銅山銅礦選礦工藝流程的改進

由于原礦含硫高、氧化快、礦物可浮性多變，選擇高硫礦作為優(yōu)先的浮選或混合的浮選過程，并采用重壓力拉選法進行處理。藥物的消耗高，中礦循環(huán)過大，分離效果差，指標不理想。要想獲得較好指標,必須在流程選擇上有更大的適應(yīng)性和靈活性,做到能收的早收,能丟的快丟,避免中礦惡性循環(huán)。銅山銅礦近年來選礦廠入選礦石性質(zhì)發(fā)生了很大變化,原礦含硫大幅度提高,硫銅比由過去的5～6∶1提高至15～16∶1,礦石易氧化,可溶性鹽類增多,并伴有難選氧化礦,大量硫化鐵礦可浮性多變,致使選別難度加大,現(xiàn)有銅硫優(yōu)先浮選流程和技術(shù)條件已難以適應(yīng)原礦性質(zhì)的變化,必需加以改進。為此,進行了小型試驗和連選擴大試驗,提出具有等可浮浮選特點的銅硫分步優(yōu)先浮選、中礦再磨再選新工藝方案,通過試驗對比表明,新工藝所得指標明顯好于現(xiàn)場工藝,且流程暢通,較好地適應(yīng)了銅山礦高硫銅礦石的性質(zhì)。1礦石性質(zhì)銅山礦高硫含銅礦石分為高硫銅礦石和單硫礦石,兩者按5∶1比例混合入選,主產(chǎn)銅精礦和硫精礦。1.1礦物粒度分布特征高硫銅礦各礦體類型主要為含銅黃鐵礦型,其次為含銅磁鐵礦、含銅矽卡巖和含銅燧石黃鐵礦、含銅閃長巖型。原礦主要金屬礦物為:黃鐵礦、白鐵礦、黃銅礦、斑銅礦(含銅藍)、閃鋅礦、磁鐵礦、赤褐鐵礦。主要脈石為石英、方解石等碳酸鹽類、柘榴子石等。金屬礦物主要呈均勻—不均勻的浸染狀構(gòu)造,部分為角礫或復(fù)合角礫浸染狀構(gòu)造。原礦中銅礦物、硫礦物均呈細粒嵌布。黃鐵礦主要呈他形晶,部分為自形—半自形晶。黃銅礦呈他形晶,主要分布于脈石礦物中,部分交代黃鐵礦、白鐵礦形成共生連生體,或嵌布于黃鐵礦、白鐵礦與脈石礦物之間,少量嵌布于其它礦物裂隙中,或以斑銅礦共生連體。黃銅礦與黃鐵礦、白鐵礦連生界線多為鋸齒狀、港灣狀,亦見礦物包裹,不利于礦物解離。主要銅礦物黃銅礦的粒度分布特征見表1。原礦中金、銀礦物含量低,嵌布粒度細,其中1～10μm微粒金占73.46%,銀為82.98%,且主要為黃鐵礦、白鐵礦所包裹(占84.56%)。1.2化學組成分析結(jié)果小型試驗試料和連選擴大試驗試料由銅山礦分別采樣提供。兩種試料化學分析結(jié)果除連選試料銅物相分析中結(jié)合氧化銅占有率比小型試驗試料高近3%以外,其它結(jié)果基本一致。此處僅列出連選試料分析結(jié)果,分別見表2、表3、表4、表5。1.3密度計原礦密度3.40g/cm3。2試驗結(jié)果該礦石硫礦物比較好選,有關(guān)選硫情況不是本文討論的重點,故在此不作詳述。2.1中礦再磨試驗小型試驗最終確定的工藝流程為銅硫分步優(yōu)先浮選、中礦再磨再選銅硫分離、再選泡沫產(chǎn)品返回銅粗選,再選尾礦與銅尾礦選硫精礦合并作硫精礦,見圖1。選銅技術(shù)條件為:原礦磨礦細度-74μm占65%,中礦再磨-74μm占98%;采用石灰調(diào)漿,中堿度粗選、高堿度精選和中礦再選;用丁基銨黑藥作捕收劑,松醇油作起泡劑。