李 超 凌石生

(1.礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京100160；2.北礦化學(xué)科技(滄州)有限公司，河北 滄州 061108)

銅礦傳統(tǒng)銅硫分離均采用抑制硫化鐵礦物浮選出銅的方案，通常加入大量石灰在高堿度條件下對(duì)硫鐵礦物進(jìn)行抑制。此類工藝流程，一般都存在石灰用量大、管道結(jié)鈣嚴(yán)重、需用硫酸活化被抑制的黃鐵礦[1]、廢水難處理等問題[2]。此外，高堿度的礦漿環(huán)境中，伴生的貴金屬金、銀等會(huì)損失在硫精礦中[3]，不利于貴金屬的綜合回收，并且也不利于銅礦物的浮選，銅精礦品位不易提高。研究[4]發(fā)現(xiàn)，使用高效選擇性銅捕收劑以及合適的抑制劑在低堿度條件下可實(shí)現(xiàn)銅硫分離，回收銅礦中的貴金屬金和銀。但黃銅礦和黃鐵礦在低堿度條件下可浮性接近，抑制劑與捕收劑的選擇極為重要[5]。一直以來，低堿度銅硫分離理論和工藝研究方面成果頗多，技術(shù)思路之一是在低堿度條件下使用選擇性好的高效捕收劑。如汪曉春等[6]在部分浮選工藝中使用新型捕收劑XW-B45-2，在礦漿pH值為7～9時(shí)浮選，浮選指標(biāo)明顯提升，不過仍然局限在局部工藝，精選作業(yè)仍需維持高堿條件浮選。周利華、曹焱鵬等[7，8]在pH值8.5的低堿條件下得到了較好的銅浮選指標(biāo)。劉萬峰等[9]使用選擇性捕收劑BK404替代原有捕收劑，大幅度降低了石灰用量，生產(chǎn)指標(biāo)保持穩(wěn)定，避免了后續(xù)浮選流程因高堿帶來的負(fù)面影響。李曉波等[10]使用BK301和LP-1作為組合捕收劑，在低堿度條件下，經(jīng)過優(yōu)先浮銅、原漿無活化選硫的銅硫分離工藝得到了理想的浮選指標(biāo)。另一種技術(shù)思路是通過使用有效的抑制劑實(shí)現(xiàn)低堿度條件下的銅硫分離，目前已報(bào)道的有效抑制劑有無機(jī)鹽抑制劑和有機(jī)抑制劑。無機(jī)鹽類抑制劑如次氯酸鈣、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉等，有機(jī)大分子抑制劑如腐殖酸類、淀粉、CMC等有機(jī)小分子抑制劑如 NTP、EDTP 等[11-15]。在低堿度條件下通過使用BGRIMM研發(fā)的高效銅捕收劑BK305以及高效硫鐵礦抑制劑BK506實(shí)現(xiàn)銅、硫礦物的高效分離，試驗(yàn)指標(biāo)良好。BK305是硫氨酯類復(fù)合高效捕收劑，主要可用作硫化銅礦的捕收劑，與Z200等傳統(tǒng)捕收劑相比，具有用量少、浮選速度快、捕收能力強(qiáng)、選擇性好等顯著優(yōu)點(diǎn)；BK506是包含硫酸銨、氯化鈣、氫氧化鈉等無機(jī)鹽類的抑制劑，可作為低堿度條件下生產(chǎn)高硫銅礦、鉛礦、鋅礦以及銅鋅礦、鉛鋅礦和銅鉛鋅礦的硫鐵礦抑制劑，對(duì)黃鐵礦、磁黃鐵礦等有較好的抑制作用，而對(duì)黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等的抑制作用微弱，可以忽略不計(jì)，對(duì)抑制硫鐵礦、提高精礦品位作用明顯，可以部分或全部替代石灰使用，且不會(huì)使礦漿pH值顯著增高。

內(nèi)蒙古某選礦廠銅浮選年處理量300萬t，浮選原則流程為原礦磨至細(xì)度-0.074 mm占比60%，添加石灰調(diào)節(jié)礦漿pH值在12以上，采用銅捕收劑TXCu-2、松醇油高堿選銅，銅粗精礦再磨至細(xì)度-0.045 mm 占比85%后經(jīng)精選產(chǎn)出銅精礦，銅尾礦添加硫酸活化降低pH值至9左右選硫，具體流程為銅一次粗選、兩次掃選、四次精選，硫一次粗選、兩次掃選、兩次精選流程。其中銅精礦中銅品位為20%～23%，銅回收率為65%左右；硫精礦中硫品位為37%～40%，硫回收率為72%左右，銅、硫回收率較低。因選礦廠工藝流程及設(shè)備均已穩(wěn)定應(yīng)用，因此尋求在不改變選礦工藝流程及設(shè)備的前提下通過開展藥劑制度試驗(yàn)提高生產(chǎn)指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

原礦銅品位0.34%、硫品位9.35%，硫銅比高達(dá)27.5，主要化學(xué)成分見表1。礦石主要含黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、褐鐵礦、銅藍(lán)等。原礦中銅化學(xué)物相分析結(jié)果見表2，銅主要以原生硫化銅為主，其次是次生硫化銅，氧化銅含量較低，屬于比較難處理的高硫型銅礦。

表1 礦石的主要化學(xué)成分

表2 銅的化學(xué)物相分析結(jié)果

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

采用礦冶科技集團(tuán)研發(fā)的高效銅捕收劑BK305以及高效硫鐵礦抑制劑BK506為組合藥劑的低堿選銅藥劑制度替代現(xiàn)場高堿條件藥劑制度，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。其中，BK305為酯類，BK506為無機(jī)硫酸鹽類。

