0 前言

银山矿是一个生产了40年铅锌的老矿山, 随着矿区铅锌资源的贫乏, 矿山的生产重心将逐步转移到储量丰富的铜矿石。但自1994年2月开始日处理500t银山及银山西区坑采矿石以来, 由于矿石性质复杂, 有用矿物种类多, 各种铜矿物可浮性不一致, 生产指标很不正常, 尤其是1997年小露采正式生产后, 生产指标极不理想, 1月到8月份铜精矿铜品位累计只有12.865%, 回收率只有71.35%。为此, 银山矿组织技术人员, 从考察有代表性的7、8月份生产流程的产品入手, 结合该类矿石工艺矿物学特点, 就改善铜硫分离、提高铜精矿品位和回收率进行选矿试验研究, 并提出新的分选工艺。近一年的生产实践证明, 采用新工艺处理此类矿石是可行的。

1 矿石性质

银山矿铜硫矿石属陆相火山岩型中低温热液矿床, 有用成分复杂, 最主要的铜矿物为黄铜矿, 其次为砷黝铜矿、硫砷铜矿和黝铜矿, 还有微量的辉铜矿、铜蓝和斑铜矿, 共生矿物以黄铁矿为主; 矿石中最主要的脉石矿物为石英, 其次为绢云母, 还有少量的菱铁矿、方解石、白云石、绿泥石等。

1.1 矿石中主要矿物嵌布特征

黄铜矿呈不规则粒状、脉状、网脉状和星点状产出。在铜矿化强烈地段黄铜矿交代溶蚀黄铁矿现象十分普遍; 砷黝铜矿呈粗粒状, 其常见有黄铜矿的残留。

1.2 原矿多元素分析

原矿多元素分析结果见表 1。

1.3 铜的化学物相分析

铜的化学物相分析结果见表 2。

1.4 铜矿石中主要矿物相对含量

铜矿石中主要矿物相对含量见表 3。

2 选矿生产流程产品考查

为查明铜精矿品位不高的原因和硫精矿及尾矿中铜的损失状态, 对有代表性的7、8月份生产流程产品进行了考查分析。其中: 7月份铜精矿含铜为11.662%, 回收率为62.65%; 8月份铜精矿含铜为18.368%, 回收率为69.39%。取7、8月份铜精矿、硫精矿和尾矿, 制成光片, 在显微镜下查定(见表 4), 结果表明, 铜精矿品位低的主要原因是铜精矿中混入了大量的以单体为主的黄铁矿, 以质量百分含量计, 7月份铜精矿中含硫比8月份高8.31%, 而铜精矿品位则低6.706%;损失在硫精矿和尾矿中的铜, 主要为含砷铜矿物, 约占70%, 其次为黄铜矿, 这些矿物均以单体为主, 且易选粒级占有一定的量。这表明, 影响铜精矿品位和回收率的主要因素是铜硫分离效率低以及捕收剂对铜矿物的捕收能力存在不足。

3 选矿试验研究

根据矿石性质及生产流程产品考查结果, 选矿试验进行了磨矿细度, 混合浮选、分离等条件试验。

3.1 磨矿细度试验

为确定合理的磨矿工艺和磨矿细度, 对所取矿样进行不同磨矿细度条件下产品的铜矿物单体解离度考查。当磨矿细度为-0.074mm占55%~65%时, 黄铜矿单体解离度为70%, 含砷铜矿物为50%, 黄铁矿单体近90%;当磨矿细度为-0.074mm占80%时, 铜矿物单体解离度有所提高, 但由于铜矿物连生体主要是各种铜矿物之间的连生, 磨矿细度提高了, 铜矿物与黄铁矿及脉石连生的比例却没有明显降低, 从磨矿及浮选成本考虑, 宜采用阶段磨矿浮选流程。自1994年铜系统投产以来, 现场一直采用这种流程, 经多次流程考查也证明该流程是切实可行的。

3.2 混合浮选条件试验

混合浮选条件试验的重点是进行黄药和新药剂Y-89在不同碱性条件下对此类铜硫矿石的适应性。试验采用一粗一扫开路试验流程, 混合浮选试验流程见图 1, 不同捕收剂混合浮选试验结果见表 5。

