某高次生銅硫化銅礦選礦工藝研究

武 釗，肖 駿（.江西銅業集團公司 德興銅礦，江西 德興 3344；.湖南有色金屬金屬研究院 復雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南 長沙 4000）

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某高次生銅硫化銅礦選礦工藝研究

武 釗1，肖 駿2
（1.江西銅業集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224；2.湖南有色金屬金屬研究院 復雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410100）

摘要：針對新疆某高次生銅硫化銅礦進行選礦工藝研究。在工藝礦物學研究的基礎上，有針對性地提出了銅優先浮選—粗精礦再磨再選的工藝流程，對于原礦中次生銅礦物可浮性較差的現象，采用BP+硫氮的組合捕收劑實現了對次生銅礦物的高選擇性捕收。該工藝在原礦含Cu0.55％的條件下，全流程閉路試驗得到了銅精礦含Cu 29.22％，銅回收率94.11％的選礦指標。

關鍵詞：次生銅；硫化銅；組合捕收劑；優先浮選；工藝流程

1　引言

相比于原生硫化銅（黃銅礦CuFeS2），自然界中次生硫化銅礦物的種類較多，一般有斑銅礦Cu5FeS4、輝銅礦Cu2S、藍輝銅礦4Cu2S.CuS、銅藍Cu2S.CuS2等［1］。其中斑銅礦及輝銅礦最為常見。而常見的硫化銅礦床中斑銅礦及輝銅礦為原生硫化物氧化分解再經還原、浸染、遷移作用而生成的次生礦物［2］，所以一般高次生銅硫化礦床普遍存在著復雜的致密交代現象，結晶不完全及嵌布過細的次生硫化銅礦物的可浮性往往較差［3］。同時在磨礦過程中，由于次生銅礦物間晶格斷裂易產生大量的游離態的銅離子，造成礦漿的易被銅離子活化的黃鐵礦、閃鋅礦的可浮性驟然上升［4］，導致合格的銅精礦產品產出困難。所以在確定高含次生銅的硫化銅礦物選礦工藝及藥劑制度的過程中，兼顧原礦中目的礦物的充分解離與避免大量游離態的銅離子的產生是確定最優工藝及選礦指標的關鍵［5］。

新疆某硫化銅礦床為單一硫化銅礦床，其礦石最大的特點是：銅的賦存狀態大部分為以輝銅礦、斑銅礦為主的次生銅礦物，占總銅含量的87％以上，同時原礦中礦物嵌布粒度不均，有相當部分粒度非常細小，造成選礦指標較差。研究在工藝礦物學研究的基礎上，確定了該礦床中銅的賦存狀態及銅礦物的嵌布特性，并通過一系列的工藝流程及藥劑制度上的調整，有效解決了該礦選礦指標差、銅精礦產品產出困難的難題。

2　原礦性質

2.1原礦化學組成及礦物組成

原礦多元素分析結果如表1所示。原礦主要礦物組成及相對含量如表2所示。

表1　原礦多元素分析結果 　％

表2　 原樣主要礦物組成及相對含量 　％

2.2銅的賦存狀態

對礦石中主要的選礦目的元素銅進行了化學物相分析，結果見下表3所示。

表3　礦樣銅物相分析結果 　％

2.3原礦中銅礦物的嵌布特征

礦石中的銅礦物主要是斑銅礦、輝銅礦，其次為銅藍，少量黃銅礦。黃銅礦含量甚少，因其大多數已經變化為為斑銅礦、輝銅礦和銅藍，僅少量呈殘余態包裹于斑銅礦、銅藍、輝銅礦等次生硫化銅礦物中。斑銅礦、銅藍、輝銅礦等常見交代侵蝕黃鐵礦、磁黃鐵礦，甚至完全將黃鐵礦、磁黃鐵礦取代，局部見黃鐵礦呈殘余態的微粒被銅礦物包裹。礦物嵌布粒度不均勻，主要嵌布粒度在0.05mm以下，屬于中細粒嵌布。

2.4影響銅選礦工藝的工藝礦物學因素

該礦中主要可回收的元素為Cu，而且銅主要賦存在次生硫化銅如輝銅礦及斑銅礦之中，占總銅的87.5％，原生硫化銅含量較少。銅礦物在各個粒級均有嵌布，主要在0.05mm以下，輝銅礦、斑銅礦與黃鐵礦等脈石礦物交代侵蝕現象嚴重。原礦中脈石礦物含量最多的為石英，但經光鏡分析，有部分微細粒的斑銅礦與石英接觸嵌生，需要細磨作業才能將目的礦物解離出來。

