艾薩磨在某高硫銅鋅混合粗精礦銅鋅分離中的應用

王 花 張 威

（洛陽欒川鉬業集團股份有限公司）

某高硫銅鋅礦粗選采用抑硫銅鋅混浮工藝得到高硫銅鋅粗精礦，然后采用銅、鋅分離工藝，獲得銅精礦和鋅精礦。目前，銅鋅粗精礦分離工藝采用球磨+水力旋流器對粗精礦進行再磨，然后進行抑鋅浮銅工藝，存在的問題是粗選段帶入大量的藥劑，銅、鋅分離效果差，導致銅精礦品位為14%～15%，未達到18%以上的出售要求。

該銅鋅粗精礦由于含硫高達30%以上，銅、鋅有用礦物均以微細粒嵌布于黃鐵礦中，常見于包裹體和裂隙形式分布，造成分離作業過程中礦物解離度不夠，銅精礦品質不高，同時由于礦物組成復雜且表面受殘余吸附藥劑污染，有用礦物選擇性和可浮性差異較小，進一步增加了銅、鋅分離作業難度。

大量學者對艾薩磨工藝進行研究［1-5］，并取得了理想指標。艾薩磨機屬于自帶磨礦分級的開路超細磨設備，其內部在分級盤的作用下，磨礦介質和礦粒根據所受到離心力的大小，粗顆粒和比重大的陶瓷球介質靠近筒體沿徑向分布，細顆粒則沿中心孔進入下一分級盤，從而實現“粗粒多磨，細粒少磨”的選擇性磨礦分級。艾薩磨機磨礦產品較為均勻，超細磨效率高，脫藥效果明顯，經過筒體內部陶瓷球的強烈擦洗后，粗精礦暴露出更多的新鮮表面，銅鋅可浮性差異增加，可實現銅鋅的高效分離。

試驗以某高硫銅鋅粗精礦為原料，對抑鋅浮銅工藝進行探索，探索艾薩磨再磨工藝細度、脫藥劑活性炭用量、鋅抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉用量和銅捕收劑丁基黃藥用量對銅精礦指標影響，并在此基礎上進行艾薩磨工藝與球磨工藝閉路試驗對比，以提升銅精礦品質。

1 試驗原料性質

1.1 原料多元素分析

某高硫銅鋅粗精礦（以下簡稱原礦）化學多元素分析結果見表1。

注：Au、Ag含量單位為g/t。

由表1 可知，原礦銅含量5.32%，鋅含量3.94%，硫含量39.99%；有害元素As 含量0.54%，可能會影響銅精礦品質，Au 含量0.61 g/t，Ag 含量67.52 g/t，均達到了綜合回收要求；該礦屬于高硫銅鋅粗精礦，利用難點在于有用復雜礦物的分離。

1.2 物相分析

原礦銅、鋅物相分析結果見表2、表3。

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由表2、表3 可知，原礦中銅礦物主要為硫化銅，含量5.20%，分布率占97.74%；鋅礦物主要為硫化鋅，含量3.71%，分布率占94.16%；由于硫化銅和硫化鋅礦物可浮性相近，因此，硫化鋅的上浮不僅會影響銅精礦品位，而且會造成鋅金屬損失。

1.3 解離度和連生關系分析

原礦中銅礦物和鋅礦物的解離度與黃鐵礦的連生關系分析結果見表4、表5。

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由表4、表5可知，銅礦物和鋅礦物主要集中分布在0.043～0.074 mm 和-0.038 mm 粒級，其中銅礦物主要與黃鐵礦連生，鋅礦物則與銅礦物和黃鐵礦連生關系均較為密切；該礦在-0.043 mm 粒級仍有較多連生體存在，表明微細粒連生情況普遍存在且較為復雜，重難點在于銅、鋅、硫礦物的有效解離。

2 試驗結果及討論

2.1 艾薩磨磨礦細度試驗

原礦經抑硫銅鋅混浮獲得，在分離過程中需充分考慮混合浮選殘余藥劑對指標的干擾，故再磨前需用活性炭進行脫藥。銅、鋅分離采用浮銅抑鋅工藝，藥劑制度參考現場生產。

固定脫藥劑活性炭用量120 g/t、鋅抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量1 750 g/t（質量配比4∶1，下同）、銅捕收劑丁基黃藥用量60 g/t、起泡劑BK201用量12 g/t，進行艾薩磨磨礦細度試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見表6。

由表6 可知，隨著磨礦細度增加，銅精礦品位先下降后略微上升，銅精礦中鋅含量先明顯下降后趨于穩定，銅精礦回收率先上升后下降；綜合考慮，艾薩磨磨礦細度選擇-25 μm80%。

