秦 軍

(中鋼石家莊工程設(shè)計(jì)研究院有限公司)

河北某銅鉬礦選銅工藝試驗(yàn)

秦 軍

(中鋼石家莊工程設(shè)計(jì)研究院有限公司)

河北某礦業(yè)公司銅鉬礦礦石中銅品位為0.63%、鉬品位為0.011%，為有效回收利用有價(jià)元素銅，進(jìn)行了2種流程的浮選試驗(yàn)研究。試驗(yàn)流程1采用磨礦分級—1粗2掃拋尾—精礦再磨—1粗4精3掃工藝流程，試驗(yàn)最終可獲得產(chǎn)率為1.60%、銅品位為20.01%、銅回收率為52.49%的銅精礦。試驗(yàn)流程2采用分階段磨礦—脫泥浮選工藝，獲得的總銅精礦品位為18.13%，銅回收率為80.18%。經(jīng)試驗(yàn)效果對比表明：試驗(yàn)流程2工藝更為合理，浮選藥劑效果明顯，試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)更理想。

銅鉬礦 磨礦 浮選 選礦工藝 銅精礦

針對河北某礦業(yè)公司復(fù)雜難選銅鉬礦石，為合理回收利用銅礦資源，探索該礦礦石選礦指標(biāo)的有效方法，制定合理科學(xué)的選礦工藝，提高銅回收率，為該礦區(qū)銅礦石資源開發(fā)利用提供技術(shù)依據(jù)，對該銅鉬礦進(jìn)行了不同工藝流程的對比試驗(yàn)，最終確定采用分階段磨礦—脫泥浮選工藝回收銅，并獲得了滿意的試驗(yàn)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著。

1 礦石性質(zhì)分析

對原礦進(jìn)行化學(xué)多元素、銅物相及銅、鉬的金屬分布情況分析，其結(jié)果分別見表1～表3。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素CuMoFeSPbZnP含量0.630.0111.920.750.0120.0250.021元素WO3Al2O3SiO2CaOMgOAgAu含量0.00750.2428.0923.7722.506.100.06

注：Au、Ag含量為g/t。

由表1可知，礦石中銅品位為0.63%、鉬品位為0.011%，屬典型硫化銅鉬礦石；礦石中主要有價(jià)元素為銅，除銅礦物外，其他可利用的元素含量均很低。

表2 原礦銅物相分析結(jié)果 %

銅物相銅含量銅分布率次生硫化銅0.1117.46原生硫化銅0.4977.78自由氧化銅0.0253.17結(jié)合氧化銅0.0051.59總銅0.63100.00

由表2可知，礦石中的銅礦物主要以原生硫化銅的形式存在，其銅分布率為77.87%；其次以次生硫化銅和氧化銅形式存在，其分布率分別為17.46%和4.76%。

表3 原礦中銅、鉬的金屬分布結(jié)果

由表3可知，該銅礦石的粒度分布不均勻，且易泥化的礦物較多(如蛇紋石、綠泥石)，部分銅金屬分布于-0.037mm粒級，這是導(dǎo)致該礦石難選的主要原因。

另外，經(jīng)礦物分析，該銅礦的脈石礦物主要有蛇紋石、方解石、透閃石、石英等，屬于含鈣鎂等硅酸鹽類脈石礦物，脈石元素主要為Si、Ca、Mg，且脈石含量占90%以上。礦石中主要回收的銅元素主要以獨(dú)立礦物存在，銅的獨(dú)立礦物主要為黃銅礦，鉬的獨(dú)立礦物為輝鉬礦，鐵的獨(dú)立礦物為黃鐵礦。

2 選礦工藝流程試驗(yàn)

根據(jù)原礦銅物相分析結(jié)果可知，礦石中銅礦物以原生硫化銅為主，含有一定量的次生硫化銅和氧化銅，這將對浮選回收率產(chǎn)生一定的影響。為合理利用該銅礦石資源，為此進(jìn)行了2個(gè)不同試驗(yàn)流程的探索試驗(yàn)，對磨礦細(xì)度、浮選藥劑及浮選指標(biāo)等參數(shù)進(jìn)行了對比。試驗(yàn)流程1為磨礦分級—1粗2掃拋尾—精礦再磨—1粗4精3掃工藝流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程2采用分階段磨礦—脫泥浮選工藝。

