李賀，王?？軓?qiáng)偉，稅德全，周玉海

（四川里伍銅業(yè)股份有限公司，四川甘孜626201）

四川某銅礦是一座開采25年的老礦山，隨著礦山開采的進(jìn)一步深入，該銅礦下部礦體中的鋅、硫含量逐漸提高，鋅元素的回收受到公司的高度重視，國內(nèi)多家研究機(jī)構(gòu)對(duì)該下部礦石回收鋅元素進(jìn)行了研究，其中兩家單位到現(xiàn)場(chǎng)做了工業(yè)調(diào)試試驗(yàn)，效果不理想。該銅礦下部礦體中主要金屬礦物為磁黃鐵礦、黃銅礦、含鐵閃鋅礦，該礦石特性為高硫、高銅、低鋅，且銅、鋅、硫礦物之間嵌布關(guān)系復(fù)雜，粒度分布不均，從而給銅、鋅、硫的分離造成較大困難。由于不能有效地回收鋅礦物，導(dǎo)致硫精礦中的鋅含量超標(biāo)，不能獲得合格的硫精礦，磁黃鐵礦的回收只能暫停。選廠現(xiàn)有選銅浮選流程采用一次粗選兩次掃兩次精選的浮選流程，本次研究是在不影響選銅流程的前提下進(jìn)行鋅、硫的綜合回收。

1 礦石性質(zhì)

1.1 選銅尾礦化學(xué)分析

表1 選銅尾礦多元素分析結(jié)果 /%Tab.1 results of multi-element analysis of copper tailings/%

表2 鋅物相分析結(jié)果 /%Tab.2 analysis results of Zinc phase /%

1.2 主要礦物特征

該閃鋅礦為含鐵閃鋅礦，呈他形粒狀晶及其集合體不均勻分布在磁黃鐵礦和脈石礦物中,主要有用礦物為鐵閃鋅礦、黃鐵礦及磁黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、絹云母、白云母、黑云母、綠泥石、長(zhǎng)石等[1]。選銅尾礦中鋅含量為1.05%，主要以硫化鋅的形式存在,硫含量為10.28%。

2 實(shí)驗(yàn)室研究

2.1 尾礦篩析實(shí)驗(yàn)

為考察試樣（選銅尾礦）的細(xì)度和鋅元素的分布狀況，對(duì)其進(jìn)行了細(xì)度篩分分析，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 試樣篩析結(jié)果Tab.3 Sample sieve analysis results

細(xì)度篩分結(jié)果表明，選銅尾礦細(xì)度-0.074mm為56.68%。鋅礦主要分布在-0.1mm這一粒度范圍內(nèi)，達(dá)到了93.58%,其中-0.074mm粒級(jí)分布最廣,為70.67%。

2.2 浮選工藝流程確定

對(duì)于鋅、硫回收常用的浮選方案有：優(yōu)先浮選、混合浮選再分離，都有所運(yùn)用[2-4]。根據(jù)篩析結(jié)果鋅礦物的分布范圍較為集中且主要在細(xì)粒級(jí)范圍內(nèi)，前期探索研究及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置情況，鋅礦物能夠被有效地回收，采用鋅、硫順序回收的優(yōu)先浮選方案較為合適。

2.3 選廠現(xiàn)有選銅工藝

里伍銅礦選礦廠現(xiàn)有選銅系統(tǒng)球磨段采用一段磨礦，磨礦細(xì)度為-0.074mm55%以上，浮選系統(tǒng)采用一次粗選兩次精選兩次掃選，中礦依次返回的選銅工藝。選銅尾礦礦漿pH值為11.05，礦漿電位為60.13mv，選銅工藝圖見圖1。

圖1 選廠現(xiàn)有銅浮選工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of copper flotation process in the plant.

2.4 選銅尾礦抑硫浮鋅條件實(shí)驗(yàn)

目前生產(chǎn)中主要應(yīng)用的磁黃鐵礦抑制劑有石灰、T-2000等，其中石灰因其便宜易得使用范圍最廣，選廠現(xiàn)有選銅流程抑制磁黃鐵礦所用抑制劑就是石灰。在浮選鋅礦物時(shí)需要加入硫酸銅作為活化劑來活化鋅礦物，但是硫酸銅的加入在活化鋅礦物的同時(shí)對(duì)磁黃鐵礦也有很好的活化作用，現(xiàn)階段主要解決方案是以加大石灰用量為代表的高堿工藝，由于石灰用量大，用量不易控制，高堿工藝流程穩(wěn)定性差，操作困難且成本偏高。本次研究在添加調(diào)整劑lw-01調(diào)整選銅尾礦礦漿的基礎(chǔ)上用T-2000作為磁黃鐵礦的抑制劑，很好地解決了磁黃鐵礦被活化的問題。

2.4.1 鋅粗選調(diào)整劑lw-01用量實(shí)驗(yàn)

在不改變銅浮選藥劑制度的前提下，進(jìn)行了鋅粗選調(diào)整劑lw-01的用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可知調(diào)整劑lw-01的加入會(huì)使鋅精礦品位、回收率均有個(gè)躍升,繼續(xù)增加其用量，鋅精礦品位和回收率繼續(xù)提高，在其用量為400g/t時(shí)一次粗選鋅精礦品位即可達(dá)到38.33%，回收率為83.25%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明調(diào)整劑lw-01的使用能夠使T-2000對(duì)磁黃鐵礦的抑制效果更佳，為獲得合格的鋅精礦產(chǎn)品打下了良好的基礎(chǔ)。

