德兴铜矿泗洲选矿厂采用传统的黄药铜硫混浮再磨再选工艺，所用捕收剂丁黄药是铜硫浮选的强捕收剂，但丁黄药缺乏选择性，铜硫分选需要很高的碱性介质（现场矿浆pH值＞13）。这不仅消耗大量石灰，增加生产成本，而且在抑制硫铁矿的同时，也抑制少量硫化铜矿的上浮，尤其重要的是高碱介质十分不利于硫化铜矿石中部分次生硫化铜矿物、氧化铜矿物、金矿物、伴生金以及辉钼矿的浮选，造成铜硫分离时铜、金、钼的损失。为综合回收德兴铜矿石中铜、金、钼等金属元素，降低二段铜硫浮选分离的石灰用量，研究从新型高效硫化铜矿捕收剂出发，在泗洲选矿厂开展浮选试验研究以提高德兴铜矿石中铜、金、钼的综合回收率。
一、矿样性质及试验方法
（一）矿样性质
德兴铜矿属特大型斑岩铜矿，矿石类型以细脉浸染型硫化矿为主。矿石中铜矿物主要为黄铜矿，其次为辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、黝铜矿、砷黝铜矿等，少量孔雀石、斑铜矿等。主要金属硫化物为黄铁矿，其次为极少量的磁黄铁矿。钼的独立矿物为辉钼矿，金主要以自然金存在，其次为银金矿。脉石矿物主要有石英、绢云母、绿泥石、水白云母、伊利石、黑云母等。
（二）试验方法
试验矿样为泗洲选厂现场溢流样，其磨矿细度为－0.074mm65%，矿浆浓度为30%。试验粗选用31XFD－63型单槽浮选机，分选用11XFD－63型单槽浮选机，精矿用0.51XFD－63型单槽浮选机。闭路流程试验两次粗选浮选泡沫合并精选，以保证精选的浓度，其流程为现场生产流程，见图1。
图1 德兴铜矿泗洲选矿厂混浮工艺闭路试验流程
试验所用浮选捕收剂除丁黄药、丁铵黑药等常规药剂外，所采用的新型捕收剂见表1，它们均为工业品位。试验所用起泡剂为111#，其为石油副产物。工业试验矿石主要来自铜厂北山西源岭矿区，在泗洲选矿厂一期进行，一日处理量8000t的磨一工段为试验系统，日处理量10000t的磨二工段为对比系统。
表1 新型捕收剂代号及其主要组成
捕收剂代号 | Z－200 | MPS | MPC | MAP | TU－32 | TU－34 | TU－82 |
主要组成 | 硫氨酯 | 烯丙基 硫氨酯 | 改性 硫氨酯 | 单硫代 磷酸酯 | 改性 硫脲 | 改性 硫脲 | 改性 硫脲 |
二、试验结果与讨论
（一）不同种类捕收剂浮选试验
不同种类新型捕收剂浮选溢流样的试验流程见图2，试验条件极其结果见表2。试验结果表明，改性硫脲类捕收剂TU－32和TU－34对铜的捕收能力强于单硫代磷酸酯捕收剂MAP硫氨酯类捕收剂Z－200、MPS和MPC。
图2 新型捕收剂浮选溢流样的开路试验流程
表2 新型捕收剂浮选试验条件极其结果
药剂条件/（g/t） | 产品 | 产率（%） | 品位/% | 回收率/% | ||
Cu | S | Cu | S | |||
粗选： TU－32 20, 丁黄20 扫一：丁黄10，111# 5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 8.83 1.53 89.64 100.00 | 4.30 0.71 0.04 0.43 | 19.02 8.98 0.13 1.93 | 98.05 2.53 8.41 100.00 | 86.85 7.12 6.03 100.00 |
粗选： TU－34 20, 丁黄20 扫一：丁黄10，111# 5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 8.42 1.51 90.08 100.00 | 4.56 0.79 0.03 0.43 | 20.42 6.66 0.10 1.91 | 89.63 2.79 7.57 100.00 | 89.94 5.25 4.81 100.00 |
粗选： TU－200 20, 丁黄20 扫一：丁黄10，111# 5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 8.05 1.68 90.27 100.00 | 4.58 0.93 0.04 0.43 | 20.53 9.87 0.14 1.95 | 86.41 3.65 9.94 100.00 | 84.89 8.48 6.63 100.00 |
粗选：MPS, 丁黄20 扫一：丁黄 10，111# 5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 8.12 1.80 90.07 100.00 | 4.63 0.87 0.04 0.43 | 20.72 10.25 0.16 2.01 | 87.36 3.64 9.00 100.00 | 83.83 9.22 6.96 100.00 |
粗选： MPC 20, 丁黄20 扫一：丁黄10，111# 5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 8.37 1.48 90.15 100.00 | 4.54 0.85 0.04 0.43 | 19.44 11.78 0.11 1.89 | 88.47 2.93 8.60 100.00 | 85.83 9.18 4.99 100.00 |
