提高赛什塘铜矿选矿技术指标的试验

    赛什塘铜矿是一座以铜、硫为主的多金属硫化矿床，现生产工艺流程为一段磨矿65%-74μm、一次粗选、两次扫选、三次精选；粗选矿浆pH8，一次精选矿浆pH10，二次精选pH12，三次精选pH13～14；药剂制度以石灰为pH调整剂、复合黄药为捕收剂、M2为辅助捕收剂。由于供矿点较多，矿石性质变化较大，导致生产技术指标不稳定，通常情况下，原矿品位0.80%～1.30%，铜精矿品位15%～20%，铜回收率75%～90%，2007年累计铜精矿品位18.32%，铜回收率87.05%。由于生产技术指标不稳定，尾矿跑高的情况时有发生，造成铜金属流失严重。根据以往研究情况，结合现场调查和分析，认为现场工艺流程是合理的，存在的主要问题是：（1）由于供矿点较多，开采深度加大，矿石矿物种类较多，矿物嵌布关系复杂，矿石性质变化较大，现有的药剂制度不够完善，不能适应生产要求；（2）现场为了确保铜精矿品位达到18%以上，精选作业采取高钙操作，浮选矿浆pH较高，导致一部分铜矿物和黄铁矿、磁黄铁矿一起被抑制。本项目针对现场生产存在的问题，主要从研究和应用新药剂的角度，使采取的药剂制度更能够适应现场矿石性质复杂多变的特点，并适当降低精选作业矿浆pH值，从而达到提高选矿技术指标，为企业创造良好的经济效益的目的。

    一、矿石性质

    矿石中金属矿物以磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿为主，其次有磁铁矿、方铅矿、闪锌矿，少量及微量矿物种类较多，有白铁矿、斑铜矿、辉铜矿、毒砂、黝铜矿、蓝辉铜矿等；脉石矿物以辉石、石榴石、石英和方解石为主，其次有长石、绿泥石、绿帘石、云母、角闪石和高岭土等。

    矿石中金属矿物嵌布关系较为复杂。黄铜矿粒度以中粒为主，有少量黄铜矿以细小粒状、星点状和乳滴状嵌布于脉石或黄铁矿中，这部分矿物较难达到单体解离，在浮选过程中难以回收而损失于尾矿中，从而影响铜回收率的提高。此外，铜化学物相分析结果表明，矿石中有一小部分铜矿物被氧化，也是影响铜回收率提高的另一个原因。原矿多元素化学分析结果见表1，铜化学物相分析结果见表2。

    二、选矿试验研究

    （一）粗选条件试验

表1  原矿多元素化学分析结果%

表2  铜物相分析结果%

    粗选作业铜回收率对最终取得的选矿技术指标起着决定性的作用，因此，有必要对影响粗选作业铜回收率的各种因素进行深入细致的试验研究。粗选条件试验主要包括磨矿细度、矿浆pH值（石灰调浆）、复合黄药用量、辅助捕收剂选择及用量等条件试验。

    1、磨矿细度对铜粗选指标的影响

    磨矿细度试验流程及条件见图1，试验结果见图2。

1－铜品位；2－铜回收率；下同

    由图2可以看出，随着磨矿细度的增加，粗精矿铜品位呈上升趋势，铜回收率则是先上升，在磨矿细度为70%-74μm时达到最高点，然后逐渐降低，说明过磨不利于铜回收率的提高，为了获得较高的铜回收率，将磨矿细度确定为70%-74μm。

    2、矿浆pH值对铜粗选指标的影响

    采用石灰调节矿浆pH值，磨矿细度为70%-74μm，矿浆pH值试验流程及其条件见图1，试验结果见图3。

    从图3可以看出，随着矿浆pH的提高，铜粗精矿铜品位逐渐升高，铜回收率呈下降趋势，矿浆pH大于9时铜回收率下降尤为明显，说明矿浆pH较高时铜矿物受到强烈抑制，因此，矿浆pH8为宜。

    3、复合黄药用量对铜粗选指标的影响

    磨矿细度为70%-74μm，矿浆pH值8，复合黄药用量试验流程及其条件见图1，试验结果见图4。

    从图4可以看出，随着复合黄药用量的增加，铜粗精矿铜回收率逐渐增高，铜品位随之降低，故适宜的复合黄药用量为60g/t。

    4、辅助捕收剂选择及用量对铜粗选指标的影响

    研究考察了捕收剂复合黄药分别与M2、Z-200、丁基铵黑药、A6等辅助捕收剂配合使用对赛什塘矿石的选别效果，试验流程及条件见图1（磨矿细度为70%-74μm），试验结果列于表3。试验结果表明，A6对硫化铜矿物具有较强的捕收能力和良好的选择性，应用于赛什塘铜矿可获得较好的选矿技术指标，A6为含有多种酯类捕收剂的混合物，这些捕收剂分子中含有螯合基团，可在铜矿物表面生成难溶的疏水性螯合物，由于多种药剂成分的协同效应，A6具有较强的选择性捕收能力。A6用量试验结果见图5，随着用量的增加，铜回收率明显增加，但铜品位有所下降，A6适宜的用量为30g/t。

