含钾铜钼尾矿再选工艺试验研究

徐青青，邹玉林，孟祥瑞

（1.北京工业大学材料科学与工程学院，北京 100124；2.中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029）

1 概述

我国是有色金属生产大国，我国有色金属矿产80%是共伴生矿，金属品位低。受传统工艺和经营方式所限，有色金属矿山是排出固体废物最多的行业之一。目前有色金属采选回收率为50%～60%，比发达国家低10%～15%；伴生有色金属回收率为40%， 比国外低20%。我国有色金属行业尾矿量占入选矿石的70%～95%，尾矿量堆存达22亿t以上，并以每年1.4亿t的速度增长，而尾矿坝正常运行的仅占52%，尾矿平均利用率为8.2%[1-4]。

尾矿的大量堆置不仅对环境造成污染，更是资源的巨大浪费。尾矿库的建设要耗费大量资金并占用大量土地，还具有潜在的工程危害。

尾矿作为二次资源已受到中国各级政府和生产企业的高度重视。据专家预测，尾矿利用将是21世纪矿产综合利用范围最广潜力最大的领域。因此，从国内尾矿资源的实际出发，大力开展尾矿资源综合利用，实现资源开发与节约并举，提高资源利用率，有着十分重要的经济效益和社会意义[5]。

本课题所研究的是从尾矿中提取应用价值很高的长石。长石在玻璃工业中可提供玻璃制品的原料；在陶瓷工业，可做普通陶瓷坯料及釉料的原料；在机械工业，可做磨料模具，电焊条等；在水泥领域，可生产白水泥；在农业领域，可制作钾肥。

2 矿石性质

2.1 化学成分

试样采用内蒙古赤峰车户沟铜钼尾矿。原矿主要化学成分(%)：SiO267.97、Al2O314.21、K2O 4.25、Na2O 3.61、Fe2O33.00、CaO 2.20、MgO 1.34、TiO20.41、P2O50.11、MnO 0.03、LOI 2.30。

2.2 原矿矿物组成

通过对铜钼尾矿成分进行分析，得知矿石中主要金属矿物有辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、金红石、磁铁矿、赤铁矿等。非金属矿物主要有黑云母、石英和长石等。

2.3 原矿粒度筛析结果

原矿粒度筛析结果如下表所示。

原矿粒度筛析结果

3 浮选试验

本试验采用磁选，反浮选，正浮选的工艺流程。磁选采用湿法除铁。反浮选包括两个不同的浮选过程，第一次先用丁黄药和脂肪酸做捕收剂，在酸性环境下除去硫化矿和部分氧化矿；第二次采用脂肪酸，并加入氢氧化钠，调整pH值为9～10，在碱性环境下除去其余氧化矿。正浮选时加入改性胺和氟化氢，改性胺用酒精充分溶解。

3.1 浮选药剂的选取

丁黄药是硫化矿捕收剂，浮选铜、铅、锌等金属硫化矿。脂肪酸是氧化矿捕收剂，本试验采用的脂肪酸是BK410。单独使用时不易溶解和分散，使用量通常很大。经过试验，将脂肪酸和丁黄药一起使用时提高了脂肪酸的捕收性和选择性，效果更好。

将原矿先用氢氧化钠处理后再加入脂肪酸，在pH值为9～10时，进一步除去氧化矿物[6]。

改性胺也是氧化矿捕收剂，在强酸性(pH值=2～3)及氟离子参与下，用阴、阳离子混合捕收剂优先浮选长石。在正浮选中加入一定量的氟化氢。虽然氢氟酸在浮选中使用对环境造成了一定影响，但氢氟酸对活化长石有重要作用，所以本试验加入了少量氟化氢提高浮选效果[7]。

3.2 试验流程

该浮选试验在1L浮选机中进行，试验初始条件及流程如图1所示，采用单因素试验的方法，通过系列试验得出此尾矿浮选的最佳条件，K2O品位由最初的4.25%上升到7.16%。

3.3 浮选试验及结果分析

在前期试验的基础上，确定了各药剂的最佳用量，实验中的不变量均采用最佳用量。

3.3.1 磨矿细度试验

在其他药剂用量为最佳用量的条件下，对原矿进行了不同磨矿细度试验，料∶球∶水的之比为1∶1∶2。从图2可以看出，随着磨矿细度变细，浮选出的钾长石的品位先增高后降低，最佳磨矿细度为-200目70%左右。

3.3.2 丁黄药用量试验

在磨矿细度-200目70%、其他药剂用量为最佳用量的条件下，对丁黄药的用量进行了试验，从图3可以看出，加入的丁黄药为40g/t时候钾长石的品位和回收率都最好。药剂过量钾长石品位无明显提高，综合成本和浮选效果，丁黄药的用量采用40g/t。

3.3.3 脂肪酸用量试验

在磨矿细度-200目70%、其他药剂用量为最佳用量的条件下，对不同的脂肪酸用量进行了试验。试验结果如图4、5所示。

试验结果表明，随着脂肪酸用量的增加，钾长石的品位先增加后降低，两次反浮选中脂肪酸的最佳用量分别为200g/t和400g/t。

3.3.4 改性胺用量试验

在磨矿细度-200目70%、其他药剂用量为最佳用量的条件下，对改性胺的用量进行了试验。试验结果如图6所示，结果表明，改性胺用量为400g/t时，浮选效果最佳。

3.3.5 氟化氢用量试验

在磨矿细度-200目70%、其他药剂用量为最佳用量条件下，对氟化氢的用量进行了试验。试验结果如图7所示。

结果表明，当不加氟化氢时长石没有得到活化，浮选不能产出钾长石精矿。最佳用量为40g/t，随着HF用量继续增加，对精矿指标影响不大，为了兼顾品位和回收率，用量定为40g/t。

4 结语

(1)在原矿K2O品位4.25%的基础上，采用磁选—反浮选—正浮选的浮选工艺流程，当磨矿细度为-200目70%时，先通过两次反浮选出去杂质，再用改性胺作捕收剂，氟化氢做活化剂浮选出精矿，最后得到的精矿中的K2O品位上升到7.15%。

(2)原尾矿中K2O，Na2O，Fe2O3的品位分别为4.25%、3.61%、3.00%，浮选后的精矿中三者的品位分别为7.16%、4.21%、0.43%。

[1]章庆和,苏蓉晖.有色金属矿尾矿的资源化[J].矿产综合利用,1996(4):27-30.

[2]徐慧,徐凯.加快我国有色金属矿山尾矿开发利用[J].中国有色金属,2006(10):49-51.

[3]徐凤平,周兴龙,胡天喜.我国尾矿资源利用现状及建议[J].云南冶金,2007,36(4):25-27.

[4]JOAN O.G,MIGUEL F,ENRIQUE M.The mine tailing accident in Aznalcollar[J].The Science of The Total Environment,1999,242(1-3): 3-11.

[5]刘润华,许珠信.尾矿资源现状及综合利用技术的进展[J].环保与分析,2011(11):66-69.

[6]陈竞清.脂肪酸类型捕收剂研究概况[J].国外金属矿选矿,1982(10):54-58.

[7]印万忠.氟化氢在硅酸盐矿物浮选中的作用机制[J].金属矿山,1999(4):271-274.