福建某铜金矿浮选试验研究
2021-09-10徐今冬朱玉华廖紫鑫
徐今冬 朱玉华 廖紫鑫
摘要:福建某铜金矿为典型的含铜金多金属硫化矿,矿石中可综合回收的主要有价元素为金、银、铜、硫。针对该矿石性质,进行了混合浮选—粗精矿再磨—铜硫分离工艺研究,考察了磨矿细度、抑制剂、捕收剂等因素对浮选指标的影响。结果表明:在最佳试验条件下,闭路试验获得的铜精矿铜品位23.61 %、金品位185.00 g/t,铜、金回收率分别为95.77 %、85.86 %;硫精矿铜品位仅为0.03 %、金品位3.30 g/t,铜、金回收率分别为0.47 %、5.97 %。研究结果对该矿石中铜、金的回收利用及工业生产起到了指导作用。
关键词:铜金矿;多金属矿;浮选;再磨;综合回收
铜广泛应用于电气、轻工、国防工业等领域[1];金则是中国战略储备资源之一,不仅可用于储备和投资,还是首饰业、现代通讯等领域的重要材料[2]。铜、金均是中国重要的基本金属和战略资源,自然界中的铜多以化合物形式存在[3],金常以自然金的形式与黄铜矿、黄铁矿等矿物共生。铜金多金属硫化矿石选矿捕收剂一般选择联合用药,即铜捕收剂和金捕收剂联合使用[4-6],如Z-200+丁铵黑药、BY-309+B-5050、丁基黃药+丁铵黑药等。浮选原则流程一般有优先浮选、混合浮选等,在浮选铜金多金属硫化矿石时,则常采用铜金硫混合浮选—铜硫分离、铜金混合浮选等流程[7-9]。福建某铜金矿矿石中铜品位0.48 %、金品位4.82 g/t,金属矿物主要为黄铜矿、黄铁矿、自然金等,脉石矿物以硅酸盐矿物为主。本文以该矿石为研究对象,通过采用混合浮选—粗精矿再磨工艺,以乙基黄药、丁铵黑药和Z-200作为组合捕收剂,取得了较好的试验指标,为该铜金矿资源的高效开发和利用提供了技术依据。
1 矿石性质
福建某铜金矿为中低温热液充填型铜金矿床,铜主要以硫化铜形式存在,金与铜矿物紧密伴生。矿石中金属矿物以自然金、自然银、黄铁矿、赤铁矿、黄铜矿、褐铁矿为主,脉石矿物主要有石英、长石、绿泥石、方解石、绢云母、石墨、绿帘石等。矿石X射线衍射分析结果见图1,矿石主要化学成分分析结果见表1,矿石粒级分布统计结果见表2。
由图1和表1可知,矿石中可综合回收的主要有价元素为金、银、铜、硫,品位分别为4.82 g/t、15 g/t、0.48 %、3.48 %。
由表2可知,铜与金的分布情况非常相似,铜、金均有20 %左右分布在0.074 mm以下,若要提高铜、金回收率,则需要对该矿石进行细磨。而对于含硫铜金矿石而言,采用混合浮选—再磨工艺有利于金、铜矿物和硫化矿物分离。
2 试验结果与讨论
根据该矿石性质,浮选原则流程采用混合浮选的全浮选流程,即将硫化矿物全部浮出,混合粗精矿再进行精选得到铜精矿,选铜尾矿视具体情况单独处理[10-12]。浮选时,采用碳酸钠作为pH调整剂,硅酸钠作为抑制剂。浮选原则流程见图2,粗选条件试验流程见图3。
2.1 磨矿细度
磨矿细度是影响浮选指标的一个重要因素,因此首先进行了不同磨矿细度试验,结果见图4。
由图4可知:随着磨矿细度的增加,粗精矿铜品位略有下降,铜回收率小幅波动。当磨矿细度-0.074 mm占65 %时,粗精矿铜品位3.28 %,铜回收率达到94.62 %;此时,粗精矿金品位32.25 g/t、金回收率达到95.93 %。虽然在磨矿细度-0.074 mm占95 %时,粗精矿金回收率可达到97.52 %,但金品位下降至27.36 g/t。考虑到在粗选阶段磨矿细度达到-0.074 mm占95 %需要采用二段磨矿工艺流程,磨矿成本大幅度上升,经济上不合理。因此,选择磨矿细度-0.074 mm占65 %为宜。
2.2 硅酸钠用量
硅酸钠是硫化矿混合浮选常用的抑制剂,同时具有调节矿浆pH的作用,在水中会发生强烈的水解作用,使矿浆呈碱性。因此,在调节矿浆pH时,调整剂碳酸钠的用量不宜过高,试验中以800 g/t为最佳。固定磨矿细度-0.074 mm占65 %。试验流程见图3,硅酸钠用量对粗精矿铜、金回收的影响见图5。