分別進行了中礦再磨試驗流程與現(xiàn)場流程(見圖2)選銅閉路試驗對比,并對連選擴大試驗的試料進行了小型校核試驗。試驗結(jié)果見表6。由表6可以看出,兩種試料在銅精礦品位大體相同或略有提高的情況下,中礦再磨流程回收率比現(xiàn)場流程分別提高4.18%和3.2%(連選試料比小型試驗試料指標稍低,主要是因為原礦結(jié)合氧化銅含量較高所致),表明新工藝優(yōu)于現(xiàn)場工藝。2.2試驗規(guī)模及數(shù)量按照小型試驗推薦工藝流程和技術(shù)條件進行連選擴大試驗,重點驗證中礦處理方案的可行性。試驗規(guī)模60kg/h,共連續(xù)運轉(zhuǎn)12個班,所得平均指標見表7。由表7可以看出,連選試驗所得指標與小型試驗指標完全一致,而且連選試驗過程中中礦量始終穩(wěn)定,流程保持暢通,證明小型試驗所確定的工藝流程及技術(shù)條件切實可行,指標穩(wěn)定可靠。3新技術(shù)的主要特點和分析3.1礦級分布特征銅山礦高硫銅礦石主要金屬礦物嵌布粒度細,且粒度不均勻,主要銅礦物黃銅礦多數(shù)與硅質(zhì)脈石共生連體,部分與黃、白鐵礦連生,連生界線相互穿插、交錯,或互相包裹、難以解離,需要細磨。由表1可以看出,黃銅礦-37μm時的可能單體解離度為65.39%,磨礦細度試驗亦表明該礦適宜的磨礦細度應(yīng)為-74μm占70%以上。而原礦銅物相分析(見表3)同時表明,該高硫銅礦石中次生硫化銅(銅藍)占27.12%,這部分次生硫化銅可浮性好,但易過粉碎,且由于其自身晶格特征,礦物表面易氧化,過粉碎后不僅難以回收而且會使氧化程度加劇,產(chǎn)生大量水溶性銅離子,消耗大量藥劑,活化硫化鐵礦物表面,干擾和破壞銅硫分選,應(yīng)盡量避免這部分次生硫化銅礦物的過粉碎,及早予以回收。因此采取一段磨礦的方式顯然難以適應(yīng)該礦不同銅礦物的磨礦細度要求,必須兩者兼顧,注意解決好次生硫化銅過磨和原生硫化銅欠磨的矛盾。試驗采取一段粗磨、中礦再磨的階段磨礦階段選別方案,效果較好。由表8可以看出,中礦不磨直接再選銅作業(yè)回收率只有49.21%,而再磨4min后,回收率迅速提高至84.89%。通過對連選試驗中的精選尾礦和一次掃選精礦中銅的單體解離特征考察分析表明,銅連生體分別占91.29%和86.95%,散布于各粒級中,且絕大多數(shù)是黃銅礦與硅質(zhì)脈石連生,這與原礦嵌布特征分析是一致的,實施再磨后,這部分銅得到了有效回收。可見中礦再磨是必要的,也是該種礦石取得較好選別指標的基礎(chǔ)。3.2銅連生體與部分易浮單體硫的分離比例銅硫礦石選別由于其礦物間的可浮性差異均采用在堿性介質(zhì)條件下浮銅抑硫,原礦含硫高時,所需pH值可達12甚至更高。實際生產(chǎn)中,銅、硫礦物間的可浮性差異也只是相對的,尤其是與它種礦物的連生會使上浮(或受抑)能力大大改變。試驗表明,銅山礦高硫含銅礦石在石灰高堿度(pH12.0～12.2)下用丁基銨黑藥能夠最終浮銅抑硫,但在一段磨礦條件下采取高堿度直接優(yōu)先浮選難以獲得較好的選銅指標,其原因主要就是部分銅連生體易受抑制所致。