新型捕收剂浮选山东某伴生铜矿试验研究①

2022-05-12张立刚欧阳崇钟李文风

矿冶工程 2022年2期

张立刚，欧阳崇钟，李文风

（长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙 410012）

山东某大型铁矿生产企业的主产品为铁精矿，伴生回收铜精矿，铜回收一直采用浮选工艺，使用常规捕收剂丁基黄药，存在尾水中黄原酸根离子向尾矿坝外渗透的问题。近年来随着国家环保要求日益严格，地表水环境质量标准中三类地表水水质要求黄原酸根离子含量不能超过0.005 mg/L［1］，而该铁矿尾矿坝周边地下水黄原酸根离子含量达到了0.02 mg/L，超过国家新标准，由此造成铜浮选生产被迫关停，经济损失巨大。本文针对该问题开展了新型铜浮选捕收剂开发工作，旨在确保尾矿坝周边地下水达标情况下，进一步提高铜精矿品位及回收率。

1 试验样品、试验方法及试剂

1.1 试验样品

选矿厂现场铜浮选给矿为一段强磁选精矿，先经选铜作业，铜浮选尾矿进入后续选铁作业。铜浮选给矿化学多元素分析结果见表1，铜物相分析结果见表2。

表1 铜浮选给矿化学多元素分析结果（质量分数）/%

表2 铜浮选给矿铜物相分析结果

镜下观察结果表明，矿样中铜矿物主要是自然铜，其次含有少量辉铜矿、铜蓝和斑铜矿次生硫化铜矿物，偶见黄铜矿细小残余包裹在其他铜矿物中。脉石矿物主要有角闪石、辉石、长石、绿泥石、方解石等。

对铜浮选给矿进行了粒度筛析试验，结果见表3。筛析结果表明，铜、铁在各粒级中分布均匀。为避免后续选铁作业过粉碎，选铜作业无需磨矿，可直接进行铜浮选。

1.2 试验方法及试剂

考虑到氧化铜浮选难度较大［2］以及伴生回收铜的原因，重点回收自然铜和硫化铜。试验原则流程见图1。试验中使用的药剂丁基黄药、丁铵黑药、Y89、Z200、2 号油均为工业品级，捕收剂CYC-20 为长沙矿冶研究院有限责任公司自主研发的一种新型铜浮选捕收剂，属于高级硫醇类，外观呈淡黄色或深色油状，带芳香气味。

图1 试验原则流程

2 试验结果及分析

2.1 捕收剂种类试验

常用的铜浮选捕收剂主要有黄药、黑药、硫氨酯等［3－6］。为考察新型捕收剂CYC-20 的浮选效果，按照图1 所示流程，在起泡剂2 号油用量30 g/t 条件下，进行了常规捕收剂丁基黄药、丁铵黑药、Y89、Z200 以及新型捕收剂CYC-20 的对比试验，结果见表4。结果表明，CYC-20 捕收性能和选择性更好。综合考虑精矿品位及回收率，选择CYC-20 作为铜捕收剂进行后续试验。

表4 捕收剂种类试验结果

2.2 捕收剂用量试验

按照图1 所示流程，在起泡剂2 号油用量30 g/t条件下，进行了捕收剂CYC-20 用量试验，结果见表5。结果表明，随着CYC-20 用量增加，浮选精矿产率和回收率逐渐增加、精矿铜品位逐渐降低，当CYC-20 用量达到100 g/t 时，继续增加CYC-20 用量，精矿铜回收率变化不大。捕收剂CYC-20 的适宜用量为100 g/t。

表5 捕收剂CYC-20 用量试验结果

2.3 起泡剂用量试验

按照图1 所示流程，在捕收剂CYC-20 用量100 g/t条件下，进行了起泡剂2 号油用量试验，结果见表6。结果表明，起泡剂用量对铜浮选精矿产率影响较大，当2 号油用量从10 g/t 增加到30 g/t 时，浮选精矿产率从1.74%提高到7.50%，铜品位从5.80%降低到1.22%，铜回收率变化不明显，浮选尾矿铜品位基本保持在0.045%左右，说明起泡剂用量过多时药剂选择性变差［7］。综合考虑精矿品位及回收率，起泡剂2 号油适宜用量为20 g/t。

表6 起泡剂2 号油用量试验结果

2.4 闭路试验

在条件试验基础上进行了一次粗选、二次精选、一次扫选，中矿依次顺序返回的闭路流程试验，试验流程见图2，结果见表7。

图2 闭路试验流程

表7 闭路试验结果

2.5 工业试验

为进一步验证捕收剂CYC-20 的应用效果，同时考察新药剂应用后尾矿水质的变化，进行了现场工业试验，结果见表8。整个工业试验期间，尾矿水中没有检测出黄原酸根离子，硫化物浓度0.017 ～0.049 mg/L，远低于国家三级饮用水质标准中黄原酸根离子浓度低于0.005 mg/L 和硫化物浓度低于0.2 mg/L 的要求。试验结果表明，新型铜浮选捕收剂CYC-20 不仅没有引入黄原酸根离子，而且未引起新的水质污染问题，绿色环保，具有较好的工业应用价值。