某含銅金銀多金屬硫化礦尾礦資源綜合利用試驗(yàn)研究①

楊文壽

（太原鋼鐵（集團(tuán)）有限公司礦業(yè)分公司，山西 太原 030027）

礦產(chǎn)資源是不可再生資源。 隨著礦產(chǎn)資源持續(xù)開發(fā)利用，天然礦產(chǎn)資源越來越少。 過去受技術(shù)水平限制，礦石中有價(jià)組分的回收效率偏低，大量的有價(jià)組分隨尾礦堆存于尾礦庫中，造成資源極大浪費(fèi)。 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和選礦技術(shù)水平的提高，以及人類可持續(xù)發(fā)展的需要，對礦山企業(yè)老尾礦及堆存的廢石進(jìn)行二次資源化開發(fā)越來越受到重視［1-5］。 本文以某尾礦庫堆存的含銅金銀硫多金屬硫化礦尾礦為研究對象，開展了有價(jià)組分的綜合回收利用實(shí)驗(yàn)室研究，以形成適宜該尾礦綜合利用的工藝技術(shù)。

1 礦樣性質(zhì)

某含銅金銀多金屬硫化礦尾礦中主要金屬礦物為黃鐵礦和黃銅礦，少量閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦、銅藍(lán)、斑銅礦、銀金礦及硫化銀礦物等，微量的獨(dú)立金礦物與獨(dú)立銀礦物。 銅礦物主要以黃銅礦為主，其次為輝銅礦、銅藍(lán)及斑銅礦，少量赤銅礦、孔雀石及硅孔雀石。脈石礦物主要為石英，其次為鋁硅酸鹽礦物，少量長石、云母等。 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，銅金銀物相分析結(jié)果分別如表2～4 所示。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

表2 銅物相分析結(jié)果

表3 金物相分析結(jié)果

表4 銀物相分析結(jié)果

由表1～4 可知，樣品中可供綜合回收的有價(jià)金屬元素為Cu、Au、Ag，S 元素可附帶回收。 試樣中Cu 主要以硫化銅礦物存在；Au 以硫化物包裹金為主，少量以裸露金形式存在；銀主要以裸露銀、硫化銀及硫化物包裹銀3 種形式存在。 由此可知，該尾礦適宜采用浮選法回收Cu、Au、Ag 等有價(jià)元素。

試樣粒度篩析結(jié)果見表5。 由表5 可知，試樣中Cu、Au、Ag、S 等有價(jià)元素均在粗粒級(jí)中分布較多，品位較高，隨著粒度變細(xì)，有價(jià)組分品位下降。

表5 粒度篩析結(jié)果

試樣礦物解離度測定結(jié)果表明，自然粒度條件下試樣中含銅礦物與黃鐵礦共伴生關(guān)系較為緊密，與其他礦物也有部分連生。 因此，該試樣適宜采用磨礦-銅硫混合浮選-銅硫混合精礦再磨-銅硫分離浮選工藝以實(shí)現(xiàn)銅、硫精礦分別富集。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 粗選條件試驗(yàn)

結(jié)合礦石性質(zhì)研究結(jié)果，為提高目的元素回收率，選擇銅硫混合浮選-粗精礦再磨-銅硫分離工藝處理該礦石，粗選原則流程如圖1 所示。

圖1 粗選條件試驗(yàn)原則流程

2.1.1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

采用石灰調(diào)整礦漿pH=8，固定捕收劑丁基黃藥用量60 g／t、丁銨黑藥用量30 g／t，進(jìn)行了磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，結(jié)果如圖2 所示。 由圖2 可知，隨著磨礦細(xì)度增加，粗精礦銅回收率逐漸增加，銅品位呈降低趨勢，當(dāng)磨礦細(xì)度-74 μm 粒級(jí)占75%時(shí)，銅回收率達(dá)到相對最佳值，之后繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，銅回收率變化較小。 選擇粗選磨礦細(xì)度-74 μm 粒級(jí)占75%。

圖2 磨礦細(xì)度對銅粗選指標(biāo)的影響

2.1.2 礦漿pH 值條件試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度-74 μm 粒級(jí)占75%，捕收劑丁基黃藥用量60 g／t、丁銨黑藥用量30 g／t，進(jìn)行了礦漿pH值條件試驗(yàn)，結(jié)果如圖3 所示。 由圖3 可知，礦漿pH值控制在8.0～8.5 之間，有利于目的礦物的上浮。

圖3 礦漿pH 值對銅粗選指標(biāo)的影響

2.1.3 分散劑用量條件試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度-74 μm 粒級(jí)占75%、礦漿pH 值8.0～8.5，捕收劑丁基黃藥用量60 g／t、丁銨黑藥用量30 g／t，進(jìn)行了分散劑水玻璃用量條件試驗(yàn)，結(jié)果如圖4 所示。 由圖4 可知，隨著水玻璃用量增加，粗精礦銅品位增加，銅回收率呈先增加后降低的趨勢，水玻璃用量500 g／t 時(shí)，銅回收率指標(biāo)相對較好。 選擇水玻璃用量500 g／t。