3　試驗結果及討論

3.1原則工藝流程的確定

單一硫化銅礦石的浮選流程一般比較簡單，常用的主要有以下三種流程：

（1）一段磨礦—浮選流程。這種流程適合于處理銅礦物嵌布粒度較粗且均勻，銅礦物與脈石結合較疏松的礦石，該流程的特點是流程簡單，選礦成本低，一般在中小型銅選廠選用的較多。（2）一段磨礦—浮選—中礦再磨流程。這是一種世界上選別斑巖銅礦的單一硫化銅礦石用的較多的流程。通過粗選、掃選后丟去大量的尾礦，粗精礦或掃精礦經再磨后再選別或返回粗選循環。該流程的特點是當原礦品位低、處理量大時，可獲得較好的選礦指標與經濟效益。我國的德興銅礦選廠采用的該流程［6］。（3）階段磨礦階段選別流程。這種浮選流程適用于粗細不均勻嵌布的銅礦石，采用階段磨礦階段選別，能收早收的原則，最大限度提高目的礦物的回收率，如金川銅鈷鎳礦采用階段磨礦階段選別。

對于本研究所針對的礦石，采用浮選工藝回收銅的試驗原則是盡可能在粗磨的條件下進行浮選丟尾，降低成本，提高經濟效益，選礦指標良好。通過不同試驗方案對比，綜合考慮技術、經濟和選礦指標，確定中礦再磨的流程為該礦銅選別的原則工藝流程。

3.2銅粗選磨礦細度條件試驗

根據確定的原則工藝流程，進行了銅粗選磨礦細度條件試驗，試驗流程如圖1所示，試驗結果如圖2所示。由圖2所示的試驗結果可以看出，銅粗選階段磨礦細度越細時，銅精礦品位與回收率均提高，考慮到選用的一段磨慮到選用一段磨礦—浮選—再磨的流程的流程及后續的再磨步驟，我們在銅粗選階段磨礦細度選用73％-0.074mm左右。圖中BP為改性脂類捕收劑。

圖1　銅粗選磨礦細度條件試驗流程

圖2　銅粗選磨礦細度條件結果

3.3銅粗選捕收劑種類條件試驗

由工藝礦物學分析可知，原礦中大部分的銅的賦存狀態為次生硫化銅，由于次生硫化銅礦物尤其是微細粒的銅礦物的可浮性較原生硫化銅差，所以需添加對次生銅礦物具有高選擇性的銅捕收劑，實現對該礦石中金屬銅最大限度的回收。銅粗選捕收劑種類條件試驗流程如圖1所示，固定粗選磨礦細度為-0.074mm73％，以捕收劑種類及用量為變量，得到捕收劑種類條件試驗結果如表4所示。

由表4可看出，使用捕收劑BP與乙硫氮組合的捕收劑所得到的銅粗精礦產率最小，品位明顯高于其它組合，銅回收率與其它組合接近，可看出，使用BP+乙硫氮組合對該礦石中的次生銅礦物具有高選擇性。

表4　銅粗選捕收劑種類條件試驗結果 　％

3.4銅粗選BP用量條件試驗

本研究中所使用的BP為改性的脂類捕收劑，其兼具了起泡的作用，所以在銅浮選各作業段無需再添加起泡劑。BP用量條件試驗流程如圖1所示，固定粗選磨礦細度為-0.074mm73％，硫氮用量為167g/t，以BP用量為變量，所得試驗結果如圖3所示。

圖3　捕收劑用量結果

由圖3可看出，隨著BP用量的增大，銅粗精礦中銅金屬品位降低，金屬回收率上升，綜合考慮選礦回收率與金屬品位的關系，BP最適用量為98g/t。

3.5銅粗精礦再磨細度條件試驗

銅浮選一段粗選所得粗精礦含Cu 5.9％左右。經光學顯微鏡觀測，粗精礦中有大量的細粒斑銅礦—石英的連生體，為了得到更高品位的銅精礦產品，提高最終銅精礦金屬回收率，需進行粗精礦再磨強化單體解離，銅粗精礦再磨磨礦細度條件試驗流程如圖4所示，所得結果如表5所示。

