提高德兴铜矿金回收率的探索与实践

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:99
提高德兴回收率的探索与实践吴启明  尹启华(德兴铜矿  江西贵溪  334224)摘 要    本文介绍了德兴铜矿在提高金回收率方面所取得的成果。对各项措施效果与不足进行了分析,总结了提高金回收率的成功经验。关键词   金 回收率 浮选 伴生元素 单体解离 低碱度 铜硫分离     德兴铜矿是一个特大型露天斑岩铜矿,除铜外,另有金、和硫多种有价元素伴生,矿体平均含铜0.46%,含金0.193g/t,黄金储量十分巨大。选矿过程中,金、银和钼随铜一起富集于铜精矿而得到回收。长期以来,该矿为加强伴生元素回收,特别是伴生金的回收方面进行了较多的探索与实践,取得了较好的效果,金回收率得以逐步提高(表1)。特别是 2003年开始的提高金回收率攻关,通过系统、大量的实践,对如何加强伴生金回收有了深入的认识,总结形成了一系列生产组织规定和工艺技术标准,黄金生产组织规范有序,指标稳定性大为提高。目前该矿金回收率稳定在66%左右,伴生金产量5300kg/a,产值5亿多元,为提高矿山经济效益作出了重要的贡献。 表1   “六五”以来德兴铜矿金的回收率情况 
时  间1981年1981~19851986~19901991~19951996~20002001~2005
金回收率/%40~5050~6062~6662~6865~68 
 1、伴生金的赋存状态及分布规律研究    80年代以来,通过与各科研院所合作。对矿床伴生金(银)地质资源、赋存状态、分布规律等方面进行了大量的研究,使大家对金(银)资源状况有了系统认识,为今后改进生产组织,优化工艺,加强金银回收提供了重要的基础依据。1.1 金矿物类型及嵌布特性    矿石内已知金矿物有自然金、银金矿、蹄金银矿和金矿,以自然金最多。按其嵌布特征可分三类:包体金、粒间金和裂隙金。从金矿物嵌布形式的数量比较,以粒间金最多,其次是包体金和裂隙金,但从嵌布形式的金矿物重量比较,以包体金最多,且主要在金属硫化矿物中以小包体存在;粒间金大多为嵌布于矿物粒间的自然金,多见于脉石矿物与金属硫化矿物之间;裂隙金多存在于黄矿、石英、碳酸盐等矿物的微裂隙充填交代,形态极不规则,粒径往往较大。1.2 化学物相分析    伴生金在矿石矿物中赋存形式多样,除单体金及连生体金相以外,均存在一定数量的矿物态金和分散态金,以矿物态形式存在的金(单体金+连生体金+矿物态金)在斑岩矿石和千枚岩矿石中分别为90%和86%,分散态金分别为10%和14%。在矿石磨矿细度达到入选粒度要求情况下(-0.074mm占65%),斑岩和千枚岩矿石中的裸露金(单体金+连生体金)分别占金总量的82%和73%,未解离的金矿物主要赋存于硫化矿物及硅酸盐矿物中,且主要以矿物态金的形式存在。1.3 金矿物的粒度特征    金矿物的最大粒径为110μm,最小为0.6μm,以10~30μm居多。1990年原有色金属总公司矿产地质研究院研究结果表明,不同地段不同类型矿石中金矿物分布差异很大。1997年和1999年江西地质研究所先后对铜厂矿区南山0线以东和西部斑岩主千枚岩矿石伴生金银赋存状态与分布规律研究结果表明,斑岩矿石中金矿物平均粒径为6μm,其中微细粒级(-10μm)占64.08%,超微细粒级(-2μm)为33.98%;千枚岩矿石中金矿物的平均粒径为28.59μm,其中细粒级(-35μm)为68.75%。总体粒度分布情况见表2。 表2   金矿物粒度分布 
粒级/μm+70-70+60-60-+50-50-+40-40-+30-30-+20-20-+10-10
含量/%2.41.33.56.75.726.431.722.3
 1.4 金在矿石中的分配    无论是斑岩矿石还是千枚岩矿石,黄铜矿均为金的主要载体矿物,其次为黄铁矿,金在脉石矿物中含量相对较低。金的地质配分与工艺配分情况见表3。 表3   金的地质配分与工艺配分 
矿石类型配分金占有率/%
单体金及连生体金黄铜矿黄铁矿脉石
斑岩地质配分-40~5815~3030~35
工艺配分69.867.9114.537.70
千枚岩地质配分-58~6813~1820~25
