某混合硫化矿综合回收试验研究

沈新春

（赣州有色冶金研究所，江西 赣州 341000）

0 引言

有色金属是现代工业、现代国防和现代科学技术不可或缺的重要材料，在国民经济发展中具有十分重要的地位，它们被广泛应用于能源、电器、航空、机械、建筑、化工、石油、医疗卫生、电子、汽车、冶金、包装、国防等高科技行业[1]。中国有色金属矿产虽然具有品种多、分布广、资源总量大的特点，但是人均拥有量较小。经过多年的勘查与开发，形成了特有的贫矿多、富矿较少，中小矿床多、大型、超大型矿床较少，复杂共伴生矿多、单矿种矿床少等资源特征，因此，加大对复杂共伴生资源的科技研发力度，探索有效的资源综合利用新工艺迫在眉睫。中国钨矿产资源丰富，且常有锡、钼、铋、铜、铅、锌、锑、钴、金、银、铁、硫、铌、钽、锂、铍、稀土、压电水晶和熔炼水晶、萤石等组分伴生。这些伴生组分经选冶综合回收可成为有用组分，但受到技术和经济等方面的限制，大部分钨矿山对这些伴生组分的综合回收利用率还比较低[2-3]。目前，只有大、中型钨矿山对伴生的有用金属进行了综合回收，主要是重选粗精矿经枱浮和浮选后，从浮出的混合硫化矿中回收伴生金属，这是大部分黑钨矿山综合回收的重点[4]。

江西某钨矿山采用重选粗精矿经枱浮和浮选法获得混合硫化矿，混合硫化矿中可供回收的元素有Cu、Bi、S、WO3、Ag，本文对该钨矿山混合硫化矿开展了资源综合回收试验研究，采用浮选-重选联合新工艺，对 Cu、Bi、S、WO3、Ag有用金属进行有效地回收。

1 试料性质

试验试料为江西某钨矿山采用重选粗精矿经枱浮和浮选法获得混合硫化矿。经显微镜鉴定及化学分析结果表明，试料中矿物种类较多，金属矿物有磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、黑钨矿、白钨矿、辉铋矿、辉铅铋矿、自然铋、辉钼矿、闪锌矿、锡石等，有害矿物毒砂、磷灰石等，脉石矿物主要有石英、云母、电气石、长石等。试料的多元素化学分析结果见表1。

从表1结果可知，试料中可回收的元素主要为铜、铋、钨、硫和银。铜主要以黄铜矿存在，少量为次生硫化铜；铋主要以氧化铋矿存在，其次为硫化铋和自然铋，铋矿物的氧化程度较高，除自然铋粒度稍粗外，硫化铋和氧化铋的粒度均较细；尤其是氧化铋粒度更细；钨主要为黑钨矿，次为白钨矿，还有微量钨华；硫的载体矿物种类较多，主要有磁黄铁矿、黄铁矿、其次为黄铜矿。试料中黄铜矿、辉铋矿、自然铋、黑钨矿、白钨矿、黄铁矿和磁黄铁矿等矿物都具有回收价值，应考虑综合回收。

表1 试料多元素化学分析结果 w/%Tab.1 Multi-element analysis results of the sample

2 试验结果与分析

2.1 铜回收试验

2.1.1 选矿工艺流程的选择

试料中可综合回收的矿物种类比较多，需充分利用矿物之间的性质差异，制定合理的工艺流程，才能使多种有用矿物得到综合的回收。通过对矿物性质的差异分析可知，试料中硫铁矿含量比较高，且主要为磁性比较强的磁黄铁矿，因此，试验拟采用弱磁选-浮选和浮选两种原则流程综合回收试料中的有用矿物，流程图分别见图1和图2。考虑铋矿物被抑制后可浮性会降低，从而导致铋矿物回收率偏低，浮选工艺选择铜铋混浮-铜铋分离的原则流程[5-7]，试验结果见表2。

从表2中试验结果可知，采用弱磁选-浮选和浮选两种工艺流程都能获得较好的铜回收指标，而且两种流程获得的铜回收指标相差不大，根据简化流程结构原则，选择采用浮选法回收铜，开路试验可获得铜精矿含Cu 25.15%、回收率为89.12%。