圖4 水玻璃用量對銅粗選指標(biāo)的影響

2.1.4 捕收劑用量條件試驗(yàn)

采用丁基黃藥與丁銨黑藥2 ∶1配比作為組合捕收劑，固定磨礦細(xì)度-74 μm 粒級(jí)占75%、礦漿pH 值8.0～8.5、分散劑水玻璃用量500 g／t，進(jìn)行了捕收劑用量條件試驗(yàn)，結(jié)果如圖5 所示。 由圖5 可知，隨著捕收劑用量增加，粗精礦銅品位逐漸降低，銅回收率逐漸增加，當(dāng)捕收劑用量為75 g／t 時(shí)，粗選銅指標(biāo)相對較好，之后繼續(xù)增加捕收劑用量，銅回收率變化較小。 選擇捕收劑用量75 g／t。

圖5 捕收劑用量對銅粗選指標(biāo)的影響

2.2 粗精礦銅硫分離條件試驗(yàn)

粗精礦銅硫分離重點(diǎn)考查再磨細(xì)度與礦漿pH 值條件對銅硫分離的影響，試驗(yàn)流程見圖6。

圖6 銅硫分離試驗(yàn)流程

礦漿pH 值10.0，Z-200 用量5 g／t 時(shí)，進(jìn)行了再磨細(xì)度條件試驗(yàn)，結(jié)果如圖7 所示。 由圖7 可知，隨著再磨細(xì)度增加，銅精礦品位先降低后增加，銅作業(yè)回收率先增加后降低，再磨細(xì)度-45 μm 粒級(jí)占80%時(shí)，銅精礦品位及作業(yè)回收率均較高，之后繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，銅品位略有上升，銅作業(yè)回收率降低。 確定再磨細(xì)度為-45 μm 粒級(jí)占80%。

圖7 再磨細(xì)度對銅硫分離浮選指標(biāo)的影響

再磨細(xì)度-45 μm 粒級(jí)占80%，Z-200 用量5 g／t條件下，進(jìn)行了銅硫分離礦漿pH 值條件試驗(yàn)，結(jié)果如圖8 所示。 由圖8 可知，隨著礦漿pH 值增加，銅精礦品位逐漸增加，銅作業(yè)回收率逐漸降低，銅硫分離礦漿pH 值控制在10.0～10.5 之間為宜。

圖8 礦漿pH 值對銅硫分離浮選指標(biāo)的影響

2.3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，開展了全流程閉路試驗(yàn)，閉路試驗(yàn)流程如圖9 所示，結(jié)果見表6。

圖9 閉路試驗(yàn)流程

表6 閉路試驗(yàn)結(jié)果

由圖9 及表6 可知，試樣磨至-74 μm 粒級(jí)占75%，采用銅硫混合浮選工藝，經(jīng)一段粗選、兩段掃選所得混合銅硫粗精礦再磨至-45 μm 粒級(jí)占80%，采用銅硫分離浮選工藝，經(jīng)一段粗選、一段精選、兩段掃選閉路試驗(yàn)，獲得了銅精礦產(chǎn)率0.68%，Cu 品位18.96%、Au 品位36.75 g／t、Ag 品位5 286.37 g／t，Cu 回收率80.58%、Au回收率69.42%、Ag 回收率58.79%；硫精礦產(chǎn)率3.39%，S 品位37.16%、Cu 含量0.28%、Au 含量2.05 g／t、Ag含量306.81 g／t，S 回收率78.24%、Cu 回收率5.93%、Au 回收率19.30%、Ag 回收率17.01%。 試驗(yàn)指標(biāo)較佳。

3 結(jié) 語

1） 某含銅金銀多金屬硫化礦尾礦中可供綜合回收的有價(jià)金屬元素為Cu、Au、Ag，S 元素可附帶回收，其中Cu 主要以硫化銅礦物存在；Au 以硫化物包裹金為主，少量以裸露金形式存在；Ag 主要以裸露銀、硫化銀及硫化物包裹銀3 種形式存在。 自然粒度條件下試樣中含銅礦物與黃鐵礦共伴生關(guān)系較為緊密，與其他礦物也有部分連生。 因此，宜采用磨礦-銅硫混合浮選-銅硫混合精礦再磨-銅硫分離浮選工藝回收該尾礦中的有價(jià)金屬，以實(shí)現(xiàn)銅、硫精礦分別富集。

2） 采用“磨礦-銅硫混合浮選-銅硫混合粗精礦再磨-銅硫分離工藝”處理該堆存尾礦，工藝流程簡單，藥劑種類少，目標(biāo)浮選回收率高，能夠綜合有效回收尾礦中有價(jià)元素，解決了該老尾礦二次資源利用的問題，對礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展及礦產(chǎn)資源綜合利用有著重要意義。