王志豐 李國(guó)棟，2 彭貴雄 陳杜鵑

（1.西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900；2.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000）

隨著礦產(chǎn)資源的持續(xù)開(kāi)發(fā)利用，我國(guó)單一易處理礦石逐漸減少，礦產(chǎn)資源“貧、細(xì)、雜”的特點(diǎn)日益突出，加強(qiáng)共伴生礦產(chǎn)資源的綜合回收已成為我國(guó)資源開(kāi)發(fā)的必然趨勢(shì)［1-3］。共伴生礦通常伴生元素含量較低，礦石組成相對(duì)復(fù)雜，各種礦物間共生緊密，嵌布關(guān)系復(fù)雜，屬于難選礦石。因此，確定經(jīng)濟(jì)合理的選礦工藝對(duì)綜合回收該類礦石資源至關(guān)重要。

安徽某含銅鐵礦石為典型的多金屬共伴生礦石，鐵、銅、硫、鈷品位分別為43.13%、0.25%、1.25%和0.013%，具有綜合回收價(jià)值。為確定適宜的綜合回收工藝流程，基于礦石性質(zhì)，開(kāi)展了系統(tǒng)的選礦試驗(yàn)研究。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)成分及礦物組成分析

對(duì)礦石進(jìn)行化學(xué)成分及礦物組成分析，結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

由表1可知，礦石中主要可回收組分為Fe、Cu，Co、S，Au可作為伴生元素回收。

由表2可知，礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦，少量黃鐵礦、黃銅礦，微量赤鐵礦、磁赤鐵礦、磁黃鐵礦等，主要非金屬礦物為蛇紋石、透輝石、透閃石等。

1.2 礦石中主要礦物的嵌布關(guān)系

（1）磁鐵礦。磁鐵礦嵌布粒度普遍較粗，較易選，少量與黃鐵礦形成布紋狀結(jié)構(gòu)。

（2）黃銅礦。黃銅礦在礦石中分布不均勻，粒徑范圍較廣，多呈不規(guī)則狀充填在磁鐵礦或脈石裂隙間。

（3）黃鐵礦。黃鐵礦產(chǎn)出狀態(tài)比較復(fù)雜，以結(jié)晶粒狀為主，膠狀黃鐵礦次之，黃鐵礦表面不平整，粒徑較細(xì)；黃鐵礦與黃銅礦關(guān)系較密切，多被黃銅礦交代，二者常形成布紋狀結(jié)構(gòu)，較難單體解離。

（4）磁黃鐵礦。磁黃鐵礦較少，分布不均勻，多呈他形粒狀被黃銅礦包裹，界限清楚，容易解離，少量磁黃鐵礦與硫鎳鈷礦形成固溶體分離結(jié)構(gòu)，粒徑微細(xì)，多小于0.03 mm；多和黃鐵礦形成固溶體分離結(jié)構(gòu)，并被黃鐵礦包裹。

（5）硫鎳鈷礦。硫鎳鈷礦多被黃銅礦包裹，顆粒較細(xì)，且部分和磁黃鐵礦形成固溶體分離結(jié)構(gòu)。

2 試驗(yàn)方案

鐵硫銅多金屬礦石常見(jiàn)分選流程可分為先浮后磁和先磁后浮2種［4-5］。由于該礦石S含量相對(duì)較高，先磁后浮流程需要增加脫硫和磁選尾礦濃縮等作業(yè)，流程較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施較困難，因而本試驗(yàn)采用先浮后磁流程。銅硫分選主要有銅硫依次優(yōu)先浮選、銅硫混合浮選再分離等工藝流程［6-10］，由于該礦石Cu含量較低，易浮碳酸鹽及含鎂脈石成分較多，存在部分次生硫化銅和氧化銅，銅硫混合浮選較優(yōu)先浮選更有利于銅回收率的提高。綜上所述，本試驗(yàn)確定采用銅硫混合浮選—銅硫分離—混浮尾礦磁選工藝流程處理該礦石，產(chǎn)出銅精礦、硫精礦、鐵精礦，鈷則主要賦存在硫精礦中。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 銅硫混合粗選條件試驗(yàn)

3.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

試驗(yàn)采用1次粗選流程，在石灰用量為1 500 g/t、酯205（新型非離子型硫化礦捕收劑，西北礦冶研究院研發(fā)）用量為100 g/t的條件下，考察磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，銅硫混合粗精礦Cu和S品位升高，Cu回收率小幅升高后略幅降低，S回收率降低。綜合考慮，確定后續(xù)試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度為-74 μm占75%。

