高鐵型氧化銅礦選礦工藝研究

李金良（新疆瑞倫礦業有限責任公司 哈密 839300）

高鐵型氧化銅礦選礦工藝研究

李金良
（新疆瑞倫礦業有限責任公司 哈密 839300）

針對某含銅0.65%、含鐵（TFe）31.22%的高鐵型氧化銅礦石，銅氧化率高達60%，次生泥含量大，金屬礦物間共生關系復雜。通過對比研究多種銅、鐵回收的工藝方案，最終確定采用洗礦-磨礦-銅浮選-鐵磁重選聯合的工藝流程，獲得了銅精礦中含Cu 18.02%，銅回收率72.31%；鐵精礦中含TFe 61.79%，鐵回收率52.11%的選礦指標。

洗礦 氧化銅礦 磁重聯合工藝

某高鐵型氧化銅礦是一個以銅、鐵為主，并伴生有金、鈷的多金屬礦山。原選礦工藝流程僅采用單一的浮選工藝流程回收了其中的銅礦物，即在磨礦細度為-0.074mm占85%的條件下，采用二粗三精三掃的工藝流程。因該礦石部分氧化，在碎磨過程中產生了大量的礦泥，惡化了浮選環境，導致浮選藥劑用量大，影響了銅的回收率，回收率僅為60%左右。根據類似礦山選礦研究和生產實踐［1-3］，對該礦石進行礦石性質研究和多方案對比試驗研究，銅的回收率有顯著提高，并回收了鐵礦物，以最大限度地利用好礦產資源。

1　礦石性質

1.1礦石的物質組成分析

原礦化學成分分析結果見表1，銅和鐵的物相分析結果見表2。

表1　原礦化學成分分析結果　%

表2　銅和鐵的物相分析結果

由表1結果可知，礦石中具有回收價值的元素為銅和鐵；由表2銅的物相分析結果可知，銅的氧化率較高，達到60%；鐵礦物中磁性鐵為11.43%，赤褐鐵礦為18.78%。

1.2礦物組成及嵌布特征

礦石中主要金屬礦物有褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、孔雀石、黃銅礦、銅藍；其次為黃鐵礦、輝銅礦等；非金屬礦物主要有石英、云母、粘土礦物；其次為白云石、長石、綠泥石等。礦石中的硫化銅礦物以黃銅礦為主，其次為銅藍、斑銅礦。黃銅礦主要呈它形粒狀，多嵌布在石英粒間，也嵌生于黃鐵礦、磁鐵礦粒間；黃銅礦的嵌布粒度主要集中在0.03～0.10mm之間。

礦石中銅的氧化礦物主要是孔雀石、硅孔雀石，其中以孔雀石為主；孔雀石呈針柱狀，其集合體呈放射狀存在于石英、赤褐鐵礦粒間，其嵌布粒度粗細不均，粗者達1.5mm，細者在0.03mm以下，主要集中0.02～0.08mm之間。礦石中赤褐鐵礦主要與孔雀石接觸嵌生；其次與云母、黃銅礦接觸嵌生，并有交代孔雀石、硅孔雀石的現象，其嵌布粒度主要集中在0.05～0.5mm之間。

2　選礦試驗研究

2.1不同磨礦細度浮選試驗

磨礦細度對礦物的浮選指標影響較大［4-5］。為充分回收礦石中的含銅、鐵有價礦物，首先進行磨礦細度試驗研究，考查不同磨礦細度條件下的回收效果，不同磨礦細度浮選試驗工藝流程見圖1，試驗結果見表3。

由表3結果可知，隨著磨礦細度的增加，粗精礦中銅回收率逐漸提高，銅品位呈下降趨勢；在磨礦細度高于-0.074mm占82%后，粗精礦中銅品位繼續下降，而回收率無明顯提升。綜合考慮銅的選礦指標及金屬礦物的解離度，選擇磨礦細度為-0.074mm占82%。

圖1　不同磨礦細度浮選試驗工藝流程

磨礦細度（-0.074mm）65 76 82 91產品名稱銅粗精礦尾礦合計銅粗精礦尾礦合計銅粗精礦尾礦合計銅粗精礦尾礦合計產率7.15 91.23 98.38 8.15 91.23 99.38 8.77 91.23 100.00 9.44 90.56 100.00銅品位5.78 0.21 0.65 5.39 0.21 0.65 5.23 0.21 0.65 4.89 0.21 0.65銅回收率63.58 29.47 93.05 67.58 29.47 97.06 70.56 29.47 100.04 71.02 29.26 100.28

2.2選礦方案試驗研究

2.2.1銅選礦工藝對比試驗

礦石中有價金屬礦物為含銅礦物和赤褐鐵礦，且嵌布粒度粗細不均勻，故針對礦石性質特點，進行了洗礦-磨礦-銅浮選-鐵磁重選、磨礦-浮選、磨礦-脫泥-銅浮選、磨礦-磁重選-銅浮選工藝4種工藝對比試驗研究［6-8］。

（1）洗礦-磨礦-銅浮選-鐵磁重選工藝

該方案試驗采用洗礦脫泥-磨礦-二粗三精三掃-一次磁選-一次重選工藝流程，試驗工藝流程、藥劑用量與操作見圖2，試驗結果見表4。

由表4結果可知，獲得的銅精礦中含Cu 18.02%、銅回收率為72.31%；鐵精礦中含TFe 61.79%、鐵回收率為52.11%，表明洗礦-磨礦-銅浮選-鐵磁重選方案選礦效果較好。其中洗礦作業的脫泥產率為7.84%，泥中含銅0.97%。

