柿竹園鉬鉍硫無氰回收新工藝工業化應用研究①

胡新紅，何斌全，許道剛，呂清純

（湖南柿竹園有色金屬有限責任公司，湖南 郴州 423037）

湖南柿竹園鎢鉬鉍多金屬礦中含有豐富的鉬鉍資源，礦床中保有鉬10萬噸、鉍26萬噸，鉬鉍礦物主要以輝鉬礦和輝鉍礦形式存在，硫化礦物主要以黃鐵礦及磁黃鐵礦形式存在［1］。柿竹園東波選廠鉬鉍硫回收原采用添加水玻璃的鉬鉍硫全浮?鉬優先浮選?間斷式鉍硫分離工藝，所用藥劑主要有純堿、乙硫氮、黃藥、煤油、硫化鈉、水玻璃、石灰、氰化鈉、活性炭、BK205等［2］。經過不斷地開采，原礦鉬品位從0.048%降至0.038%，原礦鉍品位從0.109%降至0.102%。面對原礦品位下降的情況，為了提高全浮段鉬鉍硫回收率，進行了全浮段不添加水玻璃試驗研究，并取得了較好的工業試驗指標，全浮段鉬累計回收率由83.55%提高到了84.33%，鉍累計回收率由72.44%提高到了73.25%。國家對礦山安全環保及智能化自動化越來越重視，開發無氰、智能化回收工藝是必然方向。本文以無水玻璃鉬鉍硫全浮精礦為研究對象，以抑制劑T?706替代氰化鈉，采用無氰鉬鉍混合浮選?鉬鉍分離工藝開展了小型試驗及工業化應用研究，旨在實現柿竹園東波選廠鉬鉍硫的高效回收。

1 礦樣性質、試驗設備及藥劑

1.1 礦樣性質

礦樣為柿竹園東波選廠無水玻璃鉬鉍硫全浮精礦，礦樣中金屬礦物主要為輝鉬礦、輝鉍礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等，非金屬礦物主要為石英、石榴石、螢石、云母、方解石等。全浮精礦化學多元素分析結果見表1，篩析試驗結果見表2。由表1～2可知，礦樣中Mo含量1.99%，Bi含量3.67%，S含量33.33%，SiO2含量8.54%；礦樣中－0.074 mm粒級含量87.05%，鉬鉍在－0.038 mm粒級中的占比分別為75.35%和74.30%。

表1 全浮精礦化學多元素分析結果（質量分數） %

表2 全浮精礦篩析試驗結果

1.2 試驗設備及藥劑

試驗設備包括吉林省探礦機械廠XFD型系列單槽浮選機、盤式真空過濾機等。試驗所用藥劑主要有石灰、氰化鈉、T?706、水玻璃、硫化鈉、煤油、BK?205等。其中抑制劑T?706引自于黃金分選，主要官能團為亞硫酸基和巰基，為市購藥劑。

2 試驗結果與討論

2.1 鉬鉍混合浮選

2.1.1 石灰用量試驗

石灰是硫鐵礦物的良好抑制劑，高石灰用量條件下，由于強堿和氧化作用，硫鐵表面生成Fe（OH）3、CaSO4、Ca（OH）2親水性膜，使硫鐵礦物得到抑制［3?5］。在T?706用量600 g／t、水玻璃用量3 kg／t、煤油用量80 g／t條件下，按照圖1所示流程進行了鉬鉍混合浮選粗選石灰用量條件試驗，結果見圖2。由圖2可知，隨著石灰用量增加，鉬鉍混浮鉬鉍粗精礦品位和回收率均先升高后降低。石灰用量較少時，浮選泡沫偏多且有部分活性較強的硫鐵礦會與鉬鉍硫化礦形成競爭吸附，進而影響鉬鉍混浮粗精礦品位與回收率；石灰用量較多時，浮選泡沫黏性增強，強行將雜質帶入粗精礦中，影響鉬鉍混浮粗精礦選別指標。綜合考慮，鉬鉍混合浮選粗選石灰用量選擇40 kg／t。

圖1 鉬鉍混合浮選流程

圖2 石灰用量對鉬鉍混浮粗選指標的影響

2.1.2 抑制劑種類試驗

T?706是一種新型環保的硫鐵礦物抑制劑，具有亞硫酸基和巰基，它與石灰組合使用，可減少石灰用量，再加上高強度礦化攪拌，強化了組合抑制劑與硫鐵礦物表面的吸附作用，實現了對硫鐵礦物的選擇性高效抑制［6?7］。按圖1所示流程，在石灰用量40 kg／t、水玻璃用量3 kg／t、煤油用量80 g／t條件下，進行了鉬鉍混合浮選粗選T?706、氰化鈉對比試驗，氰化鈉與T?706用量均為600 g／t，結果見表3。從表3可知，同等條件下，使用T?706時的浮選指標要優于使用氰化鈉時的指標。