2.1 試驗(yàn)流程1

試驗(yàn)流程1先將原礦進(jìn)行磨礦分級，再經(jīng)過1次粗選、2次掃選，可拋掉57%以上的尾礦，泡沫產(chǎn)品經(jīng)再磨，在再磨細(xì)度為-0.074mm90%的條件下，經(jīng)過1次粗選、4次精選、3次掃選最終獲得銅精礦產(chǎn)品。

2.1.1 再磨磨礦細(xì)度試驗(yàn)

通過磨礦細(xì)度試驗(yàn)得出，隨著磨礦細(xì)度變細(xì)，銅品位在細(xì)粒級的損失增大。因此，如果繼續(xù)提高磨礦細(xì)度，銅回收率也會(huì)出現(xiàn)明顯的下降趨勢。因此，為了確認(rèn)精選作業(yè)前是否必須進(jìn)行再磨作業(yè)及合理的磨礦細(xì)度進(jìn)行了再磨試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 粗精再磨與否試驗(yàn)結(jié)果 %

工藝1段磨礦細(xì)度(-0.074mm)產(chǎn)品產(chǎn)率銅品位銅分布率粗精泡沫不再磨79.05銅精礦0.5014.881118.473精尾1.057.969920.662精尾3.161.396610.921精尾11.580.33589.611掃泡9.380.502911.662掃泡7.980.19523.85尾礦66.350.151524.83原礦100.000.4048100.00粗精泡沫再磨69.50銅精礦0.4623.268727.673精尾0.3911.275511.372精尾1.461.34895.101精尾11.240.577916.761掃泡7.620.23724.672掃泡6.660.22433.86尾礦72.170.164130.57原礦100.000.3874100.00

由表4可知，盡管粗精泡沫不再磨試驗(yàn)工藝粗磨細(xì)度為-0.074mm79.05%，比粗精泡沫再磨試驗(yàn)工藝粗磨細(xì)度-0.074mm69.50%提高約10個(gè)百分點(diǎn)，但由于沒有進(jìn)行粗精礦再磨，精選作業(yè)指標(biāo)不理想。因此，粗精礦再磨是非常必要的。經(jīng)后續(xù)試驗(yàn)確定粗磨最佳磨礦細(xì)度為-0.074mm67%，再磨最佳磨礦細(xì)度為-0.074mm90%。

2.1.2 捕收劑種類試驗(yàn)

為考察使用不同藥劑下的最終尾礦品位，每組試驗(yàn)均進(jìn)行了1次粗選、2次掃選。共進(jìn)行了4組不同捕收劑對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，由于該礦石含有較多的滑石等泥化脈石礦物，各種捕收劑浮選精礦產(chǎn)率均較大；相對其他捕收劑，Z200對于分選該礦石效果較高，因此選擇Z200作為分選該礦的捕收劑。

2.1.3 浮選藥劑用量

Z200捕收劑有起泡性，因此取消添加其他起泡劑。進(jìn)行100，20，10g/t3組不同捕收劑用量的對比試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果看，Z200用量粗選為 20g/t左右時(shí)，浮選指標(biāo)較好。

表5 浮選捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

為了提高選別精礦品位，進(jìn)行了添加分散劑水玻璃和六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)研究。共進(jìn)行了1 500，3 000，4 500g/t3組不同用量的對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：水玻璃和六偏磷酸鈉用量均為1 500g/t時(shí)浮選指標(biāo)較好。

2.1.4 試驗(yàn)流程1全流程閉路試驗(yàn)

在上述確定的最佳試驗(yàn)條件下，進(jìn)行試驗(yàn)流程1閉路試驗(yàn)，其工藝流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖1 磨礦分級—1粗2掃拋尾—精礦再磨

