提高銅鋅鐵礦石中伴生金銀指標(biāo)的試驗(yàn)研究

王 朝 楊延宙 謝蘭馨 馮媛媛 許永偉 賴春華

(1.西部礦業(yè)集團(tuán)科技發(fā)展有限公司,青海 西寧 810006;2.青海省有色礦產(chǎn)資源工程技術(shù)研究中心,青海 西寧 810006;3.青海省高原礦物加工工程與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810006;4.青海鴻豐偉業(yè)礦產(chǎn)投資有限公司,青海 格爾木 816000)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,金銀等貴金屬資源的需求量加大,而資源的大量開(kāi)發(fā)利用加劇了我國(guó)金銀礦資源的貧化。金、銀均為親銅硫元素且極化能力強(qiáng),多伴生于黃銅礦、輝銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦等硫化礦物中[1]。加強(qiáng)多金屬硫化礦中金銀的綜合回收研究,對(duì)最大程度利用金銀資源具有重要意義[2-4]。阮華東等[5]經(jīng)過(guò)多方案選礦試驗(yàn)比較,確定采用優(yōu)先浮選銅—中礦再磨工藝流程處理武山銅礦石,以MA-1+MOS-2為銅高效捕收劑,在銅精礦品位和回收率均優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)工藝的情況下,伴生金銀的回收率分別提高2.07個(gè)百分點(diǎn)、2.38個(gè)百分點(diǎn)。針對(duì)甘肅某銅鉛鋅多金屬硫化礦石,李國(guó)棟等[6]采用銅優(yōu)先浮選—鉛鋅硫分離浮選工藝流程,閉路試驗(yàn)最終獲得銅品位20.99%、銅回收率74.23%的銅精礦,及鉛和鋅品位分別為16.65%和27.32%、鉛和鋅回收率分別為91.11%和93.32%的鉛鋅混合精礦,富集在銅精礦和鉛鋅精礦中的金、銀回收率分別達(dá)83.84%和88.27%。袁明華等[7]對(duì)云南某以銅、鋅、金、銀為主的多金屬?gòu)?fù)雜硫化礦石進(jìn)行試驗(yàn)研究,通過(guò)不同試驗(yàn)條件優(yōu)化后,得出在低堿環(huán)境下選擇組合抑制劑可有效將銅鋅與硫分離,銅、鋅、金、銀的回收率分別提高1.92、2.83、10.93、11.91個(gè)百分點(diǎn)。

某銅鋅鐵多金屬礦石中銅、鋅、鐵的品位分別為0.58%、1.44%和34.96%,為提高礦石中伴生金銀的回收率,基于礦石性質(zhì),開(kāi)展了系統(tǒng)的選礦試驗(yàn)研究,以達(dá)到合理回收伴生金、銀礦物的目的,為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 試樣性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及物相分析

試驗(yàn)礦樣取自我國(guó)某銅鋅鐵礦,對(duì)其進(jìn)行化學(xué)多元素分析,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果Table 1 Analysis results of chemical multi-elements for the samples %

由表1可知:試樣中主要回收元素銅、鋅、鐵的品位為0.58%、1.44%、34.96%,伴生金銀的含量分別為0.21 g/t和5.91 g/t。

銅、鋅物相分析結(jié)果表明:銅以硫化物的形式存在,其中原生硫化銅占總銅的90.83%;鋅主要以硫化鋅的形式存在,分布率為87.50%,其次為12.50%的氧化鋅。

1.2 礦物組成

試樣中銅礦物主要有黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、赤銅礦、透視石和銅藍(lán)等;鋅礦物主要有鐵閃鋅礦、異極礦、菱鋅礦、錳硅鋅礦等。脈石礦物主要為鈣鐵榴石、閃石、長(zhǎng)石、石英、輝石等。伴生金銀礦物主要以顯微包體和粒間填充等嵌布形式賦存于銅礦物中,因此回收伴生金銀需最大程度地回收銅礦物。

