總尾礦當(dāng)作原礦入選，經(jīng)一粗一掃兩精閉路浮選流程，可使最終尾礦含硫降低至0.5%以下，但未得到合格的標(biāo)硫精礦產(chǎn)品。

圖2 一粗一掃兩精閉路浮選試驗流程

表5 一粗一掃兩精閉路浮選試驗結(jié)果

3.3 一粗兩掃三精閉路浮選試驗流程

在一粗一掃兩精閉路浮選試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，取總尾礦樣濃縮至31.0%濃度，調(diào)節(jié)pH值為10.5左右，適當(dāng)增加黃藥用量至80g/t，起泡劑用量為20g/t，進(jìn)行了“一粗兩掃三精”閉路浮選試驗。試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見表6。從表中試驗結(jié)果可看出，濃度為31.0%的總尾礦當(dāng)作原礦入選，經(jīng)一粗兩掃三精閉路浮選流程，使最終尾礦含硫降低至0.5%以下的同時，可得到合格的標(biāo)硫精礦產(chǎn)品。

圖3 一粗兩掃三精閉路浮選試驗流程

表6 一粗兩掃三精閉路浮選試驗結(jié)果

4 結(jié)語

（1）由于總尾礦濃度較低，需先經(jīng)濃縮提高濃度后再進(jìn)浮選作業(yè)，從表3沉降試驗結(jié)果，可知總尾礦雖細(xì)粒級較多但是濃密至35%左右的浮選所需濃度的沉降性能較好；

（2）從以上3次試驗可看出，城門山銅礦總尾礦含硫品位存在波動性，但綜合生產(chǎn)班樣結(jié)果看，各月累計總尾礦含硫品位在2.2%左右。試驗3.3所取入選礦樣有代表性，經(jīng)實驗室“一粗兩掃三精”閉路試驗取得硫精礦含硫35.57%，選硫回收率94.20%，最終尾礦含硫0.14%；

（3）參照現(xiàn)有的選硫工藝流程，結(jié)合實驗室閉路浮選試驗結(jié)果，選定城門山銅礦尾礦降硫系統(tǒng)工藝流程為：現(xiàn)場總尾礦經(jīng)濃縮提高濃度，進(jìn)至加酸攪拌槽調(diào)節(jié)入選礦漿pH值，再進(jìn)加藥攪拌槽與藥劑充分接觸后，進(jìn)至“一粗兩掃三精”閉路浮選流程，可得到低硫品位尾礦（0.5%以下）及合格的標(biāo)硫精礦（35.0%以上）產(chǎn)品［6］。藥劑單耗：黃藥單耗為80g/t，起泡劑單耗20g/t。