图1 弱磁选-浮选原则流程Fig.1 Flow sheet of weak magnetic separation-flotation

图2 浮选原则流程Fig.2 Flow sheet of flotation

表2 流程对比试验结果 %Tab.2 Comparison results of different processing flowsheets

2.1.2 闭路试验结果

通过磨矿细度、捕收剂种类及用量、抑制剂种类及用量和流程结构等工艺条件的优化对比试验确定了最佳工艺条件，即在磨矿细度为-0.076 mm占76.3%、Z-200为捕收剂、石灰为精选抑制剂等工艺条件下[8]进行闭路试验，详细的工艺条件见图3，试验结果见表3。

从表3试验结果可知，采用一粗两扫三精一精扫选的浮选工艺流程，闭路试验获得铜精矿含Cu22.67%、回收率94.62%、精选尾矿含Bi 2.64%、回收率88.34%、尾矿含WO37.99%、回收率88.34%的选别指标。铜得到了有效回收，铋和钨分别在精选尾矿和尾矿中得到有效富集。

图3 铜回收闭路试验流程Fig.3 Flowsheetofrecoveringcopperbyclosed-circuitexperiments

表3 铜回收闭路试验结果 %Tab.3 Testingresultsofrecoveringcopperbyclosed-circuitexperiments

2.2 铋硫分离试验

铜精选尾矿中主要为铋矿物和硫铁矿两类矿物，因此，铋和硫的回收的关键问题是铋硫分离。由于铜回收精选作业加入大量的石灰抑制铋矿物和硫铁矿，若采用浮选法回收需要加入大量活化剂进行活化，故试验采用摇床重选法进行铋硫分离，试验结果见表4。

表4 铋硫分离试验结果 %Tab.4 Testing results of bismuth-sulfur separation

2.3 钨回收试验

铜浮选尾矿中主要为钨和脉石矿物，钨主要为黑钨矿，其次是白钨矿，含少量钨华。考虑钨矿物与脉石矿物的比重相差较大，根据重选分离的难易度计算公式e=（δ2-Δ）/（δ1-Δ）（δ1、δ2、Δ分别为轻矿物比重、重矿物比重和分选介质比重，数值分别取值为3、7.0、1.0），计算得 e 为 3.0，属易选矿石[9]，所以，确定采用摇床重选法回收钨矿物，试验结果见表5。

表5 钨回收试验结果 %Tab.5 Testing results of tungsten recovery

2.4 全流程试验

通过分段选别试验确定了采用一粗两扫一精进行铜铋硫混浮，混浮尾矿采用摇床重选法回收钨，铜铋硫混合粗精矿采用两次精选进行铜-铋硫分离，铋硫混合粗精矿采用摇床重选法进行铋硫分离，在分段选别试验确定的最佳工艺条件下进行铜、铋、硫和钨综合回收全流程试验，试验流程见图4，试验结果见表6。

从表6试验结果可知，试验采用铜铋混浮-铜铋摇床分离-浮选尾矿摇床回收钨的工艺流程可有效回收试料中 Cu、WO3、Bi、S 和 Ag。

图4 全流程试验流程Fig.4 Flow sheet of the whole process

表6 全流程试验结果 %Tab.6 Testing results of the whole process

3 结语

（1）试料可供选矿富集回收的元素主要是Cu、WO3、Bi、S 和 Ag，品位分别为 8.15%、2.48%、0.98%、29.61%和450 g/t，其中银与铋矿物共生关系密切，可在铋精矿中富集进行回收。

（2）全流程试验可获得铜精矿含Cu 22.37%、回收率为95.05%，钨精矿含WO341.19%、回收率为65.88%，铋精矿含Bi 16.88%、回收率为65.59%，硫精矿含S 40.23%。银主要在铋精矿和硫精矿中富集，其含量分别为 4 816 g/t、512 g/t。

（3）试验研究采用浮选-重选联合流程实现了混合硫化矿中的铜、钨、铋、硫和银的资源综合回收利用，为该钨矿山混合硫化矿的综合回收提供了理论依据和技术支撑，同时对国内外类似钨矿山混合硫化矿的综合回收具有借鉴意义。

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