工艺配分66.4114.549.379.68
     由矿石金的工艺平衡配分可见,金的主要载体矿物为黄铜矿、黄铁矿,加上单体金及连生体金,金的理想回收率最高期望值为78%~81%,第二期望值为73%~76%。[next]2选矿工艺研究2.1 粗精矿再磨铜硫分离工艺1978年以前采用的是一段磨选工艺,一次磨矿,一次浮选,有用矿物单体解离度仅48%左右,铜精矿品位及铜、金回收率均很低。而粗精矿再磨铜硫分离工艺通过实施粗精矿再磨,经济地解决了矿石欠磨,有用矿物单体解离度低的问题。该工艺的成功应用,使铜精矿品位从12%左右提高到24%以上,铜回收率从80%提高到84%左右,金回收率从55%左右提高到60%左右。该工艺一直沿用至今,为企业创造了极大的经济效益。改进前后的工艺流程见图1和图2。  图1   1978年之前的工艺流程  图2   粗精矿再磨铜硫分离工艺流程 2.2 低碱度铜硫分离工艺    低碱度铜硫分离工艺是针对铜硫分离作业pH值高,伴生元素损失严重的情况提出而开展研究的。1995年开始在生产中推广应用并在实践中不断完善,有效降低了石灰用量(图3),提高了指标的稳定性,减少了金等伴生元素在铜硫分离过程中的损失是对金等伴生元素的回收的一个新的突破。  图3   1991~2005年德兴铜矿石灰单耗情况 2.2.1 使用CTP部分替代石灰    CTP是一种小分子抑制剂,能在较低的pH值下(10~11)较强烈地选择性抑制黄铁矿,而对铜矿物没有抑制作用,从而在较低的碱度条件实现铜硫分离,大大降低了石灰消耗,有利于金等伴生元素的回收。工业试验取得良好效果:金、银回收率与纯石灰工艺的泗洲选厂相比分别高了3.38%和2.56%。1995年CTP在大山选矿厂应用以后,石灰单耗由原来的8 kg/t左右迅速下降到5kg/t以下,生产指标稳定,1998年在全矿推广应用。[next]2.2.2  K202辅助抑制剂的应用    K202也是一种铜硫分离辅助抑制剂,可以在较低的pH值下(10~12)实现铜硫分离,能大幅降低铜硫分离石灰用量(仅为纯石灰工艺的29%),研究结果表明其铜、金、银指标均优于石灰工艺,但在生产实际应用中由于药剂较易氧化失效,指标波动较大,因此未能推广应用。2.2.3 实施石灰分散添加和优化添加比例    为了避免石灰局部饱和影响伴生元素回收。按工艺要求铜硫分离作业石灰应有三个添加点:粗选、精一和精二,并对添加比例作出了明确要求。但由于石灰乳添加管路易结垢,清理工作量大,各作业点流量手工粗略分配,难以实现正常、准确的分散添加,现场经常仅在精二添加,造成流程局部石灰严重饱和,极大影响了金等伴生元素的回收。经不断摸索实践,通过加大高差、明渠输送、减少弯道等方式提高石灰乳流速,延缓结垢时间,并方便观察与清理 ,提高了石灰乳添加的稳定性,初步实现了分散添加。之后又进行了自动添加改造,实现了总添加量和各点流量的准确控制,并逐步摸索优化添加比例最终确定了粗选:精一:精二=2:1:1的分配比例进一步实现了石灰乳的方便、合理、准确添加,有利于降低石灰单耗,避免石灰局部饱和对金等伴生元素回收产生的不利影响,同时进一步提高了铜硫分离作业指标的稳定性。2.2.4 在二段添加少量选择性捕收剂(丁胺黑药、AP    为了加大铜、硫矿物的可浮性差异,降低铜硫分离的难度。通过添加选择性捕收剂,兼顾了铜精矿品位与金银等伴生元素的回收,在铜精矿品位相近的情况下,二段金回收率提高了约1.5%。2.3 异步混合浮选工艺    异步混合浮选工艺对铜硫混合浮选工艺而言其优点在于,分阶段采用不同的捕收剂,得到不同的粗精矿并分别处理 ,实现“易收早收”,提高铜及金、银、钼的综合指标:第一步采用选择性捕收剂XF-3,得到一个铜回收率为80%的一步粗精矿,第二步仍采用黄药强化浮选回收可浮性差、解离不充分的铜、金等矿物,得到二步粗精矿。两部分粗精矿分别处理,一步粗精矿在较低的碱度条件下即可很好实现铜硫分离,非常有利于伴生元素的回收。工艺流程见图4。异步混合浮选工艺在两次工业试验中均取得了较好的指标,特别是在改善伴生元素回收方面体现出较大的优势,金、钼回收率与原工艺相比分别提高了2.21%,17.65%,但流程较复杂,泡沫黏性大,二步粗精矿量过大,操作控制困难,需进一步完善。  