云南某銅礦石浮選試驗

余 力 劉全軍 宋建文 高 揚 冉金城

(1.復雜有色金屬資源清潔利用國家重點試驗室，云南 昆明650093;2.昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明650093)

銅是國民經濟建設不可或缺的一種金屬，其具有良好的導電性、延展性、耐腐蝕性，在電子技術、電機制造等行業應用廣泛。銅在當前世界金屬消費量中居第三位，僅次于鐵和鋁。隨著工業的迅速發展，銅的需求量增長迅速，我國雖是銅資源大國，但銅礦石生產仍無法滿足冶煉要求。對我國現有的銅礦資源進行充分合理的開發，對確保我國銅資源供應具有重要意義［1］。銅屬于親硫元素族，在自然界中主要以硫化物形式存在。硫化銅礦物大多具有較好的可浮性，隨著易選硫化銅礦資源不斷被開發與消耗，對氧化銅礦進行開發利用成為保障我國銅需求量的重要途徑［2］。云南某銅礦石氧化程度較高，銅礦物種類多，不同礦物可浮性差異大。為實現該資源的綜合利用，對其進行了選礦試驗研究，以為該礦石的合理開發提供技術依據［3］。

1 原礦性質

云南某銅礦石金屬礦物主要為黃銅礦、輝銅礦、孔雀石、硅孔雀石，脈石礦物主要為石英、白云石、石榴石、方解石。原礦化學多元素分析結果見表1，銅物相分析結果見表2。

表1 原礦化學多元素分析結果Table 1 Chemical composition analysis results of raw ore %

表2 原礦銅物相分析結果Table 2 Copper phase analysis results of raw ore %

由表1、表2 可以看出:原礦主要有用元素為銅，伴生銀可綜合回收;主要雜質成分SiO2含量為41.54%，有害元素砷含量較低;銅主要以氧化銅的形式存在，以游離氧化銅形式存在的銅占總銅的42.31%，以結合氧化銅形式存在的銅占總銅的10.84%，以原生硫化銅形式存在的銅占總銅的38.58%。

2 試驗結果與討論

礦石銅礦物種類多，氧化銅礦物與硫化銅礦物之間可浮性差異大，因此，采用硫化銅優先浮選、再浮選氧化銅流程進行試驗。

2.1 硫化銅粗選試驗

礦石脈石礦物主要是石英等硅酸鹽礦物，為了減少脈石礦物產生的礦泥所帶來的不利影響，采用碳酸鈉調整礦漿pH，水玻璃抑制硅酸鹽等脈石礦物。硫化銅粗選試驗流程如圖1 所示。

圖1 硫化銅粗選試驗流程Fig.1 Flowsheet of copper sulfide rough flotation

磨礦細度是影響選礦指標的重要因素，合理的磨礦細度是獲得較好選礦指標的前提［4］。在丁基黃藥用量為150 g/t 條件下進行磨礦細度試驗，結果見圖2。

由圖2 可知:隨著磨礦細度的提高，粗精礦1 銅品位和回收率均先逐漸提高后降低，當磨礦細度為－0.074 mm占78.91%時，粗精礦1 銅品位和回收率均達到最高。綜合考慮，確定磨礦細度為－0.074 mm 占78.91%。

2.1.2 丁基黃藥用量試驗

丁基黃藥是一種常見的硫化礦捕收劑，其具有捕收能力強、水溶性良好、價格低、易合成等特點。在磨礦細度為－0.074 mm 占78.91%條件下進行丁基黃藥用量試驗，結果見圖3。

圖3 丁基黃藥用量對粗精礦1 指標的影響Fig.3 Results of butyl xanthate dosage on index of rough concentrate 1

由圖3 可知:隨著丁基黃藥用量的增加，粗精礦1 銅品位先提高后降低，銅回收率逐漸提高;隨著丁基黃藥用量從120 g/t 增加到140 g/t，粗精礦1 銅品位迅速降低，銅回收率提高不明顯。綜合考慮，確定丁基黃藥用量為120 g/t。

2.2 氧化銅粗選試驗

采用圖4 流程對硫化銅粗選尾礦進行氧化銅粗選條件試驗(藥劑用量均對原礦計)。

2.2.1 硫化鈉用量試驗

圖4 氧化銅粗選試驗流程Fig.4 Flowsheet of copper oxide rough flotation

氧化銅礦物表面為離子鍵，在溶液中通過靜電吸引使礦物表面水分子極化形成定向排列的水化膜，氧化銅礦物表面呈親水狀態，捕收劑很難沖破這層水化膜與礦物表面作用。添加硫化鈉后，氧化銅礦物表面吸附S2－或HS－，使水偶極子向外層擴散或消失，水化膜遭到破壞，通過硫化作用形成的CuS 成為捕收劑在氧化銅礦物表面吸附的媒介和橋梁［5－6］，但同時，過量的硫化鈉會對氧化銅浮選產生抑制作用。在硫酸銨用量為800 g/t、丁基黃藥為50 g/t、異戊基黃藥為100 g/t條件下，進行硫化鈉用量試驗，結果見圖5。

