超導(dǎo)磁選銅鉬分離試驗研究

王群迎，劉觀發(fā)，黃萬撫，夏 青，王澤凱

(1.煙臺黃金職業(yè)學(xué)院，山東 煙臺 265401) (2.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000)

0 引 言

黃銅礦是最常見的銅礦物，是煉銅的主要原料。輝鉬礦為分布最廣的鉬礦物，是提煉鉬的最主要礦物[1-4]。銅鉬多為伴生礦，尤其是輝鉬礦常伴生于黃銅礦，各礦山選廠在浮選回收銅過程中，常把輝鉬礦一并富集在銅精礦中，有些礦山就以銅精礦銷售，而一些大型礦山則進行了銅精礦中浮選鉬，最終產(chǎn)出銅精礦和鉬精礦，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益提升。但這種銅鉬分離方式一直存在問題，黃銅礦和輝鉬礦可浮性接近，而且伴生緊密，要求磨礦細度高，導(dǎo)致浮選分離效果差[5-6]，一般在浮選前采用旋流器脫除細粒級，由于輝鉬礦呈片狀，在這一過程中造成輝鉬礦損失，此外，采用大量的浮選藥劑導(dǎo)致了水污染[7-8]，需嚴格進行處理，增加了生產(chǎn)成本[9-11]。如某銅礦采用抑銅浮鉬，僅硫化鈉用量就超過30 kg/t，旋流器脫藥導(dǎo)致細粒鉬礦物損失，最終鉬回收率不到50%，排水COD含量近2 000。因此，開發(fā)銅鉬分離的新工藝，特別是無污染，低成本的高效分離工藝迫在眉睫。本文采用超導(dǎo)磁選技術(shù)對某銅礦生產(chǎn)的銅精礦進行了銅鉬分離試驗研究，試驗表明，超導(dǎo)磁選可有效進行黃銅礦與輝鉬礦的分離，顯著提高鉬回收率。

1 試樣和分選設(shè)備

試驗用樣分別取自德興銅礦的兩個生產(chǎn)選礦廠的銅精礦礦漿(原礦)，經(jīng)縮分制樣后備用。大山選廠原礦含銅28.09%、鉬0.63%；泗州選廠原礦含銅18.60%、鉬0.40%。雖然，兩個試樣的銅和鉬品位有差異，但主要性質(zhì)相同，試樣粒度全部為-0.075 mm。

礦物組成分析表明試樣中主要為銅礦物，且均為黃銅礦；鉬礦物為輝鉬礦，還有少量黃鐵礦。這3種礦物的比磁化系數(shù)為黃銅礦比磁化系數(shù)136×10-9～900×10-9m3/kg，平均67×10-9m3/kg；輝鉬礦比磁化系數(shù)0.00～-0.28×10-9m3/kg，平均-0.098×10-9m3/kg；黃鐵礦比磁化系數(shù)70.36×10-9～11.30×10-9m3/kg，平均26.98×10-9m3/kg。可見，黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦間完全可能采用強磁場磁選進行分離。

試驗分選設(shè)備為山東華特股份有限公司生產(chǎn)的7.0T/100CGC低溫超導(dǎo)磁選機。采用菱形鋼棒介質(zhì)網(wǎng)作為分選介質(zhì)[12]。

2 超導(dǎo)磁選分離銅鉬精礦試驗

根據(jù)黃銅礦具弱磁性，輝鉬礦為非磁性的性質(zhì)差異，人們早在高梯度強磁選機應(yīng)用后，就考慮將強磁選應(yīng)用于銅鉬分離，但因高梯度強磁選機磁場強度還是太低，一直沒有達到較好分離效果。本文基于超導(dǎo)磁選的強磁場特性，創(chuàng)新采用超導(dǎo)磁選進行黃銅礦、黃鐵礦與輝鉬礦分離試驗研究。

2.1 探索性試驗

對大山選廠原礦進行超導(dǎo)磁選探索性試驗研究，試驗設(shè)備采用7.0T/100CGC低溫超導(dǎo)磁選機，試驗工藝流程見圖1。原礦先經(jīng)0.8 T中磁場進行除鐵質(zhì)，磁場強度設(shè)為5.5 T，礦漿濃度20%，流速16 cm/s，進行兩次超導(dǎo)磁選分離試驗，試驗結(jié)果見表1。

