贊比亞某復雜銅鈷礦選礦工藝研究

胡欽印，葉岳華，王立剛

（1.北京科技大學，北京100083；2.中色非洲礦業有限公司，北京110105；3.北京礦冶研究總院礦物加工科學與技術國家重點實驗室，北京 102600）

贊比亞某復雜銅鈷礦選礦工藝研究

胡欽印1，2，葉岳華3，王立剛3

（1.北京科技大學，北京100083；2.中色非洲礦業有限公司，北京110105；3.北京礦冶研究總院礦物加工科學與技術國家重點實驗室，北京 102600）

本文針對贊比亞某銅鈷礦進行了工藝礦物學研究，在其基礎上進行了詳細的選礦試驗研究。根據礦石中銅、鈷礦物的可浮性差異，通過使用高效選擇性捕收劑BK404，采用優先選銅－尾礦選鈷的工藝流程，最終獲得實驗室小型閉路試驗結果為：銅精礦含銅32.48%，回收率89.75%；鈷精礦含鈷1.58%，回收率46.75%。

銅鈷礦；黃銅礦；斑銅礦；硫銅鈷礦；BK404

銅鈷礦石的礦物組成較單一硫化銅礦石更為復雜，屬難選礦石。該銅鈷礦位于贊比亞西北部銅帶省地區，埋深于地下1000m 處［1－2］。礦石中可回收的金屬礦物主要銅礦物和含鈷礦物，主要脈石礦物為石英、綠泥石、白云石和云母等，具有嵌布關系復雜、易泥化的特點，對浮選過程中有用礦物的上浮有一定影響。結合以上因素，本論文較系統的研究了適合處理該礦石的選別工藝。

1 礦石性質

1.1 原礦主要化學成分及物相分析

該試驗礦樣主要化學成分分析結果見表1，銅、鈷物相分析分別見表2、表3。

1.2 礦石中礦物組成

礦石中礦物組成復雜，主要成分以銅、鐵、硫為主，其次含有鈷，以及微量的金、銀等金屬，其中銅、鈷是主要的可回收的金屬礦物。其中銅礦物主要為黃銅礦、斑銅礦等；鈷礦物主要為含鈷黃鐵礦、硫銅鈷礦；含硫礦物有黃鐵礦。脈石礦物主要有石英、綠泥石、白云石和云母等。

1.3 銅鈷礦物的嵌布特征

礦石中的主要含銅礦物為黃銅礦，呈他形細粒狀及粒狀集合體形式存在于脈石中，顆粒粗細不均勻，少部分黃銅礦與含鈷礦物的嵌布關系也較密切，多以連生體形式存在。

礦石中鈷礦物主要為含鈷黃鐵礦以及硫銅鈷礦主要以他形粒狀，少量以半自形粒狀產出，單獨或以脈狀充填在黃鐵礦粒間和間隙中。并與黃銅礦嵌布關系密切，二者常共產出，形成集合體顆粒，常有細粒鈷礦物包裹在黃銅礦中。

表1 礦石主要化學成分分析結果/%

表2 原礦銅物相分析結果/%

表3 原礦鈷物相分析結果/%

2 試驗研究

2.1 原則流程方案

銅鈷礦選礦方法主要包括銅鈷混浮、優先浮選以及部分優先等工藝流程［3－5］。根據該礦石礦物組成及化學成分分析，以及銅、鈷礦物的可浮性差異，確定采用優先選銅－尾礦選鈷的優先浮選工藝流程進行試驗研究。

2.2 銅浮選

優先選銅時采用高效選擇性捕收劑BK404作為捕收劑。BK404是北京礦冶研究總院近年研制和應用的一種高效銅硫礦捕收劑，具有流動性好、使用添加方便、化學性質穩定等特點。

2.2.1 磨礦細度試驗

粗選磨礦細度試驗是在p H值為11.0條件下，BK404作為捕收劑，BK201作為起泡劑進行銅浮選，得到銅粗精礦；選銅尾礦添加HHC作為選鈷捕收劑進行鈷浮選，得到鈷粗精礦和尾礦。試驗結果見圖1。從試驗結果可以看出，隨著磨礦細度的增加，銅品位呈下降趨勢，回收率略有提高，鈷粗精礦品位變化不明顯，鈷回收率略有降低。

圖1 磨礦細度試驗結果

2.2.2 p H 試驗

在固定磨礦細度、捕收劑和起泡劑用量的條件下，改變石灰用量調節礦漿p H值，分別進行銅、鈷浮選作業，得到銅粗精礦和鈷粗精礦，試驗結果見圖2。試驗結果顯示，隨著p H的提高，銅品位逐漸降低，銅回收率逐漸增加，鈷回收率也隨之增加。

