張 豪 葉國(guó)華, 陳子楊 謝 禹 左 琪，

(1.昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，昆明 650093；2.省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650093)

稀貴金屬普遍存在于有色金屬硫化礦中[1-2]，針對(duì)稀貴金屬含量高和硫含量較高的金屬礦，在處理時(shí)需考慮在有價(jià)金屬充分回收的前提下保證黃鐵礦等硫化礦副產(chǎn)品的充分回收。浮選是銅硫分離及伴生金銀綜合回收的常用方法，混合浮選工藝作為重要的浮選方法之一能夠最大限度地回收高金屬含量硫化礦中的有價(jià)金屬，但是在混合浮選過(guò)程中又要保證銅硫的有效分離，因此在混合浮選的前提下引入粗精礦再磨工藝[3-5]。在藥劑制度方面，通過(guò)無(wú)機(jī)抑制劑與有機(jī)抑制劑組合的方式不僅能使銅硫有效分離，而且還有利于金、銀等伴生有價(jià)組分的綜合回收[6-8]。針對(duì)國(guó)外某銅金銀多金屬硫化銅礦金銀和硫含量高的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)礦石中銅及伴生金銀的高效回收，提出采用混合浮選、粗精礦再磨工藝和添加新型復(fù)合抑制劑STY(由磺化腐植酸接枝改性共聚物鈉鹽、活性炭粉、2-氯-6-巰基苯甲酸鈉等原料經(jīng)特殊工藝加工而成，下同)、活性炭與硫化鈉組合脫藥等方式對(duì)該礦進(jìn)行加工，研究了選礦工藝和藥劑制度對(duì)銅硫分離和有價(jià)金屬回收的影響。研究結(jié)果可為這一類型礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)提供參考。

1 礦石性質(zhì)

礦樣由委托方采自礦山現(xiàn)場(chǎng)，化學(xué)成分見(jiàn)表1。礦物的物相組成和銅的化學(xué)物相分析結(jié)果分別見(jiàn)表2和表3。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

表2 原礦樣品礦物組成

表3 原礦銅的化學(xué)物相

由表1可知，原礦主要金屬Cu品位為2.52%，具有較高的工業(yè)價(jià)值；S含量高，達(dá)到27.59%；伴生Au、Ag含量高，分別達(dá)7.8 g/t、585.8 g/t，應(yīng)充分回收；脈石組分以SiO2、Al2O3為主，基本不含易泥化的堿性脈石組分CaO和MgO，這對(duì)浮選較為有利。從表2可知，原礦含銅礦物為砷黝銅礦，含硫礦物主要為黃鐵礦。由表3可知，Cu主要以硫化銅形式存在，氧化率不足1%，次生硫化銅含量為0.17%，分布率為6.72%。

2 試驗(yàn)

銅硫分離試驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1 銅硫分離試驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheet of the copper-sulpate separation

3 結(jié)果與討論

3.1 再磨磨礦細(xì)度對(duì)銅精礦回收的影響

再磨對(duì)銅硫分離效果會(huì)產(chǎn)生極其重要的影響，對(duì)浮選粗精礦進(jìn)行再磨處理，可以很大程度上提高分選指標(biāo)[9]。由于原礦硫化礦含量超過(guò)60%，銅硫結(jié)合強(qiáng)度甚至強(qiáng)于脈石礦物與有用礦物的結(jié)合強(qiáng)度，探索試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)若對(duì)該礦不進(jìn)行再磨，回收率只有25.50%左右。雖然長(zhǎng)時(shí)間粗磨也能達(dá)到銅硫礦物解離的效果，但是再磨可以很大程度上降低總的磨礦功耗，因此再磨細(xì)度也是試驗(yàn)研究的重要影響因素之一。

在活性炭1 500 g/t、硫化鈉200 g/t，銅硫分選粗選、精選Ⅰ、精選Ⅱ石灰用量分別為2 000、1 300、1 200 g/t，STY用量分別為500、400、300 g/t，Z-200用量分別為30、15、5 g/t的條件下，再磨磨礦細(xì)度對(duì)銅精礦回收的影響如圖2所示。

圖2 再磨磨礦細(xì)度對(duì)銅精礦回收的影響Fig.2 Effects of regrinding fineness on recovery of the copper concentrate

從圖2可以看出，在磨礦細(xì)度-45 μm含量為 70%～89%時(shí)，隨著再磨細(xì)度的增加，銅精礦的回收率均可超過(guò)85%，但當(dāng)再磨磨礦細(xì)度提高至95%時(shí)，銅精礦回收率大幅度降低至83%，說(shuō)明細(xì)度過(guò)細(xì)不利于銅精礦的回收。但當(dāng)再磨磨礦細(xì)度少于89%時(shí)，銅精礦品位無(wú)法達(dá)到要求，綜合考慮，再磨磨礦細(xì)度選擇為-45 μm含量占比為89%。

