某含铜高硫磁铁矿铜硫分离工艺降低石灰用量试验

杨会兵 王俊浩 马妮娅

（安徽省庐江龙桥矿业有限公司）

某矿山为含铜高硫磁铁矿，采用阶磨阶选工艺回收磁铁矿后，磁选尾矿进入浮选回收铜、硫，因硫高铜低，为保证铜精矿品位，浮选工艺石灰用量较大。石灰作为黄铁矿的抑制剂，可提高黄铁矿的亲水性或阻止黄铁矿与捕收剂作用，使其可浮性受到抑制。然而，长期大量补加石灰，导致生产循环水pH值偏高，浮选溜槽冲洗水闸阀易结垢、卡死等，维护工作量大，同时对公司后期环保带来压力，故开展了降低石灰用量试验，以达到降本增效的目的。

1 矿石性质

1.1 矿物组成

矿石中的主要工业金属矿物为磁铁矿，含有少量的赤铁矿、镜铁矿、磁赤铁矿、穆磁铁矿及褐铁矿等，还含有微量的闪锌矿、白铁矿、辉铜矿、兰辉铜矿、斑铜矿、辉钼矿、毒砂、硫砷钴矿、方铅矿、铁闪锌矿、银金矿等；矿石中的脉石矿物成分复杂，以长石-石英、绿泥石-绿云母、透辉石、透闪石-阳起石等为主，其次为多种碳酸盐矿物，还有少量的石榴石、绿帘石、电气石、石膏等；可综合回收的矿物主要为黄铁矿和黄铜矿［1-2］。

1.2 矿石结构构造及矿物嵌布特性

矿石构造主要是块状构造和浸染状构造，脉状构造分布较广，但规模小，团块状构造、条带状构造和角砾状构造在局部地段偶有出现。矿石结构主要有自形晶、半自形晶、他形晶结构和交代结构，还有乳浊状结构、放射状、束状、架状结构、包含结构、胶状结构等。磁铁矿及磁铁矿-磁赤铁矿-赤铁矿组合以单晶或集合体形式浸染于脉石中，呈毗邻嵌布或包裹体嵌布。脉状磁铁矿等早期磁铁矿和脉石互相穿插。

黄铁矿多呈不规则状、条带状、透镜状、脉状集合体与脉石和磁铁矿毗邻嵌布，也包裹交代铁矿物和脉石。黄铜矿多数与黄铁矿呈不规则状互嵌且嵌布紧密，与铁矿物呈浸染状、星点状嵌布，与脉石多呈浸染状、脉状嵌布，闪锌矿中普遍有乳浊状黄铜矿微粒分布其中。

磁铁矿单晶粒度一般为30～200μm，少量为10～30μm，最大为200～500μm，甚至更大，但实测粒度小于单晶粒度，更小于集合粒度。

1.3 矿石化学多元素分析及物相分析

原矿化学多元素分析及铁、硫物相分析结果见表1～表3。

注：Ag含量单位g/t。

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2 浮选工艺及石灰补加原则

2.1 浮选工艺介绍

原矿经磁选工艺回收磁铁矿后，尾矿经浓缩后进入浮选回收铜、硫，浮选工艺采取先铜硫混浮、精矿再磨，最后铜、硫分离的选别流程［1］。铜、硫混浮采取1粗1精2扫工艺，混合精矿经旋流器和球磨机组成闭路，经磨矿分级后，旋流器溢流进入铜、硫分离选别铜硫精矿，铜硫分离工序添加石灰抑硫浮铜，采取1粗2精2扫工艺，最终选出铜品位18%以上的铜精矿，硫品位45%以上的硫精矿。浮选工艺流程见图1。

2.2 石灰补加原则

石灰配制好后由泵输送至铜硫分离粗选、精选2个石灰搅拌桶，精选石灰通过2根管道分别补加给铜精选1和铜精选2。

3 工业试验

3.1 药剂性质

BK506是一种新型高效硫铁矿抑制剂，在浮选铜矿、铅矿、锌矿单一金属矿时，代替石灰或与石灰配合使用效果较佳，对黄铁矿、磁黄铁矿等有较好的抑制作用，而对黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等抑制作用微弱。

3.2 试验室选别试验研究

3.2.1 粗选石灰用量试验

在BK506用量20 g/t的条件下进行粗选石灰用量试验［3］，试验流程见图2，结果见表4。

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由表4可知，随着石灰用量的增加，粗精矿铜品位升高，铜回收率下降［4］；当石灰用量为5 000 g/t时，可兼顾粗精矿的铜品位和铜回收率。

3.2.2 粗选BK506用量试验

在石灰用量5 000 g/t的条件下进行粗选BK506用量试验，试验流程见图3，试验结果见表5。

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由表5可知，随着BK506用量的增加，粗精矿铜品位升高，铜回收率降低，综合考虑，粗选BK506用量100 g/t为宜。

3.2.3 给矿再磨抑制剂开路试验

根据现场生产流程，取现场混合精矿样开展试验室再磨开路试验，再磨后进行石灰+BK506和石灰2种抑制剂的开路对比试验［5］，试验流程见图4，试验结果见表6。

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由表6可知，采用石灰+BK506组合药剂和单独使用石灰的铜精矿品位和回收率接近，而单独使用石灰需要5 000 g/t，石灰+BK506组合用量分别为（1 000+100）g/t即可，使用BK506后石灰用量为单独使用石灰用量的20%；因此，使用石灰+BK506组合抑制剂处理该矿。

3.3 现场工业试验

BK506取代石灰工业试验于2021年3月11日开始添加BK506，铜硫分离粗选石灰用量减半，3月12日根据试验指标，铜硫分离粗选石灰停止添加，BK506用量不变，截止3月14日，工业试验期间生产指标见表7。

由表7可知，采用BK506工业试验生产累计11个班次，铜精矿中铜品位平均值为18.32%，硫精矿中硫品位平均值为45.60%，硫精矿中铜品位平均值为0.064%，整体指标表现正常；通过现场工业生产和试验室结果表明，BK506能取代铜硫分离粗选石灰，不影响铜硫分离选别指标。

4 铜硫分离降低石灰用量指标对比

工业试验结束后该矿铜硫分离一直采用石灰+BK506组合抑制剂的生产模式，石灰+BK506组合抑制剂和采用单一石灰抑制剂生产指标对比见表8。

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由表8可知，使用组合抑制剂后石灰单耗显著降低，降低幅度达44.06%；在原矿铜硫品位下降的情况下，铜、硫精矿指标保持正常，且铜、硫回收率略有提升；同时因石灰单耗降低，现场生产回水水质得到有效改善，且大大改善了浮选各作业的冲洗水闸阀结垢、卡死等现象，为公司后期环保提供了有利保障。

5 经济效益分析

该矿山年产矿石300万t，磁选后尾矿约95万t/a，采用单一石灰抑制剂成本407 550元，采用BK506+石灰组合抑制剂成本合计258 362元；另外，使用BK506药剂停运了分离粗选石灰搅拌桶1台，节约设备运行成本8.35万元；综合分析，使用组合抑制剂每年可节约运行成本23.27万元，经济效益显著。

6 结论

某含铜高硫磁铁矿铜硫分离工艺应用新型浮选药剂BK506后，原石灰用量得到显著降低，应用BK506+石灰组合抑制剂的模式相比单一使用石灰抑制剂模式，每年可节约运行成本23.27万元，闸阀结垢、回水水质超标等问题均得到有效改善，保障了该矿的生产顺行及可持续发展。

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