2.2 活性炭用量試驗

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固定艾薩磨磨礦細度-25 μm 80%、鋅抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量1 750 g/t、銅捕收劑丁基黃藥用量60 g/t、起泡劑BK201 用量12 g/t，進行脫藥劑活性炭用量試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見表7。

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由表7 可知，隨著活性炭用量的增加，銅精礦品位上升，銅回收率下降，銅精礦鋅含量下降；當活性炭用量為0 g/t 時，就可獲得銅品位21.17%、鋅含量2.51%、銅回收率84.24%的銅精礦；綜合考慮艾薩磨設備的脫藥和擦洗效果，艾薩磨工藝條件下不添加脫藥劑活性炭。

2.3 硫酸鋅和亞硫酸鈉用量試驗

固定艾薩磨磨礦細度-25 μm80%、銅捕收劑丁基黃藥用量60 g/t、起泡劑BK201 用量12 g/t，進行鋅抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量（質量比4∶1）試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見表8。

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由表8 可知，隨著鋅抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量的增加，粗精礦銅品位上升，銅精礦中鋅含量呈下降趨勢，銅回收率先上升后下降；當抑制劑用量為1 750 g/t 時，可獲得銅品位21.17%、鋅含量2.51%、銅回收率84.24%的銅精礦；繼續增大鋅抑制劑用量，銅回收率明顯降低，故硫酸鋅+亞硫酸鈉總用量1 750 g/t為宜。

2.4 丁基黃藥用量試驗

固定艾薩磨磨礦細度-25 μm80%，鋅抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉總用量1 750 g/t，起泡劑BK201 用量12 g/t，進行銅捕收劑丁基黃藥用量試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見表9。

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由表9 可知，隨著丁基黃藥用量的增加，銅精礦品位明顯降低，銅精礦回收率和鋅含量均呈上升趨勢；當丁基黃藥用量為60 g/t 時，可獲得銅品位21.17%、鋅含量2.51%、銅回收率84.24%的銅精礦；繼續增大丁基黃藥用量，銅精礦中的鋅含量顯著增高，不利于后續選鋅作業，故丁基黃藥用量60 g/t 為宜。

2.5 再磨產品粒度分析

對艾薩磨工藝與現場采用的球磨工藝進行磨礦產品粒度分析，比較兩者在磨礦粒度組成及產品均勻性方面的差別。分別取艾薩磨排料樣和球磨溢流樣，采用BT-9300S 型激光粒度分布儀對其進行產品粒度分析，檢測結果見表10。

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由表10 可知，再磨球磨工藝溢流各粒級主要呈兩頭集中分布的特點，艾薩磨工藝排礦各粒級分布相對均勻，符合正態分布特點；球磨工藝-10 μm 礦泥含量36.81%，其中-3 μm 含量20.62%，而艾薩磨工藝-10 μm 含量33.05%，其中-3 μm 含量15.33%，在過粉碎控制方面，艾薩磨工藝顯著優于球磨工藝。

此外，在磨礦介質選擇方面，球磨采用?20 mm高鉻耐磨鋼球，艾薩磨采用?4 mm 納米陶瓷球，艾薩磨陶瓷球介質擦洗效果更顯著，同時不會對新鮮解離的礦物表面造成Fe2+二次污染，故在再磨工藝方面，艾薩磨工藝效果較好。

2.6 不同再磨工藝閉路試驗

在條件試驗的基礎上，分別進行艾薩磨再磨工藝和現場球磨再磨工藝1 粗2 精2 掃閉路試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見表11。

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由表11 可知，采用艾薩磨再磨工藝可獲得銅品位20.52%、鋅含量2.38%、銅回收率89.32%的銅精礦；與球磨再磨工藝相比，艾薩磨再磨工藝銅精礦品位提高了2.82 個百分點，鋅含量降低了1.17 個百分點，銅回收率提高了3.98 個百分點，同時艾薩磨再磨工藝在提升精礦品位方面效果突出，同時有效解決了微細粒級礦物浮選過磨問題。

3 結 論

（1）某微細粒高硫銅鋅礦在再磨過程中，與球磨工藝相比，艾薩磨工藝兼顧選擇性超細磨和擦洗脫藥效果，可實現粗粒級多磨、細粒少磨的開路磨礦工藝，其磨礦產物粒度分布較為均勻，細粒級過粉碎情況較輕，適合微細粒多金屬礦物的分選；同時陶瓷球擦洗效果顯著，可大幅度降低殘余藥劑對分選效果的影響，提高多金屬礦物的選擇性和可浮性差異。

（2）采用艾薩磨再磨工藝，可獲得銅品位20.52%、鋅含量2.38%、銅回收率89.32%的銅精礦。與現場球磨再磨工藝相比，銅鋅分離作業銅精礦品位提高了2.82 個百分點，鋅含量降低了1.17 個百分點，銅回收率提高了3.98個百分點。