1.3 黃銅礦的嵌布特征和解離度

工藝礦物學(xué)研究表明,黃銅礦的礦物量為0.42%,平均含Cu 34.92%、Fe 31.24%、S 33.84%。黃銅礦的平均粒徑為0.024 mm,主要分布在-0.038 mm粒級(jí)范圍內(nèi),累計(jì)占71.39%。黃銅礦的單體解離度僅為35.12%,未解離的顆粒主要以脈狀、不規(guī)則狀、星點(diǎn)狀、格狀與脈石礦物緊密共生。由此可見(jiàn),黃銅礦粒度嵌布過(guò)細(xì),這將會(huì)對(duì)銅礦物與脈石礦物的解離造成較大的影響,最終影響銅回收率的提高。另外,礦石中部分銅礦物與閃鋅礦嵌布關(guān)系緊密,這會(huì)使得少量銅礦物進(jìn)入鋅浮選作業(yè),造成銅回收率的降低,這些情況會(huì)不可避免地影響伴生金銀的回收。

2 試驗(yàn)方案

礦石性質(zhì)研究表明,金銀主要富集于銅精礦中,少量富集于鋅精礦中,要提高礦石中金銀的回收率,應(yīng)最大程度地提高銅的回收率。本試驗(yàn)主要討論有價(jià)元素銅和鋅的回收,后續(xù)鐵的回收將另文討論。

對(duì)于硫化銅鋅礦石,通常采用優(yōu)先浮選工藝或等可浮工藝[8-9]。考慮到本研究礦石氧化率較低,且等可浮工藝后續(xù)仍需進(jìn)行銅鋅分離作業(yè),為降低企業(yè)成本及簡(jiǎn)化流程,本試驗(yàn)采用銅、鋅依次優(yōu)先浮選工藝流程進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)研究。具體流程見(jiàn)圖1。

圖1 銅、鋅依次優(yōu)先浮選工藝流程Fig.1 Copper,zinc priority flotation process

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 銅、鋅依次優(yōu)先浮選試驗(yàn)

根據(jù)圖1所示流程進(jìn)行銅鋅選別試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 銅鋅選別試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of copper and zinc separation test %

由表2可知:該試樣適用于先銅后鋅的優(yōu)先浮選方式,銅粗精礦中銅品位為6.58%、銅回收率為83.85%,鋅粗精礦中鋅品位為11.58%、鋅回收率為64.79%。銅粗精礦中含鋅較低,鋅粗精礦中含銅較低,銅、鋅指標(biāo)均較好。因此,后續(xù)試驗(yàn)均采取先浮銅后浮鋅的浮選工藝。

3.2 條件優(yōu)化試驗(yàn)

3.2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度是直接影響選礦指標(biāo)和選礦成本的重要因素,磨礦細(xì)度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致成本增加,過(guò)小影響精礦品位與產(chǎn)品回收率[10]。按圖1所示藥劑制度,選擇-0.074 mm占65%、70%、75%、80%、85%為試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度,采用“1粗1掃”進(jìn)行銅選別試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Results of grinding fineness test

由圖2可知:隨著磨礦細(xì)度的提高,銅粗精礦中銅品位先增加后減小,銅回收率逐漸增加,幅度較小。磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%時(shí),銅粗精礦中銅回收率為82.68%,繼續(xù)增加磨礦細(xì)度,銅品位下降幅度較大。綜合考慮,確定適宜的磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%。

3.2.2 亞硫酸鈉+硫酸鋅用量試驗(yàn)

亞硫酸鈉和硫酸鋅是銅浮選常用調(diào)整劑[11-12]。參考圖1所示藥劑制度,固定亞硫酸鈉與硫酸鋅總用量為1 500 g/t,進(jìn)行銅浮選調(diào)整劑用量試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 調(diào)整劑用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Results of adjusting agent dosage test

由圖3可知:隨著亞硫酸鈉與硫酸鋅用量比例的減小,銅粗精礦中鋅品位和回收率均逐漸減小,銅粗精礦中銅品位逐漸增加,銅回收率先增加后降低。當(dāng)亞硫酸鈉為500 g/t、硫酸鋅用量為1 000 g/t時(shí),銅鋅指標(biāo)均較好。因此,確定適宜的調(diào)整劑用量為亞硫酸鈉+硫酸鋅500+1 000 g/t。