2.1 石灰用量試驗(yàn)

為了確定合適的石灰用量，考察了不同石灰用量條件下的銅浮選情況，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖1 石灰用量試驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheet of lime dosage test

圖2 石灰用量對(duì)銅回收的影響Fig.2 Effects of lime dosage on copper recovery

從圖2可以看出，開始時(shí)，隨著石灰用量的增加，銅品位逐步升高，當(dāng)石灰用量達(dá)到1 000 g/t左右時(shí)達(dá)到最高，之后隨著石灰用量進(jìn)一步增加而逐步降低；銅回收率隨石灰用量增大逐步升高，在石灰添加量達(dá)到1 000 g/t后上升幅度顯著降低。因此，石灰添加量為1 000 g/t時(shí)，能夠兼顧銅品位和回收率，為最佳用量。

2.2 BK506用量試驗(yàn)

為了考察BK506用量對(duì)銅浮選的影響，開展了抑制劑BK506用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1。其中，石灰用量為1 000 g/t，BK506用量改變，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著BK506用量的增加，銅品位先升高后降低，BK506用量在100 g/t時(shí)所得銅精礦銅品位達(dá)到峰值附近；銅回收率隨BK506用量增大逐步升高，在BK506用量達(dá)到100 g/t后上升幅度顯著降低。因此，BK506用量為100 g/t時(shí)，既能夠保證藥劑的抑制效果，同時(shí)也能兼顧銅回收率，為最佳藥劑添加量。

2.3 銅捕收劑種類試驗(yàn)

為了考察捕收劑對(duì)銅浮選的影響，進(jìn)行了現(xiàn)場選銅捕收劑TXCu-2、Z-200、酯-105和高效銅捕收劑BK305四種選銅捕收劑對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1。其中石灰用量為1 000 g/t，改變捕收劑種類，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 銅捕收劑種類對(duì)銅回收的影響Fig.4 Effects of copper collector on copper recovery

從圖4可以看出，現(xiàn)場銅捕收劑TXCu-2和Z-200的指標(biāo)相當(dāng)，酯-105作捕收劑時(shí)銅品位和回收率都偏低，與上述三種捕收劑相比，BK305的銅粗精礦品位和回收率最高，可以證明BK305更為高效，更適合作為該礦石的捕收劑。

2.4 BK305用量試驗(yàn)

為了考察BK506用量對(duì)銅浮選的影響，開展了抑制劑BK506用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1。其中石灰用量為1 000 g/t，改變BK506用量，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 BK305用量對(duì)銅回收的影響Fig.5 Effects of BK305 dosage on copper recovery

從圖5可以看出，隨著BK305用量的增大，銅品位先升高后降低，BK305用量在40 g/t時(shí)所得銅精礦銅品位達(dá)到峰值；銅回收率隨著BK305用量增加逐步升高，但用量超過40 g/t后升高幅度顯著降低，再增大BK305用量經(jīng)濟(jì)性不高。因此，BK305用量為40 g/t時(shí)既能獲得較高的銅品位，也能兼顧銅回收率，為最佳的藥劑添加量。

2.5 硫捕收劑對(duì)比試驗(yàn)

針對(duì)選銅尾礦，進(jìn)行了現(xiàn)場選硫捕收劑TXS-2、丁基黃藥、ZM-604、A8和W8五種硫捕收劑對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖6 硫捕收劑對(duì)比試驗(yàn)流程Fig.6 Flowsheet of comparison test of sulfur collectors

圖7 硫捕收劑種類對(duì)硫回收的影響Fig.7 Effects of sulfur collector on sulfur recovery

從圖7可以看出，使用A8、W8作硫捕收劑時(shí)，硫品位和硫回收率指標(biāo)均偏低，捕收劑TXS-2的選擇性最好，而丁基黃藥可兼顧硫精礦品位和回收率，硫精礦回收率較現(xiàn)場硫捕收劑高6個(gè)百分點(diǎn)左右。因此，丁基黃藥更加適合作為該浮選流程的硫捕收劑使用。

2.6 閉路試驗(yàn)

根據(jù)上述試驗(yàn)確定的最佳參數(shù)條件，進(jìn)行了低堿工藝流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖8。同時(shí)，也采用現(xiàn)場高堿工藝的藥劑制度進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖9，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖8 低堿工藝閉路試驗(yàn)流程Fig.8 Flowsheet of locked-circuit test of low-alkali process

圖9 現(xiàn)場高堿工藝閉路試驗(yàn)流程Fig.9 Flowsheet of locked-circuit test of high-alkali process

表3 閉路試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，低堿工藝指標(biāo)優(yōu)于高堿工藝指標(biāo)，銅精礦回收率提高0.91個(gè)百分點(diǎn)，硫精礦回收率提高2.96個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)可降低石灰用量，取消硫浮選前的加硫酸活化作業(yè)。

3 結(jié)論

內(nèi)蒙古某銅礦屬于難處理銅硫礦，浮選時(shí)采用低堿工藝所得技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于高堿工藝，銅精礦回收率提高0.91個(gè)百分點(diǎn)，硫精礦回收率提高2.96個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)可降低石灰用量，取消硫浮選前的加硫酸活化作業(yè)。低堿工藝可以進(jìn)一步在該礦開展工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)，有較好的應(yīng)用前景。低堿工藝閉路試驗(yàn)指標(biāo)為：銅精礦品位22.59%、回收率84.17%，硫精礦品位41.03%、回收率80.78%；高堿工藝閉路試驗(yàn)指標(biāo)為：銅精礦品位22.26%、回收率83.26%，硫精礦品位40.71%、回收率77.82%。