圖1 試驗工藝流程圖

由表1可見，獲得銅精礦銅品位達30.45%，銅回收率大于81.33%，含Mo率由0.57%降至0.15%以下，表明超導(dǎo)磁選可以實現(xiàn)黃銅礦與輝鉬礦分離。

表1 試驗結(jié)果 %

表2 掃碼試驗結(jié)果 %

2.2 粗掃選流程試驗

為進一步提高銅鉬分離效率，對大山選廠的銅精礦(原礦)又在粗選基礎(chǔ)上增加了掃選試驗，同時磁場強度提高至7.0 T，工藝流程見圖2，試驗結(jié)果見表2。

圖2 掃選試驗工藝流程圖

由表2可見，試驗獲得銅精礦(銅精礦Ⅰ+銅精礦Ⅱ)銅回收率為91.63%，鉬精礦鉬回收率為84.20%。增加掃選有利于進行銅鉬分離,但銅精礦中含鉬仍偏高，大于0.1%。

3 磁場強度對超導(dǎo)磁選銅鉬分離的影響

在探索試驗研究基礎(chǔ)上，為了進一步降低銅精礦中鉬，提高鉬回收率，又開展了優(yōu)化試驗。

3.1 磁場強度試驗

改變超導(dǎo)磁選的磁場強度，進行銅鉬分離試驗，對兩個選廠的銅精礦都進行了銅鉬分離，試驗工藝流程見圖1，試驗結(jié)果分別見表3和表4。

表3 磁場強度對大山選廠銅精礦銅鉬分離的影響

表4 磁場強度對泗州選廠銅精礦銅鉬分離的影響

由表3可見，就大山選廠的銅精礦而言，隨磁場強度提高銅精礦中銅回收率提高，由46.83%提高至80.90%，銅品位基本不變，而含鉬顯著降低，由0.48%降至0.085%；鉬精礦回收率明顯提高，由72.30%提高至89.96%。即提高磁場強度有利于銅鉬分離。

由表4可見，就泗州選廠的銅精礦而言，隨磁場強度提高銅精礦中銅回收率提高，由71.66%提高至82.96%，銅品位基本不變，鉬品位在0.04%～0.05%，也基本不變，其原因可能是該礦樣中銅鉬礦物解離充分，所以，達到了較理想的銅鉬分離效果，鉬精礦回收率均在90.31%以上。表明高磁場強度有利于銅鉬分離。

3.2 驗證試驗

選擇最佳試驗條件，即磁場強度7.0 T分別對上述兩個銅精礦進行銅鉬分離驗證試驗，試驗結(jié)果見表5。

由表5可見，大山選廠的銅精礦經(jīng)銅鉬分離后獲得銅精礦產(chǎn)率為77.82%、銅品位29.60%、鉬品位0.09%、銅回收率81.99%、鉬損失率11.70%。鉬精礦產(chǎn)率22.18%、鉬品位2.48%、銅品位22.18%、回收率88.30%、銅損失率18.01%。泗州選廠銅精礦進行銅鉬分離后獲得銅精礦的產(chǎn)率為63.40%、銅品位24.51%、鉬品位0.05%、銅回收率83.53%、鉬損失率8.14%。鉬精礦產(chǎn)率36.60%、鉬品位1.00%、銅品位8.37%、回收率91.86%、銅損失率16.47%。銅鉬分離效果良好。

表5 驗證試驗結(jié)果 %

4 結(jié)論與展望

超導(dǎo)磁選完全可以實現(xiàn)黃銅礦與輝鉬礦分離。而且具有工藝簡單，流程短，特別是銅精礦無需脫泥，無論粗細粒級，全部的銅和鉬都進入超導(dǎo)磁選分離，有利于降低銅精礦含鉬量，及提高鉬精礦回收率。

由于超導(dǎo)磁選無污染，并具有運行成本低等優(yōu)點，采用超導(dǎo)磁選分離銅鉬將可獲得較好技術(shù)經(jīng)濟和環(huán)境效益。

即使后續(xù)對超導(dǎo)磁選獲得的鉬精礦再采用浮選進一步分離，其進入浮選作業(yè)的礦量也僅為原礦量的1/3左右，因此，直觀估計可減少達2/3的浮選設(shè)備和藥劑用量，將顯著降低浮選藥劑對環(huán)境的影響。