表3  辅助捕收剂选择试验结果%

    （二）精选主要条件试验

    精选试验研究的主要任务是保证铜精矿品位大于18%的前提下尽可能提高铜回收率。针对现场生产精选作业采取高钙操作的状况，通过采取添加调整剂、降低精选作业矿浆pH值等措施，使易被石灰抑制的硫化铜矿物得到有效回收，从而使铜回收率得到较大幅度提高。

    精选条件试验主要包括石灰用量、T-20用量及复合黄药用量等条件试验。石灰用量、复合黄药用量对精选作业铜选矿指标的影响趋势与粗选条件试验结果一致，其最佳用量为石灰400g/t (pH9)、复合黄药lOg/t。T-20用量试验是在石灰用量400g/t、复合黄药10g/t，浮选时间8min的条件下进行，试验流程为一次精选流程。T-20用量对精选指标的影响见图6。

    T-20用量试验结果表明，采用石灰和调整剂T-20配合使用，可在矿浆pH值为9的情况下较好地实现铜硫分离，与单独使用石灰相比，铜精矿铜品位和回收率都有所提高，T-20适宜的用量为400g/t。T-20的是一种无机调整剂，无毒无害，易溶于水，其水解后呈弱酸性，故使用后矿浆pH值有所降低；T-20对硫化铜矿物具有活化作用，可加快硫化铜矿物的浮游速度，且用量不大，价格低廉。通过精选条件优化试验，确定一次精选条件为：石灰400g/t、T-20 400g/t、复合黄药10g/t、矿浆pH9。

    （三）闭路试验

    在开路条件优化试验的基础上，分别进行了现场药剂和新药剂两个方案的闭路试验，闭路试验流程见图7，试验结果列于表4。

表4  闭路试验结果%

    由表4可以看出，新药剂方案取得了较好的选别指标。与现场药剂方案相比，铜精矿铜品位和回收率分别提高了0.99%和3.92%。

    （四）工业试验

    由闭路试验研究结果可知，在原矿品位为0.91%的情况下，可获得铜精矿含铜23.10%、回收率95.35%的良好技术指标，而现场铜回收率2007年的累计指标仅达87.05%。由此可见，从理论的角度分析，目前现场生产技术指标仍具有较大的提升空间。为了验证小型试验研究成果在生产中的应用效果，我们在赛什塘铜矿进行了工业试验。工业试验流程是在闭路试验流程的基础上增加了一次精选，工业试验指标见表5。

表5  试验前指标与工业试验指标对比%

    工业试验结果表明，工业试验指标与试验前现场生产指标相比，铜精矿品位提高1.08%，铜回收率提高了3.25%。说明新药剂方案对赛什塘铜矿具有较好的适应性，可获得良好的选别效果。

    三、工业生产实践

    新药剂应用于赛什塘铜矿选矿生产后，经过一年的生产运行，生产指标稳定，2008年铜精矿品位年累计达到19.67%，回收率达到89.33%，铜精矿铜品位及回收率分别较2007年生产指标提高1.35%和2.28%。

    四、经济效益分析

    新药剂应用于赛什塘铜矿选矿生产后，新药剂成本与老药剂成本相当，新增经济效益主要来自铜回收率的提高。赛什塘铜矿每年处理原矿70万t，原矿平均品位1%，当前铜精矿按金属5万元/t计，新药剂应用于工业生产后，每年因铜回收率提高而产生的经济效益约798万元。

    五、结语

    （一）赛什塘铜矿是以铜、硫为主的多金属硫化矿，由于矿石矿物种类较多、矿物嵌布关系复杂、塌现场药剂制度不够完善等原因，生产技术指标不是很理想，有必要寻求更为合理的药剂方案，以达到进一步提高选矿指标和矿山经济效益的目的。

    （二）在不改变现场生产工艺流程的前提下，以石灰为pH调整剂、复合黄药为捕收剂、A6为捕收起泡剂、精选添加调整剂T-20，并适当降低精选作业矿浆pH值，从而降低在高碱介质中石灰对硫化铜矿物的抑制程度，小型试验和工业试验均取得良好的技术指标，工业试验指标与试验前现场生产指标相比，铜精矿品位提高1.08%，铜回收率提高了3.25%。

    （三）工业生产实践表明，2008年铜精矿品位年累计达到19.67%，回收率达到89.33%，与2007年生产技术指标相比，铜精矿品位提高1.35%，回收率提高了2.28%。说明新药剂新工艺方案对赛什塘铜矿具有较好的适应性，可获得良好的选别指标。但这一结果和小型试验研究结果仍有较大差距，应结合现场情况进行深入研究，使现场生产指标得到进一步提高。

    （四）新药剂新工艺应用于工业生产后，经济效益显著提高，在不增加选矿药剂成产的情况下，每年因铜回收率提高而产生的经济效盗约798万元。