圖2 p H試驗結果

2.2.3 捕收劑用量試驗

在固定磨礦細度、p H值以及起泡劑用量條件下，進行捕收劑用量試驗（圖3）。

圖3 捕收劑用量試驗結果

2.2.4 銅精選抑制劑種類試驗

水玻璃、石灰等常用作浮選過程脈石礦物的抑制劑，也常用于銅鈷礦選礦過程精選抑制劑［6－8］。采用銅粗精礦作為給礦，添加不同的抑制劑進行銅精選條件試驗，試驗結果見圖4，從圖4中試驗結果可以看出，BK526具有較好的抑制效果，能獲得較高的銅精礦品位。

2.3 鈷浮選

選銅的尾礦作為給礦，進行選鈷試驗。根據前文中工藝礦物學研究結果可知，礦石中含鈷礦物主要是硫鈷礦，因此，采用捕收能力較強的H HC作為選鈷的捕收劑。

2.3.1 鈷粗選捕收劑用量試驗

鈷粗選捕收劑用量試驗結果見圖5，從試驗結果可以看出，隨著捕收劑用量的增加，鈷粗精礦品位逐漸降低，回收率逐漸增加。

2.3.2 鈷粗選活化劑種類試驗

為了進一步提高鈷回收率，進行鈷粗選的活化劑種類試驗。分別采用硫化鈉、硫酸以及硫酸銅等作為活化劑，試驗結果見圖6，從試驗結果可以看出，添加不同的活化劑之后鈷的回收率均沒有顯著變化。

圖4 銅精選抑制劑種類試驗結果

圖5 鈷粗選捕收劑用量試驗結果

圖6 鈷粗選活化劑種類試驗結果

2.3.3 鈷精選抑制劑種類試驗

采用鈷粗精礦作為給礦，添加不同的抑制劑進行精選條件試驗，試驗結果見圖7，從圖7中可以看出，BKYL具有較好的抑制效果，能獲得較高的鈷精礦品位。

2.4 全流程閉路試驗

優先選銅－尾礦選鈷的優先浮選工藝全流程閉路試驗流程見圖8，試驗結果見表4。

圖7 鈷精選抑制劑種類試驗結果

圖8 全流程閉路試驗流程

表4 全流程閉路試驗結果

3 結語

1）礦石中銅、鈷礦物主要以硫化物形式出現，銅、鈷氧化率不高，屬銅鈷原生硫化礦。礦石中主要銅礦物有黃銅礦、斑銅礦等，含鈷礦物主要有硫鈷礦、硫銅鈷礦等。

2）原礦主要化學成分分析結果為，原礦含銅1.81%，含鈷0.077%，含硫2.49%。

3）原礦樣品物相分析結果表明，礦石中硫化銅中銅含量占總銅的96.74%，硫化鈷中鈷占總鈷的95.84%。

4）通過使用高效選擇性捕收劑BK404，采用優先選銅－尾礦選鈷的優先浮選工藝流程，最終獲得實驗室小型試驗閉路結果為：銅品位32.48%%，銅回收率89.75%的銅精礦和鈷品位1.58%，鈷回收率46.75%的鈷精礦。

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Research into the mineral processing on the complex copper－cobalt ore in Zambia

HU Qin－yin1，2，YE Yue－hua3，WANG Li－gang3
（1.Beijing university of Science and Technology，Beijing 100083，China；2.China Nonferrous Mining Group，the Africa Mining Co.，Ltd.，Beijing 110105，China；3.State Key Laboratory of Mineral Processing Science and Technology，Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy，Beijing 102600，China）

The paper researched the process mineralogy on the copper－cobalt ore in Zambia，based on which the experimental research has been done particularly.According to the different flotability between copper and cobalt ore，by using high selective collector BK404，with preferential separation process of copper and then float cobalt，the final results of laboratory close circuit are：copper concentrate assaying Cu 32.48%，recovery of Cu 89.75%；and cobalt concentrate assaying Co 1.58%，recovery of Co 46.75%.

copper－cobalt ore；chalcopyrite；bornite；carrollite；BK404

葉岳華（1984－），男，江西玉山人，工程師，碩士，從事有色金屬選礦工藝與藥劑研究。E－mail：yeyuehua＠bgrimm.com。

TD952.1

A

1004－4051（2014）S2－0281－03

2014－09－15

胡欽印（1964－），男，在贊比亞中色非洲礦業有限公司從事選礦工作。