粗选： MAP 20, 丁黄20 扫一：丁黄 10，111# 5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 9.31 1.54 91.15 100.00 | 5.02 1.01 0.05 0.43 | 21.28 13.57 0.18 1.93 | 86.08 3.65 10.27 100.00 | 80.58 10.83 8.60 100.00 |
（二）TU系列捕收剂浮选试验
表2的结果表明，改性硫脲捕收剂是德行铜矿石中铜的强力捕收剂。为此，进行了TU系列捕收剂浮选试验研究，试验流程如图2，试验条件及其结果见表3。结果表明，随取代基碳链增长，TU系列捕收剂对铜的捕收能力先呈增强而后下降。4个碳的TU－34的捕收能力要强于2个碳的TU－32，但8个碳的TU－82的捕收能力却明显下降，可能是由于其溶解度明显降低的缘故。并且TU－34或TU－32与少量丁黄药的组合，能取得比单一捕收剂丁黄药更好的铜回收率。由于TU－34的原料成本比TU－32要贵近8000元/t，综合考虑药剂的性价比，选择TU－32进行进一步试验研究。
表3 TU系列捕收剂浮选试验条件及其结果
药剂条件/（g/t） | 产品 | 产率（%） | 品位/% | 回收率/% | ||
Cu | S | Cu | S | |||
粗选：丁黄 50，111#20 扫一：丁黄 20，111#10 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 5.55 1.30 93.15 100.00 | 6.56 1.11 0.04 0.42 | 19.3 7.27 0.05 1.22 | 87.57 3.47 8.96 100.00 | 88.16 7.78 4.06 100.00 |
粗选：TU－32 20，丁黄 10，111#5 扫一：丁黄 10，111#5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 6.35 1.72 91.93 100.00 | 5.83 0.82 0.04 0.42 | 19.23 4.02 0.09 1.37 | 88.30 3.36 8.33 100.00 | 88.88 5.03 6.09 100.00 |
粗选：TU－34 20，丁黄 10，111#5 扫一：丁黄 10，111#5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 6.40 1.47 92.13 100.00 | 5.95 0.68 0.03 0.42 | 18.98 4.49 0.06 1.33 | 90.62 2.37 7.01 100.00 | 91.18 4.95 3.87 100.00 |
粗选：TU－82 20，丁黄 10，111#5 扫一：丁黄 10，111#5 | 粗精矿 中矿 尾矿 原矿 | 3.80 1.25 94.95 100.00 | 8.61 2.30 0.06 0.42 | 24.81 18.16 0.15 1.31 | 79.24 6.96 13.80 100.00 | 71.95 17.32 10.72 100.00 |
（三）TU－32＋少量黄药一段闭路试验
在捕收剂条件试验的基础上，进行了TU－32捕收剂与丁黄药不同组合条件的一段浮选闭路试验对比。试验流程见图3，结果见表4。闭路对比试验结果表明，TU－32与少量丁黄药配合，一段浮选铜回收率比黄药浮选要高1.46%。值得注意的是，当粗选仅加TU－32，而将黄药加到扫选作业时，粗精矿中硫的回收率可以显著降低，仅为74.96%，表明TU－32捕收剂具有良好的选择性。
图3 TU－32捕收剂＋少量丁黄药一段浮选闭路试验流程
表4 TU－32捕收剂与黄药组合的闭路浮选试验结果
药剂条件/（g/t） | 产品 | 产率（%） | 品位/% | 回收率/% | ||
Cu | S | Cu | S | |||
粗选： TU－32 20， 丁黄 10 扫一： 丁黄 10 | 粗精矿 尾矿 原矿 | 8.74 91.26 100.00 | 4.84 0.03 0.45 | 18.7 0.22 1.83 | 93.36 6.64 100.00 | 89.20 10.80 100.00 |
粗选： TU－32 20， 扫一： TU－32 4， 丁黄 20 | 粗精矿 尾矿 原矿 | 7.48 92.52 100.00 | 5.36 0.03 0.43 | 18.97 0.51 1.89 | 92.72 7.28 100.00 | 74.96 25.04 100.00 |
粗选： 丁黄 50， 111#20 扫一： 丁黄 20， 111#5 | 粗精矿 尾矿 原矿 | 7.00 93.00 100.00 | 5.73 0.04 0.44 | 23.48 0.16 1.79 | 91.90 8.10 100.00 | 91.79 8.21 100.00 |
（四）TU－32＋少量丁黄药全流程闭路试验