图4   异步混合浮选工艺流程图[next]2.4 分步优先浮选新工艺    分步优先浮选新工艺(图5)思路与异步混合浮选工艺相同,也是分阶段采用不同的捕收剂,得到不同的粗精矿并分别处理,实现“易收早收”。但与前者又存在明显差异,主要有:1)一步粗精不再磨,避免了已解离铜矿物的过磨,有利于铜及金等伴生元素的回收。2)一步精一尾矿全部返回到二步再磨使铜金矿物得到进一步解离 ,同时避免了连生体在一步中的循环,“易收早收”原则实现更彻底,有利于铜及金等伴生元素的回收并可得到品位较高的一步精矿。分步优先工艺中的一步铜精矿品位很容易达到28%以上,高于异步混合浮选工艺的25.33%。3)粗精矿产率7%~8%,与混合浮选工艺相当。异步混合浮选工艺偏高,达9.63%,铜硫分离压力很大。4)分步优先浮选工艺一步二段占用设备很少异步混合浮选工艺一步二段使用设备数量与二步相同。5)分步优先浮选工艺流程更简单,更有利于现场实施。该工艺在小型试验中取得很好效果,与混合浮选工艺相比:铜精矿品位提高1.83%,铜、金回收率分别提高了0.11%和2.75%。2001年9月该工艺在大山应用以来,不但初步解决了大山铜精矿品位难以提高的问题,使铜精矿品位由原来24%提高到25%以上,同时钼的富集比和回收率大幅提高,钼富集比由原来的30倍左右提高到45倍以上钼回收率由50%左右提高到60%~65%。但受大山浮选设备配置制约,该工艺在提高铜、金回收率方面还没有得到充分体现。  图5   分步优先浮选工艺流程图 2.5 Y-89应用    硫化矿是金的主要载体矿物。在现有工艺流程中,强化一段硫化矿物捕收对于提高金的回收率是至关重要的,使用高效捕收剂是有效途径之一。德兴铜矿在这方面开展了大量的研究试验工作,其中新药剂Y-89得到推广应用。Y-89是20世纪90年代初广州有色金属研究院开发的一种长碳链高级黄药,对铜金矿物有较强的捕收力。工业试验结果表明,用 Y-89替代丁基黄药与乙基黄药按1:1配比混合用药与乙丁基黄药相比,金回收率提高了5%左右。Y-89在德兴铜矿应用多年,有力促进了金回收率的提高,但因其捕收力较强,对铜硫分离有一定影响,不利于铜精矿品位的进一步提高而停止使用。3 铜和金浮选指标相关性研究    金作为一种重要的伴生元素,与铜、硫矿物共生关系密切,金赋存状态研究表明,金与铜呈密切的正相关关系。通过对大量的试验数据和生产数据的统计分析发现,铜和金浮选指标存在明显的相关性。由图6、图7和图8可知,无论是试验数据(给矿-0.074 mm占97.8%,通过控制石灰添加量调节矿浆pH值,及适当增加精选次数的方式,得到不同的铜精矿品位)还是生产数据,随着铜精矿品位的提高,金回收率逐步下降,两者之间表现出较为显著的负线性相关关系,而铜、硫回收率与金回收率则表现出较明显的正相关关系,且铜-金回收率正相关性高于硫-金回收率相关性,这与金赋存状态研究结果相符,在一定范围内,这些相关性分析对生产具有一定的指导意义,实际上在近年生产过程中得到验证并得到很好应用。  图6   精矿金回收率与铜品位关系a-试验数据;b-生产数据[next] 图7   精矿金回收率与铜回收率关系  图8 精矿金回收率与硫回收率关系 4 结语    1)德兴铜矿矿体金矿物嵌布粒度细,提高矿物单体解离度是获得较好指标的前提条件。粗精矿再磨铜硫分离工艺通过实施粗精矿再磨,经济地解决了矿石欠磨,有用矿物单体解离度低的问题。使金回收率从55%提高到60%。    2)低碱度铜硫分离工艺的实施,使石灰单耗由原来7 kg/t以上逐步下降到目前的3 kg/t左右,极大地改善了二段浮选环境,减少了金和钼等伴生元素在铜硫分离过程的损失,是对金等伴生元素的回收的一个新的突破。    3)异步混合浮选工艺和分步优先浮选工艺通过分阶段采用不同的捕收剂,得到不同的粗精矿分别处理的方式,实现“易收早收”,可以显著提高金和钼回收率。    4)金回收率与铜、硫回收率呈明显的正相关关系,使用高效捕收剂加强一段硫化矿物的捕收是提高铜、金回收率的有效手段。
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