王子濤，閆國(guó)輝，楊利平

（北方銅業(yè)股份有限公司，山西 運(yùn)城 043700）

銅渣的綜合利用一直是行業(yè)研究熱門課題，目前國(guó)內(nèi)外僅有浮選法獲得大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。銅渣選礦常用的捕收劑有Z-200、黃藥、黑藥等。此外還有將幾種捕收劑聯(lián)合使用的，如江西銅業(yè)貴溪冶煉廠二次粗選時(shí)，將BK301和丁基黃藥作為組合捕收劑，取得了較理想的銅回收率[1]；西北礦冶研究院的田鋒，對(duì)國(guó)內(nèi)某冶煉廠水淬銅爐渣進(jìn)行了選礦試驗(yàn)，以丁基黃藥和P3作為組合捕收劑，取得了較好的選礦指標(biāo)[2]；江西東鄉(xiāng)銅礦的湯宏以Z-200和黃藥作為組合捕收劑，在原礦品位3.66%的情況下，取得銅精礦品位23.09%、銅回收率90.23%的生產(chǎn)指標(biāo)[3]；日本小坂冶煉廠采用Z-200、AP-404作為組合捕收劑，在原礦品位7.00%的情況下，取得銅精礦品位40.00%、銅尾礦品位0.46%、銅回收率94.5%的生產(chǎn)指標(biāo)。山西某公司銅冶煉渣選礦廠2014年建成投產(chǎn)，一直采用Z-200作為捕收劑，選礦指標(biāo)較好。但是Z-200單價(jià)較高，導(dǎo)致選礦成本較高，為了降低渣選銅選礦成本，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化選礦生產(chǎn)指標(biāo)。開展了試驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)原料和方法

1.1 銅冶煉渣礦石性質(zhì)

銅渣外觀呈黑色或黑綠色，性脆、堅(jiān)硬、結(jié)構(gòu)致密，密度約為3.5g/cm3～4g/cm3，含多種氧化物、硫化物、硫酸鹽及其它微量成分。主要成分有Cu、S、Fe、SiO2等，含量最多的是Fe、Si。銅礦物主要是含鐵銅硫化物、斑銅礦、輝銅礦、黃銅礦以及金屬銅，嵌布粒度粗細(xì)不均；脈石礦物主要為鐵橄欖石、玻璃體，其次為長(zhǎng)石、白云母。銅渣多元素分析結(jié)果見表1、銅物相分析結(jié)果見表2。

表1 銅渣多元素分析結(jié)果/%

表2 銅的物相分析結(jié)果

1.2 試驗(yàn)方法

在球磨機(jī)圓盤給料機(jī)處采集礦樣，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室破碎、篩分、縮分后作為試驗(yàn)礦樣，每次試驗(yàn)礦樣用量為1.3kg。磨礦選用XMQΦ350×160型球磨機(jī)，由之前試驗(yàn)研究及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知，在目前的生產(chǎn)條件下，一段磨礦細(xì)度-74μm含量62%～66%、二段磨礦細(xì)度-45μm含量89%～93%，礦石即可達(dá)到良好的單體解離度，本次試驗(yàn)沿用此磨礦制度。浮選采用1.5L、3.0LXFDⅣ型單槽浮選機(jī)，所有浮選藥劑均為工業(yè)級(jí)。

2 試驗(yàn)研究

2.1 礦漿濃度條件試驗(yàn)

為驗(yàn)證礦漿濃度對(duì)快速浮選的影響，在磨礦細(xì)度-74μm含量65%、Z-200用 量400g/t、2#油用量100g/t的條件下，進(jìn)行了礦漿濃度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可知，隨著浮選濃度的增加，精礦品位提高、尾礦品位降低，故選擇高濃度浮選。

圖1 浮選流程

表3 礦漿濃度條件試驗(yàn)結(jié)果

2.2 捕收劑種類條件試驗(yàn)

2.2.1 單一捕收劑條件試驗(yàn)

為探究不同捕收劑的捕收效果，在磨礦細(xì)度-74μm含量65%、捕收劑用量400g/t、2#油用量100g/t的條件下，對(duì)Z-200、丁基黃藥、P510、P4037四種捕收劑進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 單一捕收劑條件試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，在相同條件下，Z-200、P510、P4037得到的指標(biāo)相近，精礦品位均較高，但是尾礦品位也較高；丁基黃藥的精礦品位及尾礦品位均較低，說明Z-200、P510、P4037這三種捕收劑選擇性較強(qiáng)，丁基黃藥捕收性較強(qiáng)。

