王誠華

（江西銅業(yè)集團有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，銅資源的消耗量不斷增長，而隨著我國銅礦資源儲量逐步減少，礦石品位越來越低，我國已發(fā)現(xiàn)可利用的銅礦資源已無法滿足經(jīng)濟高速發(fā)展的需求，每年需進口大量銅精礦等原料。據(jù)報導，2018年前5個月，中國銅精礦進口量共計達到780萬t，創(chuàng)同期2000年以來最高紀錄［1］。在當前形勢下，銅尾礦成了銅的一重要潛在來源，根據(jù)我國國土資源經(jīng)濟研究院對我國銅尾礦資源的詳盡統(tǒng)計分析，僅僅在1949—2007年，我國銅尾礦的排放總量達到24億t，且呈逐年增加態(tài)勢。尤其是最近幾年，銅尾礦的排放增長量更加迅速，僅江西某地每年就新增1500余萬t，2012年銅尾礦排放量已高達5.9億t［2-3］。但我國銅尾礦二次利用技術(shù)滯后，造成了資源浪費，并隨著銅尾礦的不斷增多，加大了庫容壓力，同時還存在環(huán)境及安全隱患［4］。因此，尾礦作為二次資源進行開發(fā)和利用是當前我國礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的重要任務(wù)［5］。為了最大限度的合理利用現(xiàn)有銅礦資源，實現(xiàn)尾礦的減量排放，減輕環(huán)境保護壓力和尾礦庫庫容壓力，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，可考慮從兩方面入手，一是對尾礦庫現(xiàn)存銅尾礦進行再回收；二是對當前生產(chǎn)流程進行技術(shù)改造實現(xiàn)銅礦資源的最大回收，降低排尾銅品位，最終實現(xiàn)銅尾礦的減量排放。由于堆存尾礦庫中銅礦物表面的氧化和礦物化學性質(zhì)的復雜性與多樣性，加之回收需另單獨建回收系統(tǒng)，因此目前銅尾礦庫的資源化再回收利用并不理想，利用率很低。由此通過流程改造來提高銅資源的回收意義更加重大。

某銅選廠當前日處理能力約18000t，隨著處理能力的不斷增加和開采礦石性質(zhì)的變化，銅回收率開始降低，尾礦品位開始升高，當前尾礦的銅品位通常在0.050%至0.070%之間，尾礦中損失的銅未進行再回收。為了進一步提高選廠的經(jīng)濟效益，擬通過流程改造來回收現(xiàn)生產(chǎn)尾礦中損失的銅礦物資源。為了降低技術(shù)改造風險，特進行了現(xiàn)生產(chǎn)流程尾礦再選提升銅回收率的可行性研究。

2 試驗礦樣

2.1 試樣的采取

試樣為現(xiàn)場浮選尾礦，為了確保所取尾礦樣的代表性，取樣位置確定為現(xiàn)場浮選尾礦管末端的取樣器截樣管處。每次試驗所取礦樣的銅品位較穩(wěn)定，均在0.070%左右。

2.2 礦樣性質(zhì)

試樣中銅礦物主要是黃銅礦，另有微量黝銅礦、斑銅礦和輝銅礦；硫化物主要是黃鐵礦，其他金屬礦物有少量磁鐵礦、輝鉬礦、赤鐵礦、金紅石等；脈石礦物主要有石英、長石、云母等。黃銅礦主要以與脈石礦物貧連生的形式產(chǎn)出，微量與黃鐵礦連生，黃銅礦與脈石的嵌布特征見圖1。表1試樣篩析結(jié)果表明+0.125mm粒級銅金屬分布率占55.66%，+0.074mm粒級銅金屬分布率占72.83%。

圖1 黃銅礦與脈石礦物嵌布特征

表1 試樣篩析結(jié)果

3 選礦試驗結(jié)果與分析

現(xiàn)場尾礦中損失的黃銅礦主要以與脈石礦物貧連生的形式產(chǎn)出，因此研究采用了尾礦再選精礦再磨后返回的試驗流程，通過研究確定此方案提高銅回收率的可行性，為下步流程改造提供技術(shù)依據(jù)。

3.1 捕收劑種類試驗

捕收劑的作用是改變礦物表面的疏水性，使欲浮游的礦物粘附在氣泡表面上浮起，以達到礦物分選的目的。不同類型捕收劑改變礦物表面的疏水能力不同，因此進行了捕收劑種類試驗。尾礦再選捕收劑種類試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見圖3。捕收劑種類試驗結(jié)果表明，采用丁基黃藥、A4及丁基黃藥+A4時掃選精礦銅品位和銅回收率均較高，富集比均在10以上。雖采用丁基黃藥+A4作捕收劑時富集比較高，但鑒于丁基黃藥+ A4作捕收劑時藥劑制度復雜，因此暫選定分別單獨采用丁基黃藥和A4作捕收劑進行進一步的條件試驗。

圖2 捕收劑種類試驗流程

圖3 捕收劑種類試驗結(jié)果

3.2 捕收劑用量試驗

捕收劑的用量與礦物浮選行為有密切關(guān)系。在一定的捕收劑用量范圍內(nèi)，浮選回收率顯著上升；而用量達到一定值后，浮選回收率不再升高，甚至由于藥劑用量過大選擇性下降回收率反而下降。丁基黃藥和A4用量試驗結(jié)果見圖4。捕收劑用量表明：在捕收劑相同用量條件下，采用A4時均較采用丁基黃藥時銅作業(yè)回收率高；A4在用量為10g/t條件下，銅品位與銅作業(yè)回收率均較高。

