韋性平,王昌龍,衛(wèi)亞儒,熊岐?jiǎng)?,趙少華,端木慧,吳前瑞
(1.略陽(yáng)大地礦業(yè)有限責(zé)任公司,陜西 略陽(yáng) 723000)(2.西北有色地質(zhì)礦業(yè)集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710054)
我國(guó)尾礦堆存量超過(guò)146億t[1]。其中,銅礦開(kāi)采形成的尾礦占比達(dá)到20%以上,資源綜合利用率僅為52%,與國(guó)際先進(jìn)水平80%以上的差距明顯[2],利用科技對(duì)尾礦“吃干榨盡”是實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的重要方向[3]。試驗(yàn)針對(duì)某銅尾礦進(jìn)行礦石性質(zhì)分析、探索試驗(yàn)研究,提出了綜合回收S、Pb、Zn的浮選工藝,尾礦綜合利用率達(dá)到57.40%,有效降低了尾礦堆存,實(shí)現(xiàn)了資源增值。
該浮選銅尾礦主要金屬礦物之間嵌布致密,硫、鉛、鋅等金屬礦物結(jié)晶粒度細(xì)小、接觸界線復(fù)雜、分選難度大。因此,工藝礦物學(xué)開(kāi)展了多元素、物相及粒度分析。
給料多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 給料多元素分析結(jié)果
由表1可見(jiàn):尾渣中鉛品位1.04%、Zn品位0.55%、S品位20.88%、Fe品位31.6%,S是綜合利用重點(diǎn),Pb、Zn是硫精礦主要有害元素。
為綜合回收S并降低精礦中Pb、Zn含量,進(jìn)行了S、Pb、Zn物相分析,結(jié)果見(jiàn)表2、表3、表4。
表2 硫物相分析結(jié)果 %
表3 鉛物相分析結(jié)果 %
由表2、表3、表4可見(jiàn):該礦中硫礦物以黃鐵礦和磁黃鐵礦為主,還含有少量的自然硫和硫酸鹽,黃鐵礦和磁黃鐵礦為主要回收對(duì)象。自然硫可浮性較好,硫酸鹽可浮性極差[4]、磁黃鐵礦可浮性略差[5]是影響硫回收率的重要因素;鉛礦物氧化率高達(dá)48.08%,鏡下鑒定其主要為白鉛礦,可浮性差;鋅礦物以硫化鋅為主,容易浮選。
表4 鋅物相分析結(jié)果 %
為分析S、Pb、Zn不同粒度組成分析,對(duì)尾渣進(jìn)行磨礦和篩析,結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 粒度組成分析結(jié)果
由表5可見(jiàn):S、Pb、Zn在各粒級(jí)段分布差異不大,在+0.074 mm粒級(jí)中,硫、鉛、鋅累計(jì)金屬率分別為56.58%、68.81%、78.49%。進(jìn)一步提高磨礦細(xì)度能有效增加硫、鉛、鋅單體解離,但磨礦成本將顯著增加。
2.1.1 抑鉛鋅浮硫工藝
固定條件:磨礦細(xì)度-0.074 mm 占75.6%,丁基黃藥350 g/t,2#油80 g/t,進(jìn)行了不同抑制劑及調(diào)整劑條件試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖1,結(jié)果見(jiàn)表6。
圖1 探索工藝流程
從表6可見(jiàn):不同抑制劑與自然pH直接選硫相比均有一定效果,但硫品位提高不大,故抑鉛鋅浮硫工藝對(duì)該礦物回收硫不適宜。
表6 抑制劑試驗(yàn)結(jié)果
2.1.2 鉛鋅部分混合浮選工藝
抑制黃鐵礦及磁黃鐵礦,鉛鋅部分混合優(yōu)先浮選。固定條件:鉛鋅浮選,氧化鈣67.2 g/m3,丁基黃藥40 g/t,2#油50 g/t;選硫丁基黃藥350 g/t,2#油80 g/t,pH值5.0~5.5。進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn),流程如圖2,結(jié)果見(jiàn)表7。
圖2 鉛鋅混合浮選
表7 鉛鋅混合浮選結(jié)果
從表7可見(jiàn):未磨礦進(jìn)行鉛鋅混合浮選時(shí),硫與鉛鋅未能有效解離,混合精礦富集比較小、含硫偏高,且硫精礦品位及回收率均差。隨磨礦細(xì)度提高,呈現(xiàn)明顯互含降低趨勢(shì),當(dāng)細(xì)度達(dá)到-0.074 mm 75%時(shí),選別指標(biāo)較好,細(xì)度再高,指標(biāo)變化不大,推薦磨礦細(xì)度為-0.074 mm 72%~78%。
對(duì)鉛鋅部分混合浮選工藝的條件進(jìn)行優(yōu)化。
2.2.1 氧化鈣用量試驗(yàn)