圖4　粗精礦再磨條件試驗流程

表5　粗精礦再磨條件試驗結果％

由表5可看出，粗精礦再磨可明顯提高銅精礦中Cu品位，當再磨細度為-0.056mm占81％時，再增大再磨細度時，所得銅精礦品位不再增大，所以粗精礦再磨最適細度為-0.056mm81％。

3.6全流程開路試驗

在已有的條件試驗的基礎上進行了全流程開路試驗，試驗流程如圖5所示，所得結果如表6所示。

圖5　全開路試驗流程

表6　全開路試驗結果％

3.7全流程閉路試驗

在已有的條件試驗和開路試驗的基礎上進行了全流程閉路試驗，試驗流程如圖6所示，試驗流程為一粗兩精三掃，產出銅精礦產品和可棄尾礦。全流程閉路試驗結果如表7所示。

圖6　全閉路試驗流程

表7　全閉路試驗結果/％

由表7可看出，采用如圖6所示的工藝流程及藥劑制度處理該高次生銅硫化銅礦石，在藥劑制度及工藝流程較為簡單的條件下可得到含Cu 29.22％，Cu回收率94.11％的銅精礦。

4　結語

（1）該礦屬于高次生銅硫化同礦床，原礦中主要可回收的元素為Cu（0.55％），且銅的主要賦存狀態為以斑銅礦、輝銅礦為主的次生銅礦物。該礦中的次生銅礦物存在著明顯的與脈石礦物細粒致密交代現象，嵌布粒度不均勻，致使其選礦難度較大；

（2）研究根據其工藝礦物學特性，并結合了當前選別斑巖銅礦的單一硫化銅礦石的選礦經驗，最終確定了銅優先浮選—粗精礦再磨的原則工藝流程，該流程的重點在于在確保銅回收率的前提下降低選礦成本，即通過粗精礦再磨提高目的礦物的單體解離度，降低磨礦成本，同時有效提高精礦金屬回收率；

（3）采用乙硫氮+BP的組合捕收劑可以實現對以斑銅礦、輝銅礦為主的次生銅礦物的高選擇性的捕收；

（4）在合理的工藝流程和藥劑制度的條件下，全流程閉路試驗的指標為：銅精礦含Cu 29.22％，銅回收率94.11％。整體選礦指標良好。

參考文獻：

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［4］陳代雄，肖駿，馮木，等.越南某含次生銅的鉛鋅硫化礦浮選工藝研究［J］.有色金屬:選礦部分，2013（Zl）:98-103.

［5］肖駿，陳代雄，楊建文，等.凡口鉛鋅礦鉛鋅硫混合精礦分離試驗研究［J］.有色金屬科學與工程，2015（2）:104-110.

［6］曾永華.德興銅礦選礦工藝分析及變革構想——兼述試驗成果的偶合［J］.銅業工程，1998（2）:1-6.

Beneficiation Technology Study of a High-Secondary-Cu Copper Sulphide Ore

WU Zhao1，XIAO Jun2
（1.Dexing Copper Mine，Jiangxi Copper Corporation，Dexing 334224，Jiangxi，China； 2.Hunan Provincial Key Laboratory for Complex Copper Lead Zinc Associated Metal Resources Comprehensive Utilization，Hunan Research Institute for Non-ferrous Metals，Changsha 410010，Hunan，China）

Abstract:The benefication technology study of a high secondary-Cu and copper sulfide in Xinjiang is introduced in this paper.Based on the process mineralogy research，the technological process including preferential flotation of copper-rough concentrate regrinding is proposed.Because of the poor flotation of secondary-Cu mineral，the study uses the combined collectors which is combined with BP and sulfur-nitrogen to achieve the highly selective collecting for secondary-Cu.When the ore is with 0.55％ of Cu，the full flow test get the results that the copper concentrate contains 29.22％ of Cu，and the recovery rate of Cu is 94.11％.

Keywords:secondary-Cu；copper sulfide；combined collectors；preferential flotation；technological process

中圖分類號：TD952

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3842（2016）02-0039-05

收稿日期：2015-09-30

作者簡介：武釗（1989-），男，云南昭通人。主要從事選礦、選礦現場生產管理等研究。E-mail:76009516@qq.com