表6 試驗(yàn)流程1選礦試驗(yàn)結(jié)果 %

由表6可知，原礦經(jīng)磨礦分級—1粗2掃拋尾—精礦再磨—1粗4精3掃工藝流程，可獲得產(chǎn)率為1.60%、銅品位為20.01%、銅回收率為52.49%的銅精礦。

2.2 試驗(yàn)流程2

試驗(yàn)流程2采用分階段磨礦—脫泥浮選工藝，先將部分易泥化、易浮選的礦物先用起泡劑浮選脫除，然后再磨礦浮選有用的銅礦物，磨礦細(xì)度為 -0.074mm90%，脫泥部分單獨(dú)處理浮選銅礦物，最終可脫泥浮銅部分精礦1品位為17.98%，銅回收率為13.55%；再磨浮銅部分精礦2品位為18.16%，回收率達(dá)66.63%?？偟木V銅品位為18.13%，銅回收率為80.18%。

2.2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

通過礦石可磨度試驗(yàn)表明，該礦石隨磨礦時(shí)間的增加， -0.074mm粒級含量開始階段增加較慢，隨后增加并趨于穩(wěn)定。從磨礦時(shí)間與磨礦細(xì)度的關(guān)系上看，-0.038mm粒級含量比例增加的速度較快，且-0.074mm以下粒級中，-0.038mm粒級產(chǎn)品占了大多數(shù)。銅基本在細(xì)粒級含量中分布較多，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074mm50%左右時(shí)，銅金屬在-0.074mm粒級中的分布達(dá)到了54%左右，說明礦石較為難磨，該礦石粗細(xì)分布不均勻，且部分易泥化。為此分別進(jìn)行了1段磨礦、再磨細(xì)度對浮選影響的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表7～表8。

表7 1段磨礦細(xì)度對浮選的影響試驗(yàn)結(jié)果 %

磨礦細(xì)度(-0.074mm)產(chǎn)品名稱產(chǎn)率銅品位銅回收率40精礦7.221.2014.21尾礦92.780.5685.79原礦100.000.61100.0052精礦13.091.0923.65尾礦86.910.5376.35原礦100.000.62100.0065精礦12.081.3326.38尾礦87.920.5173.62原礦100.000.61100.0080精礦11.271.9435.70尾礦88.730.4464.30原礦100.000.62100.00

由表7可知，隨著磨礦細(xì)度變細(xì)，脫泥的精礦產(chǎn)率越大，精礦中銅回收率越高；-0.074mm40%的磨礦細(xì)度太粗，不利于浮選，故綜合考慮，1段磨礦細(xì)度選擇-0.074mm52%左右為宜。

表8 再磨細(xì)度對浮選影響試驗(yàn)結(jié)果 %

再磨細(xì)度(-0.074mm)產(chǎn)品名稱產(chǎn)率銅品位銅回收率45脫泥13.761.0924.88精礦3.568.7951.82尾礦82.680.1723.30原礦100.000.60100.0060脫泥13.161.1124.14精礦4.147.6952.62尾礦82.700.1723.24原礦100.000.61100.0075脫泥13.601.0223.11精礦4.367.5855.03尾礦82.040.1621.86原礦100.000.60100.0085脫泥14.211.0524.69精礦4.107.9253.67尾礦81.690.1621.64原礦100.000.60100.00

由表8可知，隨著再磨細(xì)度的提高，浮選精礦銅品位略有降低，而銅回收率增加；但當(dāng)再磨細(xì)度達(dá)到-0.074mm85%時(shí)，銅回收率略有下降，這可能是由于再磨細(xì)度太細(xì)，導(dǎo)致礦石泥化嚴(yán)重，從而影響銅的浮選；綜合考慮，選取再磨細(xì)度為-0.074mm75%為宜。