3.2 抑制劑對(duì)銅精礦回收的影響

石灰、次氯酸鈣、腐殖酸鈉等常作為黃鐵礦的抑制劑[10]，但這些抑制劑對(duì)本文試驗(yàn)所用銅硫礦中黃鐵礦的浮選抑制效果均不理想。與傳統(tǒng)抑制劑相比，新型抑制劑STY與CaO組合使用的效果較好。但STY如果用量過(guò)大，會(huì)抑制有用礦物，用量不足，則會(huì)影響對(duì)硫的抑制。為此，研究石灰和STY總用量對(duì)銅精礦回收的影響，添加方式為粗選、精選Ⅰ、精選Ⅱ均量添加，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 石灰與STY用量對(duì)銅精礦回收的影響Fig.3 Effects of the STY and lime dosages on recovery of the copper concentrate

從圖3可以看出，銅精礦回收率隨STY用量的增加先升高后降低，在STY用量為1 000 g/t時(shí)達(dá)到最大值，銅精礦的品位先降低后升高，銅精礦的回收率和品位均在石灰用量達(dá)到4 500 g/t時(shí)達(dá)到最大值。綜合考慮，銅硫分選STY總用量選擇1 200 g/t、石灰總用量選擇為4 500 g/t為宜。

3.3 脫藥劑用量對(duì)銅精礦回收的影響

由于次生硫化銅易氧化分解，磨礦時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量Cu2+，如果不進(jìn)行處理，Cu2+會(huì)對(duì)黃鐵礦起到活化作用，增強(qiáng)黃鐵礦的可浮性，從而加大銅硫分離的難度，不利于浮選。要防止次生硫化銅的危害，必須在藥劑添加方面除去Cu2+。葉國(guó)華等[11]采用“Na2S屏蔽和消除次生Cu2+”的創(chuàng)新方案成功地從硫氧混合型銅礦中回收銅及伴生金銀。除了活性炭作為主要脫藥劑外，硫化鈉還會(huì)起到一定的輔助脫藥以及對(duì)黃鐵礦的抑制作用，因此硫化鈉的添加同樣重要。但硫化鈉用量過(guò)多會(huì)對(duì)有用礦物也產(chǎn)生抑制。以活性炭輔以少量Na2S作脫藥劑，并將二者添加于再磨時(shí)的磨機(jī)，進(jìn)行脫藥劑用量試驗(yàn)，其他條件不變，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 脫藥劑用量對(duì)銅精礦回收的影響Fig.4 Effects of the decolorizer dosages on recovery of the copper concentrate

從圖4可以看出，脫藥劑(活性炭+Na2S)用量為(1 500+100)g/t時(shí)，銅精礦回收指標(biāo)較佳。因此脫藥劑(活性炭+Na2S)用量選擇為(1 500+100)g/t。

3.4 閉路試驗(yàn)

選擇脫藥劑(活性炭+Na2S)用量為(1 500+100)g/t添加于磨機(jī)，銅硫分選粗選調(diào)整劑生石灰總用量為4 500 g/t、抑制劑STY總用量為1 200 g/t，采用圖5工藝流程進(jìn)行浮選閉路試驗(yàn)。結(jié)果表明，尾礦含銅始終在0.04%以下，說(shuō)明對(duì)礦物中有價(jià)金屬回收較為充分。其他浮選主要技術(shù)指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表4，所得銅精礦質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表5。

圖5 閉路試驗(yàn)流程及條件Fig.5 Process and conditions of the closed circuit test

表4 綜合回收工藝流程指標(biāo)

表5 小型浮選閉路試驗(yàn)銅精礦質(zhì)量指標(biāo)

由表4～5可知，銅精礦產(chǎn)品Cu品位已達(dá)到國(guó)家三級(jí)銅精礦要求，且有價(jià)元素Au、Ag、S含量高，回收價(jià)值大，其它雜質(zhì)含量均未超標(biāo)。

4 結(jié)論

1)某含金、銀、銅、硫礦的銅品位2.52%、S含量27.59%，伴生Au、Ag含量高，分別達(dá)7.8 g/t、585.8 g/t，脈石組分以SiO2、Al2O3為主，銅硫分離難度大，回收價(jià)值高。此外，原礦中的銅主要以硫化銅形式存在，次生硫化銅占6.72%。

2)以石灰與新型藥劑STY(由磺化腐植酸接枝改性共聚物鈉鹽、活性炭粉、2-氯-6-巰基苯甲酸鈉等原料經(jīng)特殊工藝加工而成)為抑制劑，以活性炭并輔以少量Na2S作脫藥劑，采用原礦粗磨、銅硫混合浮選、混合浮選粗精礦再磨與脫藥-銅硫分選的流程處理銅金銀多金屬銅硫礦效果好，不僅能使銅硫有效分離，而且還有利于金、銀等伴生有價(jià)組分的綜合回收。

3)在脫藥劑(活性炭+Na2S)用量(1 500+100)g/t、銅硫分選粗選調(diào)整劑生石灰總用量4 500 g/t、抑制劑STY總用量1 200 g/t時(shí)可得到浮選尾礦含銅始終在0.04%以下，銅精礦銅品位21.27%、回收率高達(dá)92.43%，含銀高達(dá)4 115.8 g/t、含金達(dá)34.9 g/t的銅精礦和S品位45%、含金7.5 g/t、含銀153.2 g/t的硫精礦，銅硫分離效果很好，有價(jià)元素銅、硫、金、銀均得到了高效回收。