固定條件:鉛鋅浮選,丁基黃藥40 g/t,2#油50 g/t;選硫丁基黃藥350 g/t,2#油80 g/t,pH值5.0~5.5。試驗(yàn)流程如圖2,結(jié)果見(jiàn)表8。
表8 氧化鈣含量試驗(yàn)結(jié)果
從表8可見(jiàn):隨著pH值不斷升高,硫得到有效抑制,鉛鋅與硫礦物分離趨勢(shì)明顯,硫回收率達(dá)85%左右。當(dāng)氧化鈣含量達(dá)到200 g/m3以上時(shí),硫精礦質(zhì)量和回收率都有不同程度提高,但所需選硫調(diào)整劑用量太大,綜合選取氧化鈣含量為130~170 g/m3。
2.2.2 捕收劑的選擇與用量試驗(yàn)
2.2.2.1 鉛鋅混合浮選捕收劑的選擇
固定條件:鉛鋅混合浮選,礦漿游離氧化鈣含量為156.8 g/m3,2#油50 g/t。試驗(yàn)流程如圖3,結(jié)果見(jiàn)表9。
從表9可見(jiàn):采用丁銨黑藥,鉛鋅回收率較高,但由于泡沫發(fā)粘,夾帶部分硫礦物,對(duì)后續(xù)選硫的總金屬含量有影響;乙基黃藥選擇性較好,但捕收性能較弱,鉛鋅回收率太低;丁基黃藥浮選泡沫松散,有助于硫浮選,但鉛鋅含量仍較高。為此,試驗(yàn)采用丁銨黑藥與丁基黃藥配用。
表9 鉛鋅浮選捕收劑選擇試驗(yàn)結(jié)果
2.2.2.2 硫浮選捕收劑的選擇與用量
固定條件:鉛鋅浮選,礦漿游離氧化鈣含量為156.8 g/m3,丁銨黑藥20 g/t、丁基黃藥40 g/t,2#油50 g/t。選硫2#油80 g/t,pH值5.0~5.5。試驗(yàn)流程如圖3,結(jié)果見(jiàn)表10。
圖3 鉛鋅浮選捕收劑試驗(yàn)流程圖
表10 硫浮選捕收劑選擇試驗(yàn)結(jié)果
從表10可見(jiàn):與丁基黃藥相比,采用戊基黃藥做捕收劑選硫回收率略高,但戊基黃藥成本較高,無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。為此,進(jìn)行了丁基黃藥的用量試驗(yàn),在200 g/t以上時(shí),硫回收率差距并不突出,其適宜用量選擇350 g/t左右。
2.2.3 活化劑的選擇與用量試驗(yàn)
固定條件:鉛鋅浮選,礦漿游離氧化鈣含量為156.8 g/t,丁銨黑藥20 g/t、丁基黃藥40 g/t,2#油50 g/t。選硫丁基黃藥350 g/t,2#油80 g/t。試驗(yàn)流程如圖3,結(jié)果見(jiàn)表11。
表11 硫浮選活化劑選擇試驗(yàn)結(jié)果
從表11可見(jiàn):采用硫酸銅做活化劑選硫,硫礦物未得到充分活化,在尾礦中損失較大,回收率偏低;用ZM-2做活化劑時(shí),硫回收率提高了近7%,但鉛鋅混合精礦中鉛、鋅品位及回收率指標(biāo)降低明顯;用硫酸調(diào)節(jié)pH值在5.5左右,相比較,有價(jià)元素綜合回收指標(biāo)優(yōu)良。因此推薦采用硫酸作為選硫的有效活化劑。
在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上,優(yōu)化藥劑用量,進(jìn)行了閉路試驗(yàn),試驗(yàn)流程如圖4,結(jié)果見(jiàn)表12。
圖4 閉路試驗(yàn)流程
表12 閉路試驗(yàn)結(jié)果
由表12可見(jiàn):鉛鋅混合精礦產(chǎn)率9.14%,獲得鉛、鋅品位為7.15%、2.65%,回收率為62.54%、42.58%;S精礦產(chǎn)率48.26%、品位37.25%、回收率85.70%,鉛+鋅品位1.09%,滿足硫精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)YB733-86二級(jí)品要求。鉛鋅混合精礦產(chǎn)品可作為鉛精礦配礦使用,資源綜合利用率達(dá)到57.40%。
(1)銅浮選尾礦中S、Pb、Zn含量高,達(dá)到伴生有用組分工業(yè)利用指標(biāo)[6],但礦物嵌布粒度微細(xì),硫化礦性質(zhì)相近,選別難度大。
(2)通過(guò)重選、抑鉛鋅浮硫、鉛鋅混合優(yōu)先浮選后選硫探索試驗(yàn)對(duì)比,混合優(yōu)先浮選有利于降低S精礦鉛鋅互含,實(shí)現(xiàn)合格硫精礦。
(3)通過(guò)條件試驗(yàn)確定了最佳條件參數(shù)為:鉛鋅混合浮選氧化鈣含量為160 g/m3、丁銨黑藥20 g/t、丁基黃藥40 g/t、2#油50 g/t;選硫:丁基黃藥350 g/t、2#油80 g/t、pH值5~5.5。
(4)通過(guò)閉路試驗(yàn),獲得硫精礦品位37.25%、鉛+鋅<2.0%滿足硫精礦二級(jí)品要求,鉛鋅混合精礦Pb+Zn品位8.90%,產(chǎn)率9.17%,資源綜合利用率達(dá)到57.40%。