圖2　洗礦-磨礦-銅浮選-鐵磁重選方案試驗工藝流程

表4　洗礦-磨礦-銅浮選-鐵磁重選方案試驗結果　%

（2）磨礦-銅浮選方案試驗

在回收含銅礦物的同時，考慮不預先脫泥的可行性，進行磨礦-銅浮選方案試驗研究，試驗工藝流程見圖3，試驗結果見表5。

表5　磨礦-銅浮選方案試驗結果　%

由表5結果可知，磨礦-銅浮選方案試驗采用二粗三精三掃，獲得的銅精礦中含Cu 16.79%，回收率為67.32%，銅精礦品位不高，且銅回收率較低。

（3）磨礦-脫泥-銅浮選方案試驗

為查明脫泥產品對銅浮選的影響，進行磨礦-脫泥-銅浮選方案試驗研究，試驗工藝流程見圖4，試驗結果見表6。

圖4　磨礦-脫泥-銅浮選方案試驗工藝流程

表6　磨礦-脫泥-銅浮選方案試驗結果　%

由表6結果可知，磨礦-脫泥-銅浮選方案的脫泥產品中含Cu 0.98%，回收率為12.83%，可見脫泥產品中Cu品位較高。二次粗選得到的銅粗精礦中含Cu 4.37%，回收率為62.74%。

（4）磨礦-磁重選-銅浮選方案試驗

先通過磁重選回收赤褐鐵礦，再擬采用浮選回收含銅礦物，即磨礦-磁重選-銅浮選方案。試驗工藝流程見圖5，試驗結果見表7。

由表7結果可知，磨礦-磁重選-銅浮選方案采用一次磁選、一次重選工藝，獲得的鐵精礦中含TFe 59.29%、鐵回收率為53.06%，含Cu 0.24%、銅損失率為10.26%，故Cu在鐵精礦中的損失率較大。

圖5　磨礦-磁重選-銅浮選方案試驗工藝流程

表7　磨礦-磁重選-銅浮選方案試驗結果　%

通過進行洗礦-磨礦-銅浮選-鐵磁重選、磨礦-浮選、磨礦-脫泥-銅浮選、磨礦-磁重選-銅浮選4種方案的對比試驗，確定采用先浮選銅、后鐵回收的選礦工藝，其中銅浮選工藝為洗礦-磨礦-銅浮選工藝，后續對浮銅尾礦進行選鐵回收方案對比。

2.2.2浮銅尾礦鐵選礦回收方案試驗

采用洗礦-磨礦-銅浮選的尾礦作為給礦，進行了鐵選礦回收方案試驗，分別為單一磁選方案、單一重選方案、磁選-離心機重選方案［5，8］。

（1）單一磁選方案試驗

單一磁選方案試驗的工藝流程見圖6，試驗結果見表8，其中磁選設備為小型磁選管Φ80mm。

圖6　單一磁選方案試驗工藝流程

表8　單一磁選方案試驗結果　%

由表8結果可知，采用單一磁選方案獲得的鐵精礦中含TFe 46.59%，作業鐵回收率為48.93%。故磁選精選得到鐵精礦品位較低。

（2）單一重選方案試驗

單一離心機重選方案試驗的工藝流程見圖7，試驗結果見表9，其中離心機為Slon400離心選礦機，轉速為400轉/min，給礦濃度為15%。

圖7　單一重選方案試驗工藝流程

表9　單一重選方案試驗結果　%

由表9結果可知，采用單一離心機重選方案獲得的鐵精礦中含TFe 51.21%，作業鐵回收率為38.58%。離心機重選得到的鐵精礦品位不高，且作業回收率很低。

（3）磁選-重選方案試驗

綜合單一磁選和單一離心機重選的選礦指標，采用磁選-離心機重選工藝處理銅浮選尾礦，其工藝流程見圖8，試驗結果見表10。

圖8　磁選-重選方案試驗工藝流程

表10　磁選-重選方案試驗結果　%

由表10結果可知，采用磁選-離心機重選方案試驗獲得的鐵精礦中含TFe 61.79%，作業鐵回收率為53.34%。通過進行3種鐵回收工藝流程方案的對比試驗，確定采用磁選-離心機重選方案作為鐵礦物的選礦工藝流程。

3　產品檢查

對推薦工藝流程獲得的銅精礦、鐵精礦產品進行了主要化學成分分析，分析結果見表11和表12。

表11　銅精礦產品化學成份分析結果　%

表12　鐵精礦產品化學成份分析結果　%

由表11和表12可知，銅精礦中有害元素As含量為0.15（小于0.5%），符合產品質量要求；鐵精礦中硫、磷含量均符合要求。

4　結語

（1）高鐵型氧化銅礦石中的含銅0.65%、含鐵（TFe）31.22%，其有價金屬為銅和鐵；銅主要以孔雀石、黃銅礦、銅藍存在，其氧化率為60%；鐵主要以褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦存在。非金屬礦物主要為石英、云母、粘土礦物等。

（2）對銅、鐵回收的對比試驗表明，采用洗礦-磨礦-銅浮選-鐵磁重選工藝效果較好。洗礦作業脫泥產率脫泥產率為7.84%，當入選粒度為-0.074mm占82%時，經二粗三精三掃浮選流程獲得含Cu 18.02%，銅回收率72.31%的銅精礦；銅尾礦經磁重選工藝獲得含TFe 61.79%，鐵回收率52.11%的鐵精礦。

（3）鐵精礦品位不高的原因是由于鐵礦物嵌布粒度較細和褐鐵礦含量較高造成的，后續可采用反浮選進一步提高鐵精礦質量。

［1］湯優優，雷霆，張漢平.某復雜氧化銅礦選礦工藝試驗研究［J］.金屬礦山，2010，09:59-62.

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收稿：2016-03-25

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.04.022