王誠(chéng)華

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，銅資源的消耗量不斷增長(zhǎng)，而隨著我國(guó)銅礦資源儲(chǔ)量逐步減少，礦石品位越來(lái)越低，我國(guó)已發(fā)現(xiàn)可利用的銅礦資源已無(wú)法滿足經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求，每年需進(jìn)口大量銅精礦等原料。據(jù)報(bào)導(dǎo)，2018年前5個(gè)月，中國(guó)銅精礦進(jìn)口量共計(jì)達(dá)到780萬(wàn)t，創(chuàng)同期2000年以來(lái)最高紀(jì)錄［1］。在當(dāng)前形勢(shì)下，銅尾礦成了銅的一重要潛在來(lái)源，根據(jù)我國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)研究院對(duì)我國(guó)銅尾礦資源的詳盡統(tǒng)計(jì)分析，僅僅在1949—2007年，我國(guó)銅尾礦的排放總量達(dá)到24億t，且呈逐年增加態(tài)勢(shì)。尤其是最近幾年，銅尾礦的排放增長(zhǎng)量更加迅速，僅江西某地每年就新增1500余萬(wàn)t，2012年銅尾礦排放量已高達(dá)5.9億t［2-3］。但我國(guó)銅尾礦二次利用技術(shù)滯后，造成了資源浪費(fèi)，并隨著銅尾礦的不斷增多，加大了庫(kù)容壓力，同時(shí)還存在環(huán)境及安全隱患［4］。因此，尾礦作為二次資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用是當(dāng)前我國(guó)礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要任務(wù)［5］。為了最大限度的合理利用現(xiàn)有銅礦資源，實(shí)現(xiàn)尾礦的減量排放，減輕環(huán)境保護(hù)壓力和尾礦庫(kù)庫(kù)容壓力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可考慮從兩方面入手，一是對(duì)尾礦庫(kù)現(xiàn)存銅尾礦進(jìn)行再回收；二是對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)流程進(jìn)行技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)銅礦資源的最大回收，降低排尾銅品位，最終實(shí)現(xiàn)銅尾礦的減量排放。由于堆存尾礦庫(kù)中銅礦物表面的氧化和礦物化學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性與多樣性，加之回收需另單獨(dú)建回收系統(tǒng)，因此目前銅尾礦庫(kù)的資源化再回收利用并不理想，利用率很低。由此通過(guò)流程改造來(lái)提高銅資源的回收意義更加重大。

某銅選廠當(dāng)前日處理能力約18000t，隨著處理能力的不斷增加和開(kāi)采礦石性質(zhì)的變化，銅回收率開(kāi)始降低，尾礦品位開(kāi)始升高，當(dāng)前尾礦的銅品位通常在0.050%至0.070%之間，尾礦中損失的銅未進(jìn)行再回收。為了進(jìn)一步提高選廠的經(jīng)濟(jì)效益，擬通過(guò)流程改造來(lái)回收現(xiàn)生產(chǎn)尾礦中損失的銅礦物資源。為了降低技術(shù)改造風(fēng)險(xiǎn)，特進(jìn)行了現(xiàn)生產(chǎn)流程尾礦再選提升銅回收率的可行性研究。

2 試驗(yàn)礦樣

2.1 試樣的采取

試樣為現(xiàn)場(chǎng)浮選尾礦，為了確保所取尾礦樣的代表性，取樣位置確定為現(xiàn)場(chǎng)浮選尾礦管末端的取樣器截樣管處。每次試驗(yàn)所取礦樣的銅品位較穩(wěn)定，均在0.070%左右。

2.2 礦樣性質(zhì)

試樣中銅礦物主要是黃銅礦，另有微量黝銅礦、斑銅礦和輝銅礦；硫化物主要是黃鐵礦，其他金屬礦物有少量磁鐵礦、輝鉬礦、赤鐵礦、金紅石等；脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、云母等。黃銅礦主要以與脈石礦物貧連生的形式產(chǎn)出，微量與黃鐵礦連生，黃銅礦與脈石的嵌布特征見(jiàn)圖1。表1試樣篩析結(jié)果表明+0.125mm粒級(jí)銅金屬分布率占55.66%，+0.074mm粒級(jí)銅金屬分布率占72.83%。