3.1.2 石灰用量試驗(yàn)

石灰是硫化礦物浮選的常用pH調(diào)整劑，過(guò)量對(duì)黃鐵礦有抑制作用。試驗(yàn)采用1次粗選流程，在磨礦細(xì)度為-74 μm占75%、酯205用量為100 g/t的條件下，考察石灰用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，隨著石灰用量的增加，銅硫混合粗精礦Cu品位略微升高，Cu回收率先小幅升高后維持在高位，S品位和回收率先升后降。綜合考慮，確定后續(xù)試驗(yàn)石灰用量為1 000 g/t。

3.1.3 酯205用量試驗(yàn)

試驗(yàn)采用1次粗選流程，在磨礦細(xì)度為-74 μm占75%、石灰用量為1 000 g/t的條件下，考察酯205用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，隨著酯205用量的增加，銅硫混合粗精礦Cu品位降低，Cu回收率升高，S品位和回收率均升高。綜合考慮，確定混合粗選酯205用量為120 g/t，此時(shí)混合精礦Cu和S品位分別為3.70%、14.52%，Cu和S回收率分別為80.34%和57.25%。

3.2 銅硫分離試驗(yàn)

石灰是銅硫分離的常用抑制劑，采用石灰法進(jìn)行銅硫分離時(shí)，礦漿中游離的CaO含量顯著影響分離效果。以銅硫混合粗精礦空白精選2次后的精礦為給礦，采用1次粗選流程，考察石灰用量對(duì)銅硫分離效果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著石灰用量的增加，銅粗精礦Cu品位及硫粗精礦S品位均升高，銅粗精礦Cu作業(yè)回收率降低，硫粗精礦S作業(yè)回收率基本不變；在石灰用量為1 000 g/t時(shí)，銅硫分離效果最好。因此，確定后續(xù)試驗(yàn)銅硫分離粗選石灰用量為1 000 g/t，此時(shí)銅粗精礦Cu品位和作業(yè)回收率分別為28.11%、71.00%，硫粗精礦S品位和作業(yè)回收率分別為40.00%、40.32%。

3.3 磁選試驗(yàn)

以1次銅硫混合粗選2次銅硫混合掃選尾礦為給礦進(jìn)行磁選選鐵試驗(yàn)，試驗(yàn)采用1粗1精選鐵流程，固定二段磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為63.66 kA/m，考察一段磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)選別指標(biāo)的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，隨著一段磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，鐵精礦Fe品位降低，F(xiàn)e作業(yè)回收率升高，綜合考慮，確定一段磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.50 kA/m。

3.4 全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用銅硫混合浮選—銅硫分離—混浮尾礦磁選工藝流程進(jìn)行了全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)全流程見(jiàn)圖5，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，全流程試驗(yàn)可獲得Cu品位22.18%、Cu回收率76.85%的銅精礦，S品位43.29%、S回收率45.71%、Co品位0.43%、Co回收率45.04%的硫精礦，及Fe品位62.36%、Fe回收率93.09%、含S 0.18%的鐵精礦。該流程實(shí)現(xiàn)了主要有價(jià)成分Fe、S、Cu的有效回收，同時(shí)伴生成分Co在硫精礦中有效富集，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)金屬的綜合回收。

4 結(jié)論

（1）安徽某鐵硫銅多金屬礦石中主要可回收成分為Fe、Cu、S、Co，金屬礦物主要為磁鐵礦，少量黃鐵礦、黃銅礦，微量赤鐵礦、磁赤鐵礦、磁黃鐵礦等；非金屬礦物主要為蛇紋石、透輝石、透閃石等。

（2）采用銅硫混合浮選—銅硫分離—混浮尾礦磁選的工藝流程處理礦石，全流程試驗(yàn)最終可獲得Cu品位22.18%、Cu回收率76.85%的銅精礦，S品位43.29%、S回收率45.71%、Co品位0.43%、Co回收率45.04%的硫精礦，及Fe品位62.36%、Fe回收率93.09%、含S 0.18%的鐵精礦。試驗(yàn)指標(biāo)良好，成功實(shí)現(xiàn)了礦石中有價(jià)成分Fe、S、Cu、Co的綜合回收。