前面的浮选试验结果表明，TU－32与丁黄药组合能取得比一捕收剂丁黄药更好的一段铜回收率，并且TU－32捕收剂的选择性好于丁黄药。为此，进行TU－32＋少量丁黄药组合捕收剂与单一丁黄药捕收剂的全流程闭路对比试验。试验矿样为生产综合样，其含铜0.42%，含硫1.72%，含钼0.01%，含金0.18g/t，含银1.18g/t，具有代表性。试验流程见图1，试验条件见表5，试验结果见表6。其表明，TU－32＋少量丁黄药组合可显著降低二段铜硫分离石灰用量，并获得铜精矿品位24.22%，铜回收率88.06%，金回收率55.40%，钼回收率61.78%，银回收率60.97%的浮选指标。与黄药工艺相比，铜回收率提高0.95%，金回收率提高4.31%，钼回收率提高2.82%。
表5 全流程闭路试验药剂条件
工艺 | 丁黄药 | TU－32＋少量丁黄药 | |
一 段 | 粗选 扫一 扫二 | 丁黄药50，111#20 丁黄药10，111#5 丁黄药10，111#5 | TU－32 20，丁黄药10，111#5 丁黄药10，111#5 丁黄药10，111#5 |
二 段 | 分选 精选一 精选二 | 石灰600，GTP 20 石灰300，GTP 10 石灰300 | 石灰400 石灰200 石灰100 |
表6 全流程闭路浮选试验结果
工艺名称 | 产物名称 | 产率/% | 品位/% | 回收率/% | ||||||||
Cu | S | Mo | Au | Ag | Cu | S | Mo | Au | Ag | |||
单一丁黄药 | 铜精矿 尾矿Ⅰ 尾矿Ⅱ 原矿 | 1.54 5.56 92.90 100.00 | 23.28 0.20 0.04 0.42 | 32.04 16.83 0.26 1.72 | 0.44 0.04 0.01 0.01 | 5.99 0.52 0.06 0.18 | 48.80 4.01 0.22 1.18 | 87.11 2.73 10.16 100.00 | 26.60 56.13 14.27 100.00 | 58.96 18.66 22.38 100.00 | 51.09 15.98 32.93 100.00 | 63.50 18.84 17.66 100.00 |
TU－32 ＋少量 丁黄药 | 铜精矿 尾矿Ⅰ 尾矿Ⅱ 原矿 | 1.51 6.45 92.04 100.00 | 24.22 0.18 0.04 0.42 | 33.54 15.87 0.20 1.72 | 0.48 0.03 0.01 0.01 | 6.64 0.48 0.05 0.18 | 47.60 3.78 0.23 1.18 | 88.06 2.86 9.09 100.00 | 29.50 59.62 10.88 100.00 | 61.78 17.34 20.88 100.00 | 55.40 17.14 27.46 100.00 | 60.97 20.68 18.35 100.00 |
（五）TU－32＋少量黄药工业试验
基于上述试验结果，在德兴铜矿泗洲选矿厂磨一系统开展了新型TU－32＋少量丁黄药的工业试验，试验流程见图1，试验药剂见表5，29d共85个班的工业试验指标统计见表7。工业试验结果表明，与磨二系统传统黄药工艺相比，TU－32＋少量丁黄药工艺显著降低二段铜硫分离石灰用量，可提高铜精矿的各种选矿指标，其中铜品位提高0.93%，铜回收率提高1.05%；金品位提高1.29% g/t，金回收率提高7.16%；钼品位提高0.03%，钼回收率调高3.90%。工业试验后，TU－32＋少量丁黄药工艺立即在德兴铜矿泗洲选矿厂推广应用。
表7 TU－32＋少量丁黄药工业试验统计结果
系统 | 产物名称 | 处理量/t | 品位/% | 综合回收率/% | ||||||
Cu | Au | Ag | Mo | Cu | Au | Ag | Mo | |||
磨一工段 | 铜精矿 原矿 | 3372.3 233272 | 23.16 0.44 | 12.10 0.27 | 52.48 1.22 | 0.16 0.01 | 75.64 100.00 | 65.18 100.00 | 62.16 100.00 | 37.05 100.00 |
磨二工段 | 铜精矿 原矿 | 4369.6 294081 | 22.23 0.44 | 10.81 0.28 | 49.11 1.15 | 0.13 0.01 | 74.59 100.00 | 58.02 100.00 | 63.33 100.00 | 33.15 100.00 |
三、结论
（一）不同种类的新型捕收剂浮选德兴铜矿石结果表明，改性硫脲类捕收剂是铜矿物的强力捕收剂，其对铜的回收好于单硫代磷酯捕收剂和硫胺酯类捕收剂。随着取代基碳链增长，硫脲系列捕收剂对铜的捕收能力先呈增强而后下降。4个碳的TU－34的捕收能力要强于2个碳的TU－32，但8个碳的TU－82的捕收能力却明显下降。
（二）工业试验结果，与传统黄药工艺相比，TU－32＋少量丁黄药工艺显著降低二段铜硫分离石灰用量，可提高铜精矿的各种选矿指标，其中铜品位提高0.93%，铜回收率提高1.03%；金品位提高1.29g/t，金回收率提高7.16%；钼品位提高0.03%，钼回收率提高3.90%。改性硫脲类捕收剂对铜矿物具有强捕收能力，对硫化铁矿物具有好的选择性。
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