圖1 黃銅礦與脈石礦物嵌布特征

表1 試樣篩析結(jié)果

3 選礦試驗(yàn)結(jié)果與分析

現(xiàn)場(chǎng)尾礦中損失的黃銅礦主要以與脈石礦物貧連生的形式產(chǎn)出，因此研究采用了尾礦再選精礦再磨后返回的試驗(yàn)流程，通過(guò)研究確定此方案提高銅回收率的可行性，為下步流程改造提供技術(shù)依據(jù)。

3.1 捕收劑種類試驗(yàn)

捕收劑的作用是改變礦物表面的疏水性，使欲浮游的礦物粘附在氣泡表面上浮起，以達(dá)到礦物分選的目的。不同類型捕收劑改變礦物表面的疏水能力不同，因此進(jìn)行了捕收劑種類試驗(yàn)。尾礦再選捕收劑種類試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果表明，采用丁基黃藥、A4及丁基黃藥+A4時(shí)掃選精礦銅品位和銅回收率均較高，富集比均在10以上。雖采用丁基黃藥+A4作捕收劑時(shí)富集比較高，但鑒于丁基黃藥+ A4作捕收劑時(shí)藥劑制度復(fù)雜，因此暫選定分別單獨(dú)采用丁基黃藥和A4作捕收劑進(jìn)行進(jìn)一步的條件試驗(yàn)。

圖2 捕收劑種類試驗(yàn)流程

圖3 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

3.2 捕收劑用量試驗(yàn)

捕收劑的用量與礦物浮選行為有密切關(guān)系。在一定的捕收劑用量范圍內(nèi)，浮選回收率顯著上升；而用量達(dá)到一定值后，浮選回收率不再升高，甚至由于藥劑用量過(guò)大選擇性下降回收率反而下降。丁基黃藥和A4用量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。捕收劑用量表明：在捕收劑相同用量條件下，采用A4時(shí)均較采用丁基黃藥時(shí)銅作業(yè)回收率高；A4在用量為10g/t條件下，銅品位與銅作業(yè)回收率均較高。

圖4 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

3.3 起泡劑用量試驗(yàn)

起泡劑用量的多少直接關(guān)系到浮選泡沫的狀態(tài)以及浮選的選擇性。起泡劑試驗(yàn)同時(shí)考查了分別采用丁基黃藥和A4作捕收劑時(shí)的銅回收效果，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5所示。起泡劑用量試驗(yàn)結(jié)果表明：在起泡劑相同用量條件下，采用A4時(shí)均較采用丁基黃藥時(shí)銅作業(yè)回收率高；采用A4作捕收劑時(shí)，BK204在用量為5g/t條件下，銅品位與銅作業(yè)回收率均較高。

圖5 起泡劑用量試驗(yàn)結(jié)果

3.4 浮選時(shí)間試驗(yàn)

篩析結(jié)果表明，尾礦中損失的銅礦物主要以粗粒級(jí)為主，粗粒級(jí)銅礦物可浮速度慢、難于回收，浮選時(shí)間對(duì)銅回收率影響較大。為了進(jìn)一步確認(rèn)丁基黃藥與A4在延長(zhǎng)浮選時(shí)間后的捕收效果，特對(duì)兩種捕收劑進(jìn)行了浮選時(shí)間試驗(yàn)。圖6試驗(yàn)結(jié)果表明：延長(zhǎng)浮選時(shí)間，有利于銅的回收，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，銅品位下降；經(jīng)綜合比較選用6min時(shí)間比較適宜。在相同的浮選時(shí)間條件下，采用A4作捕收劑時(shí)均較采用丁基黃藥作捕收劑時(shí)銅的作業(yè)回收率高，因此經(jīng)過(guò)多條件試驗(yàn)后，后續(xù)試驗(yàn)確定采用A4作捕收劑。

圖6 浮選時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

3.5 石灰用量試驗(yàn)

石灰在浮選過(guò)程中主要作用是用來(lái)調(diào)節(jié)pH和抑制黃鐵礦，同時(shí)對(duì)起泡劑的起泡能力、泡沫黏度和強(qiáng)度以及捕收劑的捕收能力均存在較大的影響［6］。為了考查石灰對(duì)銅礦物回收的影響，同時(shí)為了考察在添加石灰條件下，掃選時(shí)間對(duì)銅回收的影響，特在掃選時(shí)間分別為6min和9min條件下進(jìn)行了石灰用量條件試驗(yàn)。圖7試驗(yàn)結(jié)果表明適量添加石灰有利于提高銅的作業(yè)回收率，石灰添加200g/t至300g/t即可，pH為9.6～10；延長(zhǎng)浮選時(shí)間有利于銅礦物的回收。

