近年来国家通过一系列的经济政策、产业政策和技术政策,大力提倡铜资源领域加快发展循环经济,对一次资源开发利用过程中所产生的各种含铜废弃物进行回收重复利用,受企业委托,我们发展了一系列某铜尾矿资源综合利用的研究工作。
某铜矿是中国较大的氧化铜矿之一,经过30多年的露天开采,产生尾矿800万t,尾矿中含铜0.5%~1.2%,铜总金属量超过6万t。某铜矿采用离析-浮选工艺回收原矿中的铜、经过离析焙烧,尾矿中的铜赋存状态较原矿发生了较大变化,铜结合率高、品位低、泥化程度高、脉石活性强等特点是尾矿中铜选别的技术难题。氧化铜矿的可选性取决于铜矿物的种类、脉石的组成、矿物与脉石共生关系以及含泥量等因素,处理方法大致分为浮选法和浸出法,浮选分为直接浮选和硫化浮选,浸出分为氨浸、酸浸、细菌浸出等。选冶联合的方法在某些铜尾矿的处理中也能得到较好的指标。根据某铜矿尾矿的性质以及我们以前做过的工艺对比研究,我们采用硫化浮选回收铜尾矿中的铜。
试验矿样取自某铜矿尾矿库,三个尾矿样多元素及铜物相分析结果显示,尾矿中铜的氧化率很高,脉石主要为硅和铝盐,铜在成矿和前期处理过程中与硅、铁和铝的盐类及其氧化物形成结合性氧化铜,导致铜结合率偏高。放大镜下偶尔能见未焙烧完全的孔雀石矿物及少量蓝铜矿、金属矿和硫化铜等。试验选用丁基黄药作为捕收剂,硫化钠、氯化铵、硫酸铜作为调整剂,松醇油作为起泡剂,所用药剂均为工业醇。浮选试验在1L的FDX型浮选机中进行,采用单因素试验的方法,即每一个条件试验只变动一个参数,其他保持不变,通过系列试验得出此尾矿浮选的最佳条件。此铜尾矿铜的浮选回收率跟磨矿细度有密切的关系,铜回收率随着磨矿细度升高而升高,当磨矿细度达到97%,-74μm的时候,铜粗精矿回收率可达到49.92%,粗精矿铜品位为4.34%,粗选铜富集比为6倍,浮选效果良好。由于尾矿中铜嵌布不均匀,铜结合率高,容易上浮的粗粒金属铜及硫化铜只占极少部分,所以在较低的磨矿细度下虽然铜粗精矿品位高,但是很难达到理想的回收率。在硫化浮选中,控制硫化钠用量是关键。有研究表明,在ph5~11,硫化剂在水中分解有一个临界浓度,低于它,起活化作用,黄药类捕收剂会吸附,矿物上浮;高于它则对矿物其抑制作用。硫酸铜是浮选常用的活化剂,理论上如果硫酸铜能吸附到矿物表面形成活化中心,有利于黄药类捕收剂的选择吸附。通过试验可以得出,硫酸铜对此尾矿铜的浮选并无明显效果,分析原因有可能是硫酸铜在矿物表面未能与矿物晶体中的Cu置换形成活化中心,吸附不牢固;再者硫酸铜为酸性活化剂,加入后矿浆电位及ph值都出现下降,影响了捕收剂的吸附。
多元素及物相分析结果表明,某铜矿尾矿中铜氧化程度高,结合率高,品位低,泥化严重,分离难度大。硫化浮选对此尾矿铜浮选的效果良好,两次粗选、一次扫选、两次精选的开路试验结果表明,ph值8.5左右,矿浆浓度30%,浮选时间20min的条件下是可以得到品位18.63%的铜精矿,铜回收率53.28%。