圖4 捕收劑用量試驗結(jié)果

3.3 起泡劑用量試驗

起泡劑用量的多少直接關(guān)系到浮選泡沫的狀態(tài)以及浮選的選擇性。起泡劑試驗同時考查了分別采用丁基黃藥和A4作捕收劑時的銅回收效果，試驗結(jié)果見圖5所示。起泡劑用量試驗結(jié)果表明：在起泡劑相同用量條件下，采用A4時均較采用丁基黃藥時銅作業(yè)回收率高；采用A4作捕收劑時，BK204在用量為5g/t條件下，銅品位與銅作業(yè)回收率均較高。

圖5 起泡劑用量試驗結(jié)果

3.4 浮選時間試驗

篩析結(jié)果表明，尾礦中損失的銅礦物主要以粗粒級為主，粗粒級銅礦物可浮速度慢、難于回收，浮選時間對銅回收率影響較大。為了進一步確認丁基黃藥與A4在延長浮選時間后的捕收效果，特對兩種捕收劑進行了浮選時間試驗。圖6試驗結(jié)果表明：延長浮選時間，有利于銅的回收，隨著時間的延長，銅品位下降；經(jīng)綜合比較選用6min時間比較適宜。在相同的浮選時間條件下，采用A4作捕收劑時均較采用丁基黃藥作捕收劑時銅的作業(yè)回收率高，因此經(jīng)過多條件試驗后，后續(xù)試驗確定采用A4作捕收劑。

圖6 浮選時間試驗結(jié)果

3.5 石灰用量試驗

石灰在浮選過程中主要作用是用來調(diào)節(jié)pH和抑制黃鐵礦，同時對起泡劑的起泡能力、泡沫黏度和強度以及捕收劑的捕收能力均存在較大的影響［6］。為了考查石灰對銅礦物回收的影響，同時為了考察在添加石灰條件下，掃選時間對銅回收的影響，特在掃選時間分別為6min和9min條件下進行了石灰用量條件試驗。圖7試驗結(jié)果表明適量添加石灰有利于提高銅的作業(yè)回收率，石灰添加200g/t至300g/t即可，pH為9.6～10；延長浮選時間有利于銅礦物的回收。

圖7 石灰用量試驗結(jié)果

3.6 再選精礦再磨細度試驗

鏡下鑒定表明，再選精礦中銅礦物以粗粒貧連生體為主，黃銅礦與脈石集合體集中分布在0.147～0.295mm，再選精礦需要再磨后才能返回回收。為了便于確定掃選精礦返回時的磨礦細度，采用再選精礦再磨后考察精選效果好壞的辦法來確定再磨細度，以確定在精選效果較好時的細度為掃選精礦再磨細度。再磨后浮選5min的試驗結(jié)果見圖8。再磨細度試驗結(jié)果表明，精礦再磨細度-74μm占85.56%時，精選時銅作業(yè)回收率最高，因此確定掃選精礦返回粗選時的再磨細度-74μm占85.56%。

圖8 再選精礦再磨細度試驗結(jié)果

3.7 再選精礦返回位置的確定

尾礦再選試驗結(jié)果表明掃選精礦銅品位較高，可達0.5%以上，較選廠原礦品位高0.1個百分點以上，同時考慮到浮選時間對銅礦物回收的影響，確定再選精礦再磨后返回至粗選作業(yè)。

3.8 閉路試驗

為了便于與現(xiàn)場工藝流程指標比較，特對現(xiàn)場皮帶樣分別采用現(xiàn)場流程和現(xiàn)場尾礦再選精礦再磨返回粗選流程進行了模擬閉路試驗，以便確定尾礦再選的回收效果。模擬閉路試驗的磨礦細度與現(xiàn)場工業(yè)生產(chǎn)保持一致。

現(xiàn)場流程模擬閉路試驗流程見圖9；試驗結(jié)果見表2；現(xiàn)場尾礦再選精礦再磨返回粗選模擬閉路試驗流程見圖10；試驗結(jié)果見表3。

圖9 現(xiàn)場流程模擬閉路試驗流程

圖10 再選精礦返回粗選模擬閉路試驗流程

表2 現(xiàn)場流程模擬閉路試驗結(jié)果

表3 再選精礦返回粗選模擬閉路試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明：

（1）現(xiàn)場生產(chǎn)流程模擬閉路試驗可獲得銅品位6.660%、銅回收率84.51%的銅精礦，模擬試驗結(jié)果與現(xiàn)場工業(yè)生產(chǎn)指標基本一致；

（2）尾礦再選精礦再磨返回粗選模擬閉路試驗可獲得銅品位6.720%、銅回收率87.13%的銅精礦；

（3）兩閉路獲得的銅精礦銅品位相當，尾礦再選精礦再磨返回可提高銅回收率2.62個百分點，指標提升明顯。

4 結(jié)論

（1）現(xiàn)場生產(chǎn)尾礦中銅礦物主要是黃銅礦，另有微量黝銅礦、斑銅礦和輝銅礦。黃銅礦主要以與脈石礦物貧連生的形式產(chǎn)出，微量與黃鐵礦連生。尾礦中+0.125mm粒級銅金屬分布率占55.66%，+0.074mm粒級銅金屬分布率占72.83%。

（2）尾礦再掃后銅礦物回收效果理想，精礦銅品位可達0.560%以上，作業(yè)回收率在23%以上，富集比可達8以上。精礦中銅礦物以粗粒貧連生體為主，黃銅礦與脈石集合體集中分布在0.147-0.295mm。

（3）現(xiàn)場尾礦再選精礦再磨返回粗選作業(yè)后銅回收率可提高2.62個百分點，指標提升明顯。

（4）尾礦再選精礦再磨返回粗選作業(yè)提升浮選指標的技術(shù)方案合理可行，為下步流程技術(shù)改造提供了技術(shù)依據(jù)。