李沛原楊凌凌伍紅強(qiáng)顏江淵康懷斌高德水

（1.銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司冬瓜山銅礦；2.安徽銅冠（廬江）礦業(yè)有限公司；3.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

磁黃鐵礦（Fe1-xS，0＜x＜0.223）常以伴生形式存在于許多有色金屬礦中，是金屬礦中硫的主要存在形式之一。由于磁黃鐵礦物本身晶體化學(xué)性質(zhì)多變，且極易氧化，對(duì)目的礦物的浮選作業(yè)產(chǎn)生很大干擾。我國(guó)許多有色金屬礦石中含有磁黃鐵礦，這些礦山均面臨著解決磁黃鐵礦對(duì)浮選過(guò)程干擾的問(wèn)題［1-6］。以銅礦為例，這些干擾主要表現(xiàn)在磁黃鐵礦本身的晶格缺陷，鐵原子缺失，在磨浮過(guò)程中極易氧化，從而分解出Fe3+、Fe2+和二連硫酸根離子，陽(yáng)離子的存在會(huì)大量消耗捕收劑，造成銅礦物因缺少捕收劑而受到抑制的假象；Fe3+、Fe2+、Cu2+與二連硫酸根離子共同存在時(shí)，會(huì)對(duì)黃銅礦產(chǎn)生抑制作用，致使黃銅礦可浮性變差。

冬瓜山銅礦礦石復(fù)雜難選，特別是含滑石、蛇紋石等脈石礦物較高的含銅磁黃鐵礦石，銅礦物的選別過(guò)程被嚴(yán)重惡化，影響銅精礦品位和銅回收率。近年來(lái)，隨著60線以北礦石的開(kāi)采，礦石更加復(fù)雜難選，磁黃鐵礦含量較高時(shí)，銅的浮選速度較慢，存在嚴(yán)重的浮選滯后性，影響了礦山經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定與提高［7-8］。

本試驗(yàn)主要針對(duì)礦石中磁黃鐵礦對(duì)選銅的影響開(kāi)展研究，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，提出符合礦石性質(zhì)特點(diǎn)的工藝流程及藥劑制度，實(shí)現(xiàn)銅礦物的高效回收。

1 礦石性質(zhì)

礦石中的銅礦物絕大部分為黃銅礦，少量為墨銅礦，偶見(jiàn)銅藍(lán)等；鐵礦物主要為赤褐鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦；硫礦物主要為黃鐵礦和磁黃鐵礦；非金屬礦物主要為石榴子石、石英、方解石等。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅物相分析結(jié)果見(jiàn)表2，硫物相分析結(jié)果見(jiàn)表3，鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表4。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

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2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 先磁后浮與優(yōu)先浮銅對(duì)比試驗(yàn)

先磁后浮與優(yōu)先浮銅對(duì)比試驗(yàn)在磨礦細(xì)

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度-0.074 mm占74%條件下進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

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從表5可知，先磁后浮銅粗精礦銅品位11.23%、銅回收率82.53%，結(jié)合浮選過(guò)程看，該工藝并未出現(xiàn)黃銅礦浮選速度慢的情況，由此可見(jiàn)，磁黃鐵礦是導(dǎo)致銅礦物浮選速度慢的主要原因。由于先磁后浮的磁團(tuán)聚夾帶作用，會(huì)存在銅損失，再開(kāi)辟磁選精礦選銅系統(tǒng)無(wú)疑會(huì)顯著增大流程的復(fù)雜程度。因此，有必要通過(guò)探索浮選工藝參數(shù)優(yōu)化來(lái)提高黃銅礦的浮選速度，進(jìn)而提高選銅回收率。

2.2 浮選工藝參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)

2.2.1 石灰用量試驗(yàn)

為了了解礦漿中難免金屬離子的存在對(duì)選銅回收率的影響，進(jìn)行了石灰不同添加點(diǎn)的用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。

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從表6可知，隨著攪拌作業(yè)石灰用量的增加，銅粗精礦銅品位上升，銅回收率呈先上升后下降的趨勢(shì)；隨著磨礦作業(yè)石灰用量的增加，銅粗精礦銅品位上升，銅回收率呈先上升后下降的趨勢(shì)；相同用量情況下，石灰添加在磨礦作業(yè)的礦漿pH值明顯較低，說(shuō)明在磨礦作業(yè)有更多的石灰被難免金屬離子消耗掉；石灰添加至磨礦作業(yè)的銅粗精礦回收率明顯較高。因此，石灰添加至磨礦作業(yè)可以減弱有害金屬離子對(duì)銅礦物浮選的負(fù)面影響，改善其浮游性能。