表3 抑制劑種類對鉬鉍混合浮選粗選指標的影響

相同條件下，進行了T?706用量條件試驗，結果見圖3。由圖3可知，隨著T?706用量增加，鉬鉍粗精礦品位先逐漸升高后保持平穩，鉬回收率基本不變，鉍回收率逐漸降低。在一定范圍內，增加T?706用量有利于提高混浮粗精礦品位，但T?706用量過大，會對輝鉍礦產生較大的抑制作用，影響鉍回收率。綜合考慮，選擇T?706粗選用量800 g／t。

圖3 T?706用量對鉬鉍混浮粗選指標的影響

2.1.3 水玻璃用量試驗

水玻璃是石英、硅酸鹽類、含鈣鹽類等脈石的高效抑制劑，堿性條件下，水玻璃以SiO32－、HSiO3－形式存在，起抑制作用。為了提高全浮段鉬鉍硫的回收率，全浮段取消了絕大部分水玻璃的加入，導致鉬鉍硫分離段水玻璃用量相對較大［8］。按圖1所示流程，在石灰用量40 kg／t、T?706用量800 g／t、煤油用量80 g／t條件下，進行了鉬鉍混合浮選粗選水玻璃用量條件試驗，結果見圖4。由圖4可知，隨著水玻璃用量增加，鉬鉍粗精礦品位逐漸升高，但升幅不大，回收率逐漸降低。水玻璃用量較大時，會惡化浮選環境，對鉬鉍粗精礦回收率產生較大影響。綜合選擇，鉬鉍混合浮選粗選水玻璃用量選擇4 kg／t。

圖4 水玻璃用量對鉬鉍混浮粗選指標的影響

2.1.4 鉬鉍混合浮選粗選綜合試驗

鉬鉍混合浮選粗選綜合試驗結果表明，使用抑制劑T?706替代氰化鈉，取得了更好的試驗指標。在石灰用量40 kg／t、T?706用量800 g／t、水玻璃用量4 kg／t、煤油用量100 g／t條件下，可以獲得鉬品位6.01%、回收率99.45%和鉍品位9.13%、回收率94.11%的良好指標。

2.2 鉬鉍混合浮選?鉬鉍分離閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎上進行了鉬鉍混合浮選?鉬鉍分離閉路試驗，結果見表4，試驗流程和藥劑制度如圖5所示。

表4 閉路試驗結果

圖5 鉬鉍混合浮選?鉬鉍分離工藝流程

3 鉬鉍硫無氰回收新工藝工業化應用

2020年9月開始對生產現場進行改造，2020年10月開始采用優化后工藝進行工業調試，經過3個月的攻關，工業試驗取得了圓滿成功。2021年全年與2020年全年工業生產指標對比見表5。由表5可知，2020年鉬精礦平均品位44.26%、回收率77.64%，鉍精礦平均品位28.89%、回收率65.21%；2021年鉬精礦平均品位46.28%、回收率80.84%，鉍精礦平均品位29.05%、回收率68.09%。改造后鉬鉍精礦產品指標顯著提高，為選廠年新增經濟效益800多萬元，勞動強度、安全性等明顯改善。

表5 改造前后鉬鉍產品質量對比

4 結 論

1）采用抑制劑T?706替代氰化鈉取得了更好的浮選指標，實現了鉬鉍硫回收無氰化；采用無水玻璃鉬鉍硫全浮?無氰鉬鉍混浮?鉬鉍分離工藝替代有水玻璃全浮?鉬優先浮選?間斷式鉍硫分離舊工藝實現了鉬、鉍精礦產品指標的提升。

2）采用一粗三精三掃鉬鉍混合浮選、一粗五精三掃鉬鉍分離，小型閉路試驗獲得了鉬品位47.32%、回收率93.45%、含鉍0.98%的鉬精礦，鉍品位29.27%、回收率94.35%、含鉬0.96%的鉍精礦，以及硫品位35.98%的硫精礦。

3）工業試驗獲得了平均鉬品位46.28%、回收率80.84%的鉬精礦和平均鉍品位29.05%、回收率68.09%的鉍精礦，改造后鉬鉍產品指標較改造前有顯著提高，為選廠年新增經濟效益800多萬元；同時勞動強度、安全性等明顯改善。