由图5可知:随着硅酸钠用量的增加,粗精矿铜品位有所下降,铜回收率小幅增大;粗精矿金品位逐渐下降,金回收率先升高后略微下降。为最大程度提高铜、金综合利用率,选择硅酸钠用量为2 500 g/t,此时矿浆pH值约为10,粗精矿铜品位3.28 %、铜回收率94.62 %,金品位32.25 g/t、金回收率达95.93 %。
2.3 捕收剂种类
对于铜金矿石的捕收,一般采用选铜捕收剂与选金捕收剂联合用药,试验选取了常用的捕收剂丁基黄药、乙基黄药、Z-200、丁铵黑药,考察药剂种类对该铜金矿石的浮选效果。固定磨矿细度-0.074 mm占65 %,硅酸钠用量2 500 g/t。试验流程见图3,不同组合捕收剂对粗精矿铜、金回收的影响见图6。
由图6可知:丁基黄药对铜的捕收能力较好,但对金的捕收能力相对较弱,总体上选择性不如乙基黄药,但乙基黄药的捕收能力比丁基黄药弱;Z-200捕收能力强,但选择性较差,浮选过程中泡沫产品产率容易过大,且并未显示出更优于黄药类捕收剂的选择性。而选择乙基黄药、Z-200与丁铵黑药组合用药,能兼顾对铜、金的选择性和捕收能力。当其用量为(150+50+75)g/t时,粗精矿铜品位2.89 %、铜回收率94.94 %,金品位34.74 g/t、金回收率96.55 %。
2.4 粗精矿再磨
为了进一步提高铜品位,得到高品位铜精矿,粗精矿需要进行再磨。同时,粗精矿再磨能更好地避免一次多段磨矿产生的过粉碎现象,减少磨矿能耗。粗精矿再磨试验流程见图7,其中再磨细度-0.074 mm大于90 %,试验结果见图8。
由图8可知:粗精矿不再磨虽然可以保证金、铜的回收率,但无法提高粗精矿中铜、金品位,难以得到合格的铜精矿产品;采用再磨工艺流程,可获得良好的铜、金浮选指标,铜精矿铜品位达到28.85 %、金品位169.00 g/t,铜、金回收率分别为91.76 %、42.61 %。
2.5 精选抑制剂种类
粗精矿中主要有用元素为铜和金,硫可作为副产品回收。精选抑制剂的主要作用是抑制黄铁矿,从而得到高品位铜精矿。根据矿石性质及浮选现象可知,该矿石中的金大部分与铜矿物紧密共生,这部分金的走向与铜一致,而其他部分金的走向则与黄铁矿一致。由此选择了多种抑制剂,并考察其对浮选的影响,试验流程见图7,其中再磨细度-0.074 mm大于90 %,试验结果见图9。
由图9可知:硅酸钠及石灰对铜和金的抑制作用都较弱,有利于获得高品位的含铜、金精矿;次氯酸图9 精选抑制剂种类对铜精矿铜、金回收的影响钙、腐殖酸钠、丹宁都对金的浮选有一定的抑制作用,其中次氯酸钙对铜和金都有较强的抑制作用。使用硅酸钠可获得铜品位6.64 %、铜回收率97.26 %,金品位78.00 g/t、金回收率82.68 %的銅精矿;使用石灰可获得铜品位4.33 %、铜回收率91.02 %,金品位56.00 g/t、金回收率80.46 %的铜精矿。综合考虑药剂的作用、成本和浮选指标,选择石灰作为精选抑制剂。后续试验确定石灰用量为500 g/t。
2.6 全流程闭路试验
在上述条件试验基础上,进行了全流程闭路试验。试验流程见图10,试验结果见表3。
由表3可知:闭路试验获得的铜精矿铜品位23.61 %、铜回收率可达95.77 %,金品位185.00 g/t、金回收率85.86 %。硫精矿铜品位仅为0.03 %,说明铜、硫分离效果显著。尾矿铜品位0.02 %、金品位0.38 g/t,铜回收率仅为3.76 %、金回收率仅为8.17 %,说明铜、金得到了高效回收。
3 结 论
1)福建某铜金矿矿石中主要有价元素为金、银、铜、硫,品位分别为4.82 g/t、15 g/t、0.48 %、3.48 %。铜作为铜精矿回收,金、银可作为铜精矿中的附属产品回收,硫作为硫精矿回收。
2)采用混合浮选—粗精矿再磨—铜硫分离工艺流程,闭路试验获得了铜品位23.61 %、铜回收率95.77 %,金品位185.00 g/t、金回收率85.86 %的铜精矿和铜品位0.03 %、铜回收率0.47 %,金品位3.30 g/t、金回收率5.97 %的硫精矿。
3)试验结果为该铜金矿处理工艺选择提供了依据,对其选矿生产具有指导意义。
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