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圖5 硫化鈉用量對粗精礦2 指標的影響Fig.5 Results of sodium sulphide dosage on index of rough concentrate 2

由圖5 可知:隨著硫化鈉用量的增加，粗精礦2銅品位和回收率均先提高后降低;硫化鈉用量為2 000 g/t時，粗精礦2 銅品位和回收率均最高。因此，確定硫化鈉用量為2 000 g/t。

2.2.2 硫酸銨用量試驗

硫酸銨可以促進孔雀石表面硫化，提高硫化膜的穩定性，改善硫化鈉作用效果［7-8］。在硫化鈉用量為2 000 g/t、丁基黃藥為50 g/t、異戊基黃藥為100 g/t條件下，進行硫酸銨用量試驗，結果見圖6。

由圖6 可知:隨著硫酸銨用量的增加，粗精礦2銅品位和回收率均先提高后降低;硫酸銨用量為1 200 g/t時，粗精礦2 銅品位和回收率均達到最大值。因此，確定硫酸銨用量為1 200 g/t。

2.2.3 丁銨黑藥+異戊基黃藥用量試驗

固定硫化鈉+硫酸銨用量為2 000 +1 200 g/t，進行丁銨黑藥+異戊基黃藥用量試驗，結果見圖7。

圖7 丁銨黑藥+異戊基黃藥用量對粗精礦2 指標的影響Fig.7 Results of butyl xanthate+isoamyl xanthate dosage on index of rough concentrate 2

由圖7 可知:隨著丁銨黑藥+異戊基黃藥用量的增加，粗精礦2 銅品位先小幅提高后降低，銅回收率逐漸提高;當丁銨黑藥+異戊基黃藥用量大于75 +150 g/t 時，粗精礦2 銅品位快速下降，銅回收率提高不明顯。綜合考慮，確定丁銨黑藥+異戊基黃藥用量為75 + 150 g/t，此時獲得的粗精礦2 銅品位為10.38%、回收率為41.52%。

2.2.4 D2用量試驗

D2是昆明冶金研究院研制的一種新型浮選藥劑［10］，可改善氧化銅礦物的可浮性，在氧化銅浮選中作為活化劑使用，此外添加D2有利于回收原礦中伴生的銀等貴金屬。在硫化鈉+硫酸銨用量為2 000 +1 200 g/t、丁銨黑藥為75 g/t、異戊基黃藥為150 g/t條件下進行D2用量試驗，結果見圖8。

圖8 D2 用量對粗精礦2 指標的影響Fig.8 Results of D2 dosage on index of rough concentrate 2

由圖8 可知:加入活化劑D2后，粗精礦2 銅品位和回收率均先逐漸提高后降低;當D2用量為500 g/t時，粗精礦2 銅品位和回收率最高。因此，確定活化劑D2用量為500 g/t。

2.3 閉路試驗

在條件試驗的基礎上，采用圖9 流程進行了閉路試驗，結果見表3。

圖9 閉路試驗流程Fig.9 Flowsheet of closed circuit test

表3 閉路流程試驗結果Table 3 Results of closed circuit test %

表3 表明:閉路試驗獲得了銅品位為21.67%、銅回收率為77.70%、銀品位為568.35 g/t、銀回收率為70.38%的銅精礦，原礦中含10.84%的結合氧化銅是造成銅回收率較低的原因。

3 結 論

(1)云南某銅礦石銅品位為2.54%、銀品位為76.24 g/t，有害元素砷含量低。礦石金屬礦物主要為黃銅礦、輝銅礦、孔雀石、硅孔雀石，脈石礦物主要為石英、白云石、石榴石、方解石等。

(2)在磨礦細度為－0.074 mm 占78.91%條件下，以碳酸鈉為調整劑、水玻璃為脈石抑制劑、丁基黃藥為捕收劑經1 粗3 精流程進行硫化銅浮選，硫化銅浮選尾礦以D2為活化劑、硫化鈉+硫酸銨為調整劑、丁銨黑藥+異戊基黃藥為捕收劑經1 粗3 精2 掃氧化銅浮選，獲得了銅品位為21.16%、銅回收率為78.70%、銀品位為568.35 g/t、銀回收率70.38%的銅精礦，礦石中含有10.84%的結合氧化銅是造成精礦銅回收率較低的原因。

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