试验表明, 新型捕收剂Y-89比黄药(乙基黄药:丁基黄药= 3:1, 以下同)的捕收能力稍弱但选择性好, 混合浮选添加适量石灰保持pH值7.5左右, 可以提高混合精矿的回收率。这是由于现场铜硫矿石一般呈弱酸性, 而黄药、Y-89适用于碱性介质, 且石灰有一定的调浆作用, 使泡沫轻松, 从而保持泡沫层的稳定以利于分选。

3.3 分离条件试验

试验进行了活性炭及丁铵黑药、黄药、Z-200、Y-89等多种捕收剂的条件试验, 最终择优并重点进行药剂方案对比试验。试验流程见图 2。最终试验结果见表 6。其中粗选捕收剂为:试验1, Z-200 :黄药= 2:1;试验2, 丁铵黑药:黄药= 2:1;试验3, Z-200:Y-89= 2:1。扫选捕收剂:试验1、2均为黄药; 试验3为Y-89。

试验结果表明, 在活性炭用量适量时, 铜硫分离效果大改善, 这是因为活性炭具有巨大的比表面积, 有很强的吸附性能, 不但能吸附矿浆的过剩药剂, 而且可以使原先吸附在铜硫混合精矿表面的药剂从矿物表面解吸, 起到预先脱药的作用, 使铜矿物、黄铁矿恢复到天然可浮性状态, 为下一作业铜硫分离创造良好的条件。但是, 使用过程中应注意控制用量, 用量太小, 脱药作用不明显, 而用量太大往往会造成铜硫分离过程中药量不足。

铜的捕收剂Z-200、丁铵黑药与黄药、Y -89混合使用, 均可获得合格铜精矿。试验结果表明, 捕收剂Y -89对铜矿物有较好的选择性, 但铜精矿产率低, 且硫精矿中铜的损失较大; 使用丁铵黑药和黄药时效果好些, 但硫精矿中铜的损失仍然较大, 原因是丁铵黑药有起泡性, 使得泡沫发粘, 分离浮选时铜矿物和黄铁矿容易相互混杂而产生夹带, 影响选别指标; Z-200和黄药混合使用既加强了对铜的捕收, 也兼顾了选择性。

3.4 闭路试验

根据开路试验结果, 同时考虑到现场使用方便及药剂成本问题, 闭路试验中混选作业采用黄药作为捕收剂, 分离作业则采用分离条件试验中试验1的药剂方案。试验结果可知, 铜精矿品位达到18.647%, 回收率为86.59%。

3.5 工业试验

工业试验完全采用小型闭路试验的流程方案。试验在生产现场进行, 时间为1997年9月至10月, 共生产出精矿铜金属量为109.431t, 累计铜精矿铜平均品位17. 78%, 回收率76.89%, 试验是成功的。

4 经济效益分析

(1) 试验前后现场生产指标对比见表 7。

(2) 经济效益分析。根据表 7数据进行效益分析, 按1997年下半年价格, 已知品位为18%的铜精矿价格按10060元/吨金属计, 铜精矿品位为12% (15级品)与品位为18% (12级品)的铜精矿的价格差按2000元/吨金属计, 那么:①试验后铜的回收率提高增加效益, 579.43×(82.65-71.35) ×10060= 66.904万元。②铜精矿品位提高增加效益, 579.43×2000= 115.866万元。以上两项合计共增加效益182.79万元。

5 结语

(1) 银山矿铜硫矿石种类多, 矿石性质复杂, 铜矿物与脉石及黄铁矿的关系相对简单, 采用阶段磨矿浮选流程可大大降低选矿成本。

(2) 铜硫混合浮选添加适量石灰, 保持pH值7.5左右, 有利于提高选别作业回收率, 也有利于选别作业泡沫层的稳定。

(3) 新型捕收剂Y-89、XF-3以及硫的抑制剂CT P对于目前处理的铜硫矿石选别指标的改善无明显效果。

(4) 活性炭脱药工艺成功解决了铜硫分离中存在的问题, 选别指标稳步提高, 为银山选厂实现稳定铅锌、扩大金铜生产提供了有力的技术保障。