3.2.3 捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%,加入500 g/t的石灰,調(diào)節(jié)礦漿pH值為7.7,在亞硫酸鈉+硫酸鋅用量500+1 000 g/t、粗掃選2#油用量均為14 g/t的條件下,考察捕收劑種類(lèi)[13-15]對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響,結(jié)果見(jiàn)圖4。其中捕收劑粗選用量為56 g/t,掃選用量為28 g/t。

圖4 捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Results of collector types test

由圖4可知:新型捕收劑8250對(duì)銅的捕收性能最好,相同條件下銅粗精礦中銅品位較高,且含鋅較低。因此,后續(xù)采用8250為銅捕收劑。

3.3 新工藝閉路試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)藥劑制度為25#黑藥+Z-200作選銅捕收劑,丁基黃藥作選鋅捕收劑,原工藝試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 原工藝銅捕收劑(25#黑藥+Z-200)+鋅捕收劑丁基黃藥閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Closed-circuit test results of copper collector (25# black drug +Z-200) + zinc collector butyl xanthate %

捕收劑篩選試驗(yàn)表明,8250有較好的銅捕收性能。根據(jù)8250捕收劑特性,采用同系列的8194作為鋅捕收劑,并添加對(duì)應(yīng)的起泡劑AF-20。采用“1粗2掃3精”選銅、“1粗2掃3精”選鋅,具體藥劑制度見(jiàn)圖5,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖5 銅捕收劑8250+鋅捕收劑8194閉路試驗(yàn)流程Fig.5 Closed-circuit test flow chart of copper collector 8250+ zinc collector 8194

表4 銅捕收劑8250+鋅捕收劑8194閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Closed-circuit test results of copper collector 8250+ zinc collector 8194 %

由表3可知:原工藝在原礦含銅0.562%、含鋅1.58%的條件下,可獲得含銅22.680%、銅回收率81.48%的銅精礦,及含鋅37.16%、鋅回收率76.91%的鋅精礦。銅精礦金回收率為38.39%、銀回收率為50.40%。

由表4可知:在原礦含銅0.555%、含鋅1.59%的條件下,采用新的藥劑制度,可獲得含銅20.801%、銅回收率88.92%的銅精礦,及含鋅50.86%、鋅回收率75.82%的鋅精礦。銅精礦金回收率為48.03%、銀回收率為71.16%。銅回收率比原工藝提高7.44個(gè)百分點(diǎn),金、銀均已達(dá)到計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)且回收率較原工藝分別提高9.64個(gè)百分點(diǎn)和20.76個(gè)百分點(diǎn)。

4 結(jié) 論

(1)某鐵銅鋅多金屬礦含銅0.58%、鋅1.44%、全鐵34.96%、金0.21 g/t、銀5.91 g/t。銅以硫化物的形式存在,其中原生硫化銅占總銅的90.83%;鋅主要以硫化鋅的形式存在,分布率為87.50%,其次為12.50%的氧化鋅。伴生金銀礦物主要以顯微包體和粒間填充等嵌布形式賦存于銅礦物中,回收伴生金銀需最大程度地回收銅礦物。

(2)根據(jù)8250捕收劑特性,采用8194作為鋅捕收劑,AF-20作為起泡劑,銅工藝:“1粗2掃3精”;鋅工藝:“1粗2掃3精”。可獲得含銅20.801%、銅回收率88.92%的銅精礦,及含鋅50.86%、鋅回收率75.82%的鋅精礦。銅精礦金回收率為48.03%,銀回收率為71.16%。

(3)采用8250選銅捕收劑,銅回收率比原工藝提高7.44個(gè)百分點(diǎn),金、銀均已達(dá)到計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)且回收率較原工藝分別提高9.64個(gè)百分點(diǎn)和20.76個(gè)百分點(diǎn)。