圖7 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果

3.6 再選精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

鏡下鑒定表明，再選精礦中銅礦物以粗粒貧連生體為主，黃銅礦與脈石集合體集中分布在0.147～0.295mm，再選精礦需要再磨后才能返回回收。為了便于確定掃選精礦返回時(shí)的磨礦細(xì)度，采用再選精礦再磨后考察精選效果好壞的辦法來(lái)確定再磨細(xì)度，以確定在精選效果較好時(shí)的細(xì)度為掃選精礦再磨細(xì)度。再磨后浮選5min的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖8。再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果表明，精礦再磨細(xì)度-74μm占85.56%時(shí)，精選時(shí)銅作業(yè)回收率最高，因此確定掃選精礦返回粗選時(shí)的再磨細(xì)度-74μm占85.56%。

圖8 再選精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

3.7 再選精礦返回位置的確定

尾礦再選試驗(yàn)結(jié)果表明掃選精礦銅品位較高，可達(dá)0.5%以上，較選廠原礦品位高0.1個(gè)百分點(diǎn)以上，同時(shí)考慮到浮選時(shí)間對(duì)銅礦物回收的影響，確定再選精礦再磨后返回至粗選作業(yè)。

3.8 閉路試驗(yàn)

為了便于與現(xiàn)場(chǎng)工藝流程指標(biāo)比較，特對(duì)現(xiàn)場(chǎng)皮帶樣分別采用現(xiàn)場(chǎng)流程和現(xiàn)場(chǎng)尾礦再選精礦再磨返回粗選流程進(jìn)行了模擬閉路試驗(yàn)，以便確定尾礦再選的回收效果。模擬閉路試驗(yàn)的磨礦細(xì)度與現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)生產(chǎn)保持一致。

現(xiàn)場(chǎng)流程模擬閉路試驗(yàn)流程見(jiàn)圖9；試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2；現(xiàn)場(chǎng)尾礦再選精礦再磨返回粗選模擬閉路試驗(yàn)流程見(jiàn)圖10；試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

圖9 現(xiàn)場(chǎng)流程模擬閉路試驗(yàn)流程

圖10 再選精礦返回粗選模擬閉路試驗(yàn)流程

表2 現(xiàn)場(chǎng)流程模擬閉路試驗(yàn)結(jié)果

表3 再選精礦返回粗選模擬閉路試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明：

（1）現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)流程模擬閉路試驗(yàn)可獲得銅品位6.660%、銅回收率84.51%的銅精礦，模擬試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)基本一致；

（2）尾礦再選精礦再磨返回粗選模擬閉路試驗(yàn)可獲得銅品位6.720%、銅回收率87.13%的銅精礦；

（3）兩閉路獲得的銅精礦銅品位相當(dāng)，尾礦再選精礦再磨返回可提高銅回收率2.62個(gè)百分點(diǎn)，指標(biāo)提升明顯。

4 結(jié)論

（1）現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)尾礦中銅礦物主要是黃銅礦，另有微量黝銅礦、斑銅礦和輝銅礦。黃銅礦主要以與脈石礦物貧連生的形式產(chǎn)出，微量與黃鐵礦連生。尾礦中+0.125mm粒級(jí)銅金屬分布率占55.66%，+0.074mm粒級(jí)銅金屬分布率占72.83%。

（2）尾礦再掃后銅礦物回收效果理想，精礦銅品位可達(dá)0.560%以上，作業(yè)回收率在23%以上，富集比可達(dá)8以上。精礦中銅礦物以粗粒貧連生體為主，黃銅礦與脈石集合體集中分布在0.147-0.295mm。

（3）現(xiàn)場(chǎng)尾礦再選精礦再磨返回粗選作業(yè)后銅回收率可提高2.62個(gè)百分點(diǎn)，指標(biāo)提升明顯。

（4）尾礦再選精礦再磨返回粗選作業(yè)提升浮選指標(biāo)的技術(shù)方案合理可行，為下步流程技術(shù)改造提供了技術(shù)依據(jù)。