2.2.2 組合捕收劑條件試驗(yàn)

Z-200、P510、P4037捕收性相似，綜合考慮，選用Z-200和丁基黃藥作為組合捕收劑進(jìn)行試驗(yàn)，并與單一捕收劑條件試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 組合捕收劑條件試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，使用Z-200和丁基黃藥作為組合捕收劑，綜合選礦指標(biāo)比四種捕收劑單獨(dú)使用時(shí)好，故選擇Z-200和丁基黃藥的組合捕收劑作為快速浮選捕收劑。

2.3 礦漿pH值條件試驗(yàn)

為探究pH值對(duì)捕收劑的影響，采用石灰調(diào)整礦漿pH值，在磨礦細(xì)度-74μm含量65%、Z-200用量250g/t、丁基黃藥用量150g/t、2#油用量100g/t的條件下，進(jìn)行礦漿pH值條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程圖見圖1（石灰在磨礦時(shí)加入），試驗(yàn)結(jié)果見表6。由表6可知，隨著石灰用量增加，精礦品位和尾礦品位均升高，但變化較小，為節(jié)省選礦成本，后續(xù)試驗(yàn)中不添加石灰。

表6 礦漿pH值條件試驗(yàn)結(jié)果

2.4 快速浮選捕收劑用量條件試驗(yàn)

2.4.1 快速浮選Z-200用量條件試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-74μm含量65%、使用Z-200和丁基黃藥作為組合捕收劑、丁基黃藥用量150g/t、2#油用量100g/t的條件下，進(jìn)行Z-200用量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 Z-200用量條件試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，隨著Z-200用量增加，精礦品位先增加后降低，尾礦品位先降低后趨于穩(wěn)定，綜合考慮，快速浮選Z-200用量選擇220g/t。

2.4.2 快速浮選丁基黃藥用量條件試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-74μm含量65%、使用Z-200和丁基黃藥作為組合捕收劑、Z-200用量220g/t、2#油用量100g/t的條件下，進(jìn)行了丁基黃藥用量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 丁基黃藥用量條件試驗(yàn)結(jié)果

由表8可知，隨著丁基黃藥用量增加，精礦品位及尾礦品位均不斷降低，綜合考慮，快速浮選丁基黃藥用量選擇125g/t。

2.5 粗掃選丁基黃藥用量條件試驗(yàn)

粗掃選重在降低尾礦品位，選擇捕收性較強(qiáng)的丁基黃藥作為捕收劑。在一段磨礦細(xì)度-74μm含量65%，二段磨礦細(xì)度-45μm含量90%，快速浮選Z-200用量220g/t、丁基黃藥用量125g/t、2#油用量100g/t，粗掃選2#油用量45g/t的條件下，進(jìn)行粗掃選丁基黃藥用量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

圖2 浮選流程

表9 丁基黃藥用量條件試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著丁基黃藥用量增加，精礦品位基本穩(wěn)定，尾礦品位先降低后趨于穩(wěn)定，綜合考慮，粗掃選丁基黃藥用量選擇450g/t。

2.6 全流程閉路試驗(yàn)

閉路試驗(yàn)是考查中礦返回對(duì)浮選過程的影響，包括中礦循環(huán)引起的藥劑用量變化，中礦帶來的礦泥積累產(chǎn)生的不利影響等。為此，根據(jù)浮選條件試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表10。

圖3 閉路試驗(yàn)工藝流程

表10 全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果

2.7 工業(yè)試驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，根據(jù)工業(yè)試驗(yàn)情況，對(duì)藥劑制度進(jìn)行了調(diào)整，最終藥劑制度見表11、工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果見表12。

表11 最終藥劑制度

表12 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

①通過試驗(yàn)研究，確定快速浮選添加Z-200和丁基黃藥、粗掃選添加丁基黃藥的捕收劑制度，降低了Z-200用量，節(jié)約了選礦藥劑成本。②與2017年相比，2018年精礦品位由18.988%提高到20.046%，尾礦品位由0.293%降低到0.291%，優(yōu)化了選礦指標(biāo)。③除了銅之外，銅冶煉渣中的鐵也是具有回收價(jià)值的元素，應(yīng)該對(duì)其作進(jìn)一步的研究，以確定銅渣中的鐵的可利用性。