某含砷铜精矿铜砷分离选矿试验研究

胡晓帅

（大冶有色设计研究院有限公司，湖北 黄石 435005）

矿石中通常含有约1%的铜，并且存在的主要硫化物铜矿物为黄铜矿和斑铜矿。为了从矿体的这些部分生产符合冶炼厂规格的铜精矿，必须在选矿过程中排除砷。砷是铜冶炼厂的不利元素，在冶炼过程中释放出挥发性砷化合物时，铜冶炼厂会造成环境问题。对高砷钻芯样品进行的初步研究，以评估是否可以利用可控势浮选法分离存在的球铁矿和其他硫化物的铜矿物质，以生产适合冶炼的低砷铜精矿。

1 实验性

进行的实验工作包括准备高砷钻芯，在各种Eh和pH值下进行浮选试验，对浮选进料和产品样品进行化学和矿物学分析，以及进行模拟以确定拟议的分离流程图在更典型的矿石上的性能。头等成绩。

1.1 钻芯样品

测试的样品是某矿体高砷段的几个钻芯交叉点的复合物。将相交点压碎通过2毫米，混合形成复合材料，然后将复合材料分成1千克批次，以通过标准方法进行测试。

1.2 研磨

对于每个测试，将1000g钻芯与自来水混合，并在铸铁棒磨机中用15%的棒在固体含量为60%的情况下研磨29分钟，得到重量为90μm的P80（合格尺寸为80%）。在每次测试之前，通过研磨石英样品10分钟来清洁磨粉机和棒料。

1.3 浮选

1.3.1 试剂

浮选气体为粗-清除剂阶段的高纯度瓶装合成气（O2和N2的合成混合物），而在除砷过程中为相同的合成空气或高纯度瓶装氮气。阶段。在除砷阶段用于调节纸浆电位的试剂是实验室级次氯酸钠（NaClO）或与粗选清除剂中使用的相同的硫化氢钠溶液。将2.5%w/w的实验室级石灰悬浮液用于设定砷排斥阶段的pH值。

1.3.2 设备

将样品漂浮在改进的丹佛型隔室中，在其中，从下方驱动叶轮，以恒定的深度和恒定的时间间隔用桨将泡沫的整个表面刮掉。使用了两种尺寸的池：用于粗选清除剂浮选的3dm3池和用于进一步分离阶段的1dm3池。牢房装有橡胶膜片，观察管和电子传感器，用于自动检测和控制纸浆水平。

1.3.3 程序

本研究采用的方法是使用提供的标准实验室程序生产一种粗清除剂精矿，然后在随后的浮选阶段对这种精矿进行纸浆势控制以进行砷分离。在除砷阶段，将合并的粗选清除剂精矿转移到1dm3浮选池中，用石灰将pH设置为12。

1.4 产品的化学分析

使用标准方法，通过电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES），对钻芯复合材料和固体浮选产品的子样品中的铜，砷和硫进行了分析。砷测定法用于确定球铁矿（51.6%的铜；20.3%的砷），未在球铁矿中占的铜被称为“非球铁矿铜”或NTCu，其中将包括铜铁矿和黄铜矿中的铜。

1.5 尺寸分析

使用标准实验室湿筛和干筛方法进行上浆分析。在需要调整筛分尺寸的地方，使用了改进的CSIRO Cyclosizing技术（Kelsall，Restarick和Stewart，1974年）。称重所有大小的馏分，并通过ICP-AES分析。

1.6 矿物学分析

确定了钻芯样品的铜和砷矿物学以及所存在矿物的组织结构。所使用的程序是分离粗选清除剂精矿中的大部分硫化物矿物，通过X射线衍射（XRD）确定存在的矿物，并通过扫描电子显微镜（SEM）分析精矿中选定的尺寸分数。为进行矿物学分析而生产的粗选清除剂精矿，其进料中含有超过94%的铜和砷。

2 结果与讨论

2.1 钻芯复合材料分析

该复合材料测得0.11%As或1100ppm As。这高于目前对矿体平均砷头矿品位的估计。假设所有的砷都存在于球铁矿中，则可以得出复合材料的NTCu分析（基于进料分析）为0.93%NTCu，这意味着复合材料中约23%的铜以球铁矿的形式存在。这里要注意的重要一点是，剔除任何修改后的流程中的所有砷也将剔除存在的总铜中的23%。通过XRD分析检测到的主要硫化物是斑铁矿（Cu5FeS4），黄铜矿（CuFeS2）和球铁矿（（Cu，Fe）12As4S13）。还检测到少量黄铁矿。

2.2 常规浮选

表1显示了典型的标准实验室岩心复合物的浮选试验结果。粗选清除剂中的铜回收率为93%，精矿中的铜含量约为14%，砷含量约为1.3%。经过一个阶段的清洁后，清洁精矿的品位提高到了24%的铜，铜的回收率为91%。然而，清洁精矿的砷品位非常高，为2.3%As。

表1 粗浮选浮选和使用常规浮选对钻芯复合材料进行一阶段清洁的典型结果

2.3 使用纸浆电位控制进行砷分离

图1中的数据清楚地表明，在pH值为-25和+50mV SHE的pH范围内，钙铁矿和黄铜矿之间存在一个分离窗口，因此应该有可能将磁铁矿选择性地从黄铜矿中浮起。

当pH为12时组分回收率（浮选4分钟后）与纸浆电位的关系图。结果表明，在-200至-130mV之间SHE有一个区域，可以从其他非钙云母铜矿（NTCu）中浮出钙云母。该区域的砷回收率在80%至90%之间，而NTCu的回收率约为30%。低于-200mV SHE时，钙钛矿的浮选性开始降低，高于-130mV SHE时，其他铜矿物的浮选性开始提高，因此铜和砷之间的选择性降低。

2.4 排斥砷后的铜浮选

一旦纸浆电势升至空气定型电势（+120mV SHE），就将非ten石铜矿物质去除，以生产出低砷铜精矿，作为泡沫产品。表2显示了两个综合流程图测试的结果，其中使用上述方法生产了低砷铜精矿。

表2 钻头复合材料的集成流程图和常规清洗结果

3 总结

通过在pH 12下将纸浆电势降低至约-150mV SHE，并从其他铜矿中浮选出蓝宝石，可将其与块状铜-砷精矿分离。所测试的钻头的头部等级为0.11%，其中含有砷和1.2%的铜，可以生产出低砷的高铜精矿，其中含有52%的云母钙铜，含量为2600ppm。

计算机模拟显示，对于包含更多典型砷和铜含量（即200ppm砷和1%铜）的进料，分离效率应足以将产品中约61%的铜集中到低于当前冶炼厂的罚款水平。极限是2000ppm As。