2.4.2 鋅粗選T-2000用量試驗(yàn)

圖2 lw-01用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 The test results of lw-01 dosage

在抑硫浮鋅的浮選過程中，T-2000是主要的磁黃鐵礦抑制劑，其主要成分是腐植酸鈉，在確定了硫酸銅用量的基礎(chǔ)上做了T-2000的用量試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 T-2000用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 The test results of T-2000 dosage

由圖3可看出，隨著T-2000用量的增加，鋅精礦中鋅的品位呈上升趨勢(shì)，鋅金屬回收率基本不變。當(dāng)T-2000用量為300g/t時(shí)，鋅精礦中鋅品位較高，再增加其用量,鋅品位變化不明顯。綜合考慮，選擇T-2000用量為300g/t比較合適。

2.4.3 鋅粗選硫酸銅用量試驗(yàn)

現(xiàn)階段浮選鐵閃鋅礦所用活化劑主要是硫酸銅，且硫酸銅中的Cu會(huì)與T-2000發(fā)生螯合反應(yīng)形成一種親水薄膜吸附在磁黃鐵礦的表面，起到了抑制磁黃鐵礦的作用。為此進(jìn)行了硫酸銅用量實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 The test results of copper sulfate dosage

由圖4可看出，隨著硫酸銅用量的增加，鋅精礦中鋅的回收率呈上升趨勢(shì)，且精礦品位也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這表明在T-2000抑制磁黃鐵礦的過程中硫酸銅起到了輔助作用，只有硫酸銅用量足夠時(shí)既能保證鋅金屬的回收率同時(shí)能夠有效減少磁黃鐵礦的上浮。當(dāng)硫酸銅用量為300g/t時(shí)，鋅精礦中鋅回收率較高,品位較高，再增加其用量,鋅回收率變化不明顯。綜合考慮，選擇硫酸銅用量為300g/t比較合適。

2.5 磁黃鐵礦的浮選試驗(yàn)

由于抑硫浮鋅流程中磁黃鐵礦受到了強(qiáng)烈抑制，其可浮性大大降低，選廠原有的浮選磁黃鐵礦的活化劑硫酸銅對(duì)磁黃鐵礦的活化效果變得很差。因此如何活化受到抑制的磁黃鐵礦成為回收磁黃鐵礦的關(guān)鍵性問題。磁黃鐵礦的活化劑有硫酸銅+硫化鈉、氟硅酸鈉、草酸等[5]，本次研究試驗(yàn)了硫酸銅、硫化鈉和礦洞井下水來作為磁黃鐵礦的活化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示礦山井下水對(duì)磁黃鐵礦的活化效果最佳。礦山井下水是山體表面水滲透進(jìn)入井下自然形成一種待處理的礦山廢水。該井下水就是礦山排放酸水的一種。這些廢水pH呈酸性，且含有大量的金屬離子。其pH值在2.7-3.0之間，其中含有大量的SO42+是磁黃鐵礦的良好的活化劑，且在加入該井下酸水后，礦漿的pH值仍然大于7，在回收磁黃鐵礦的同時(shí)對(duì)井下酸水也進(jìn)行了一定的處理作用。

2.6 閉路試驗(yàn)

在確定各種藥劑用量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了選銅尾礦回收鋅、硫的閉路試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)流程見圖5，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

3 工業(yè)生產(chǎn)調(diào)試

圖5 閉路試驗(yàn)流程Fig.5 Flowsheet of closed-circuit test

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果 /%Tab.4 Results of closed-circuit test /%

2017年12 月在里伍銅礦選礦廠對(duì)該鋅硫回收方案進(jìn)行了生產(chǎn)調(diào)試，在調(diào)試生出你過程中流程穩(wěn)定，生產(chǎn)指標(biāo)良好，鋅浮選綜合指標(biāo)結(jié)果見表5，硫浮選綜合指標(biāo)見表6。

4 結(jié)論

該鋅、硫回收浮選方案對(duì)里伍銅礦選銅尾礦回收鋅、硫是可行的，流程穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單。

表5 工業(yè)實(shí)驗(yàn)選鋅結(jié)果 /%Tab.5 Industrial experiment result in zinc /%

表6 工業(yè)實(shí)驗(yàn)選硫結(jié)果 /%Tab.6 Industrial experiment results of sulfur /%

該研究中新的藥劑制度突破了常規(guī)思維，顛覆了以往高堿性環(huán)境下的鋅金屬回收方案，通過加入調(diào)整劑lw-01，T-2000對(duì)磁黃鐵礦的抑制作用大為提高，選鋅過程中不再需要添加大量的石灰，操作簡(jiǎn)單。

本次研究實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁黃鐵礦的回收實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦山井下酸水的充分利用，減輕了礦山處理酸性廢水的壓力，礦山生產(chǎn)更加環(huán)保。

[1]四川冶金地質(zhì)勘察院.四川里伍銅礦B2礦體銅鋅硫多金屬礦石選礦試驗(yàn)研究報(bào)告[R].四川甘孜川里伍銅業(yè)股份有限公司.2009.

[2]邱廷省，仇仙輝.銅鋅硫化礦浮選分離技術(shù)的研究與進(jìn)展[J].世界有色金屬，2009（2）:28-30.

[3]胡為柏，等.浮選[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1980.

[4]邱盛華，聶光華.廣西某銅鋅多金屬硫化礦浮選試驗(yàn)研究[J].四川有色金屬，2010（01）18-22.

[5]張涇生，闕煊蘭.礦用藥劑[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.