銅粗選pH值試驗表明,當石灰用量超過7kg/t、pH超過11.3時,銅回收率顯著下降,此時加大捕收劑用量,硫也同時浮出,說明部分銅連生體與易浮單體硫可浮性相近,可見一味重壓強拉并不可取。如何合理解決這部分銅連生體與部分易浮硫的選別分離是取得好的選銅指標的關(guān)鍵。當采取pH11.3時,粗選所得流程中礦(精尾礦+掃Ⅰ精礦)經(jīng)再磨后再選情況則大不一樣,由表8可以看出,中礦再磨后,單體解離度提高,這部分銅受石灰抑制的敏感性大大降低,當pH為12.0～12.2時,銅硫可得到有效分離。因此,結(jié)合磨礦細度試驗結(jié)果,在粗磨條件下采取適度堿性分步優(yōu)先浮選,使銅及銅連生體盡量上浮,在確保銅回收的前提下,允許部分與銅連生體可浮性相近的單體硫一同上浮,使大部分銅連生體集中到中礦后實施再磨,再進行高堿度分離的方法是比較合理的。這一工藝應(yīng)用了等可浮原理,吸取了優(yōu)先浮選和混合浮選的優(yōu)點,從而取得了較好指標。由于未采取高堿度條件下銅硫優(yōu)先浮選,絕大部分硫化鐵礦物未受到強烈抑制,也給銅尾礦選硫創(chuàng)造了有利的條件。試驗表明,在pH11.3時優(yōu)先選銅后銅尾礦無須調(diào)整pH,用丁基黃藥、松醇油便可充分回收硫。采用此pH條件優(yōu)先選銅對伴生金、銀的回收無疑也是有益的。3.3中礦再磨后單選、高堿銅硫分離本工藝在優(yōu)先浮銅時,允許了部分易浮硫進入中礦,因此再磨后中礦再選承擔了部分銅硫分離任務(wù),其選別條件與粗選應(yīng)是不同的。此外,本次試驗證實,銅山礦高硫銅礦石同其它同類型礦石一樣,礦石易氧化,氧化后可浮性多變,礦漿中有害離子SO42-、Cu2+、Fe3+、Fe2+大量增加,導(dǎo)致銅硫分選條件變壞,藥劑消耗增加,選擇性降低,尤其是部分氧化的硫礦物可浮性增加,會吸附大量藥劑進入中礦,若不及時從流程中排出,易造成中礦惡性循環(huán),流程不暢。這種現(xiàn)象也是同類高硫銅礦石生產(chǎn)中普遍存在的難題。而采取中礦再磨后單選,高堿銅硫分離,只將泡沫產(chǎn)品返回,尾礦引出,可將這部分易浮硫和脈石及早排出,從而使流程主體不受中礦返回的影響。中礦這一處理方法的合理性在連選試驗中得到驗證。連選擴大試驗中,中礦量始終保持穩(wěn)定,流程暢通,操作穩(wěn)定,指標波動小。因此,銅山礦高硫銅礦石是可以實現(xiàn)低藥耗銅硫選別分離的,而中礦再磨后單選適應(yīng)了該高硫礦的特點,是實現(xiàn)這一過程的一項重要保證措施。今后生產(chǎn)應(yīng)用這一工藝流程,如遇原礦氧化率波動,其適應(yīng)性、靈活性強的優(yōu)勢將會更加體現(xiàn)出來。4高硫礦石分次選別1.為了適應(yīng)銅山銅礦入選礦石性質(zhì)的變化,根據(jù)試驗,采用分步優(yōu)先浮選、中礦再磨再選工藝流程對現(xiàn)場流程進行改造很有必要,銅硫分選指標會有較大幅度提高。2.所推薦工藝流程具有銅硫部分等可浮浮選特征,采取了優(yōu)