2.2.2 脫泥浮銅藥劑

試驗(yàn)選取CMC與水玻璃作為脈石抑制劑，從用量試驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，隨著CMC的加入，精礦銅品位增加比較明顯，但隨著CMC用量的增加，精礦銅品位雖然有所提高，但銅回收率降低，最終確定CMC用量為200g/t。選用抑制劑酸化水玻璃，不僅有利于脫泥浮銅精礦銅品位的提高，而且對精礦中銅回收率的提高也有較好的效果，當(dāng)酸化水玻璃用量達(dá)到2 000g/t時(shí)，精礦指標(biāo)最佳。綜合考慮指標(biāo)效果和藥劑成本，選用丁黃藥作為捕收劑，并最終確定用量為10g/t。

2.2.3 再磨浮銅藥劑

由于該銅礦石的脈石成分較多且脈石礦物易泥化，分散劑不但可以調(diào)節(jié)礦漿pH值，還可有效分散礦漿。故選用六偏磷酸鈉做分散劑，加入再磨磨礦作業(yè)中。試驗(yàn)還采用了酸化水玻璃作為非金屬礦物脈石抑制劑，酸化水玻璃用量為2 000g/t；石灰作為金屬礦物抑制劑，石灰用量為500g/t。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，苯丙三氮唑?qū)罄m(xù)再磨浮銅的活化效果較為明顯，能夠較為有效的提高銅回收率，在苯丙三氮唑用量為100g/t左右時(shí)，銅回收率達(dá)到80%的回收指標(biāo)。試驗(yàn)流程2工藝流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

圖2 分階段磨礦—脫泥浮選工藝流程(流程2)

表9 試驗(yàn)流程2選礦試驗(yàn)結(jié)果 %

2.3 2種試驗(yàn)流程分析對比

對比試驗(yàn)流程1和試驗(yàn)流程2可知，在銅精礦品位相差不多的情況下，試驗(yàn)流程2的銅精礦產(chǎn)率和銅回收率均明顯高于試驗(yàn)流程1；試驗(yàn)流程2工藝流程作業(yè)相對復(fù)雜，浮選藥劑應(yīng)用較多；試驗(yàn)流程2為了更好的提高銅精礦回收率，磨礦作業(yè)選擇3段磨礦，磨礦細(xì)度達(dá)-0.074mm90%，比試驗(yàn)流程1在工業(yè)生產(chǎn)中將增加1臺球磨設(shè)備，但3段磨礦的處理量經(jīng)前2次磨礦分選作業(yè)已大大減少，工業(yè)生產(chǎn)可選擇立式攪拌磨，在運(yùn)行成本中不占主要消耗；試驗(yàn)流程2綜合指標(biāo)高于試驗(yàn)流程1，更適合用于選礦廠工業(yè)生產(chǎn)，綜合經(jīng)濟(jì)效益較高。

3 結(jié) 語

(1)河北某銅鉬礦礦石通過浮選試驗(yàn)研究，采用分階段磨礦—脫泥浮選工藝，先將部分易泥化、易浮選的礦物先用起泡劑浮選脫除，然后再磨礦浮選有用的銅礦物，粗磨磨礦細(xì)度為-0.074mm90%，脫泥部分單獨(dú)處理浮選銅礦物，選用合理的選礦藥劑，最終可脫泥浮銅獲得銅精礦1，銅品位為17.98%，銅回收率為13.55%；再磨浮銅得銅精礦2，銅品位為18.16%，銅回收率為66.63%；總銅精礦銅品位為18.13%，銅回收率為80.18%。最終綜合銅資源回收率達(dá)到了理想的指標(biāo)水平，為其他同類礦山提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。

(2)由于脫泥浮選部分顆粒粒度較細(xì)，用于工業(yè)生產(chǎn)的常規(guī)浮選機(jī)浮選細(xì)顆粒的能力不如浮選柱，并且隨著浮選柱設(shè)備能力大型化、先進(jìn)化，在未來實(shí)際大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中可考慮用單臺浮選柱代替常規(guī)多臺浮選機(jī)作業(yè)，這樣既節(jié)約設(shè)備投資成本，也提高了選礦技術(shù)指標(biāo)。

2015-01-22)

秦 軍(1983—)，男，工程師，050021 河北省石家莊市槐安東路108號。