2.2.2 石灰添加位置組合試驗(yàn)

為驗(yàn)證石灰添加點(diǎn)對(duì)選銅指標(biāo)的影響，在石灰總用量2 000 g/t條件下進(jìn)行了石灰添加位置組合試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7。

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從表7可知，隨著磨礦作業(yè)石灰用量的增加，粗精礦銅回收率和銅品位均明顯提高；磨礦作業(yè)石灰用量超過(guò)1 000 g/t后粗精礦銅回收率增長(zhǎng)減緩，說(shuō)明石灰添加至磨礦作業(yè)與礦石充分作用可以顯著提高銅礦物浮游速度，消除有害金屬離子的負(fù)面影響。

2.2.3 中礦再磨再選磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將優(yōu)先銅粗精礦精選1尾礦與掃選1精礦合并為中礦進(jìn)行再磨再選磨礦細(xì)度試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表8。

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從表8可知，隨著中礦再磨細(xì)度的提高，精礦銅品位及銅作業(yè)回收率上升。綜合考慮，確定中礦再磨細(xì)度為-45 μm86%。

2.2.4 中礦再磨再選石灰用量試驗(yàn)

在再磨細(xì)度為-45 μm86%的條件下進(jìn)行了石灰用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表9。

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從表9可知，隨著再磨再選石灰用量的增加，精礦銅品位上升，銅作業(yè)回收率下降。綜合考慮，確定再磨再選石灰用量300 g/t，pH值為12.0。

2.3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)及開(kāi)路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了石灰添加至磨礦作業(yè)或攪拌作業(yè)的常規(guī)閉路優(yōu)先浮銅全流程試驗(yàn)（圖1），以及石灰添加至磨礦作業(yè)、中礦單獨(dú)再磨再選的銅優(yōu)先浮選閉路試驗(yàn)（圖2），結(jié)果見(jiàn)表10。

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由表10可知：石灰添加至磨礦作業(yè)，常規(guī)優(yōu)先浮選工藝銅精礦銅品位18.67%、銅回收率90.39%，優(yōu)于石灰添加至攪拌作業(yè)銅精礦指標(biāo)，表明石灰添加在磨礦作業(yè)有助于提高選銅回收率；石灰添加至磨礦作業(yè)、中礦單獨(dú)再磨再選優(yōu)先浮選工藝銅精礦銅品位18.51%、銅回收率92.48%，在精礦銅品位小幅提高的情況下，銅回收率大幅度提高，表明中礦單獨(dú)再磨再選有利于提高銅回收率，即根據(jù)銅礦物浮游速度的不同進(jìn)行梯級(jí)回收，實(shí)現(xiàn)早收快收和資源的高效回收。

3 結(jié)論

（1）礦石中的銅礦物絕大部分為黃銅礦，少量為墨銅礦，偶見(jiàn)銅藍(lán)等；鐵礦物主要為赤褐鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦；硫礦物主要為黃鐵礦和磁黃鐵礦；非金屬礦物主要為石榴子石、石英、方解石等。

（2）探索試驗(yàn)表明，磁黃鐵礦是導(dǎo)致銅礦物浮選速度慢的主要原因，石灰添加至磨礦作業(yè)較石灰添加至攪拌作業(yè)，能更好地改善銅礦物的浮選速度，提高選銅回收率。

（3）浮選中礦單獨(dú)再磨再選較中礦順序返回能提高銅回收率4.62個(gè)百分點(diǎn)，這是因?yàn)橹械V單獨(dú)處理有助于降低中礦循環(huán)量，根據(jù)銅礦物浮游速度的不同進(jìn)行梯級(jí)回收，達(dá)到能收早收的目的，改善銅礦物浮選滯后的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)資源的高效回收。

（4）解決磁黃鐵礦影響銅回收率的措施主要包括2方面：其一，石灰添加至磨礦作業(yè)，磁黃鐵礦在磨礦過(guò)程中產(chǎn)生新鮮表面時(shí)，石灰能及時(shí)與磁黃鐵礦分解出的難免金屬離子在晶體表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有效阻止有害離子進(jìn)入礦漿中，對(duì)銅礦物浮選造成不利影響；其二，優(yōu)化工藝流程，對(duì)浮選速度滯后的部分銅礦物進(jìn)行單獨(dú)再磨再選，大幅度降低中礦銅金屬循環(huán)量，有效降低浮選機(jī)負(fù)荷，提高流程的適應(yīng)性，使滯后銅礦物得到有效回收。