銅礦石提高回收率的選礦新工藝探究

（紫金（廈門）工程設計有限公司，福建 廈門 361009）

某銅礦隨著開采時間的不斷推移以及開采力度的不斷增大，使得了當前該銅礦也由最初的露天開采轉變成了地下開采。相比較于露天開采，地下開采不僅難度更大，并且所開采的銅礦石質量也有所下降。現階段所開采出來的銅礦石中，大多數為多金屬共生礦，并且這些銅礦石也都有著不同程度的氧化情況。之前在對銅礦進行開采的時候，采取的工藝是銅硫混浮-銅硫分離工藝，對于這一工藝的使用，使得銅回收率在55%～70%之間波動[1]。為了進一步提升銅礦石的銅回收率，該開采公司研發了一種優先浮選、浮選分離相結合的選礦新工藝。對于這一新工藝的使用，使得了該銅礦的銅回收率達到了87.4%，由此可見所產生的效益是非常明顯的。

1 銅礦石性質分析

上部礦帶高銅與低銅礦中銅的含銅礦物種類相同，以銅藍為主，其次含有少量硫砷銅礦與黃銅礦。除銅礦物以外，主要的金屬礦物為黃鐵礦，高銅礦中黃鐵礦含量39.84%，低銅礦中黃鐵礦含量27.26%。非金屬礦物以石英為主，其次為明礬石，長石，綠簾石等。高銅礦中非金屬礦物總量40%，低銅礦中非金屬礦物總量68%。

2 幾種選礦方法的對比

（1）優先浮選。對所開采的銅礦石進行研究分析，發現該銅礦石中含有一定量的氧化物，并且其中硫、鐵的含量也較高。對這種礦石進行處理時，需要采取優先浮選技術，將不同的金屬礦石分離開來，從而來優先獲取目標礦石。在實際的浮選過程中，為了進一步提高礦石中銅的捕收力，經常需要加入黃藥類和酯類這兩種分離劑。以黃藥類為例，在優先浮選中添加丁黃藥，不僅成本較低，并且還能有效防止銅流失，從而提升銅的回收率。

（2）浮選分離。①黃鐵礦在銅礦石選別中的副作用。該礦物中含有一定量的黃鐵礦，正是這部分黃鐵礦的存在，直接制約了選礦指標的提高。②石灰在黃鐵礦含量高的礦漿中的作用。為了降低黃鐵礦的可浮性，使得銅礦石的銅回收效率更高，往往在浮選的時候會使用到石灰來作抑制劑，使得黃鐵礦的親水性得到有效的提升，同時減弱黃鐵礦與捕收劑之間的作用，最終實現黃鐵礦可浮性的抑制。因為黃鐵礦在強堿的環境之中，其表面會有一層FeO（OH）罩蓋，從而導致了其可浮性受到一定程度的抑制。所以，在對黃鐵礦含量較高的銅礦石進行浮選的時候，為了進一步提高選礦指標，必須加入一定量的石灰。③不同石灰用量效果比較。為了在浮選的過程中實現對銅的高效回收，需要對不同石灰用量的各項經濟指標進行研究與分析。通過對比研究我們發現，當石灰的用量在3000g/t以下時，將難以對黃鐵礦進行較好的抑制，導致銅回收的各項技術指標都不是最佳的；當石灰的用量在4000g/t以上時，雖然能夠對黃鐵礦進行有效地抑制，但同時由于石灰的用量過大，導致黃銅礦和斑銅礦表面結構容易受到OH-侵蝕，最終造成其天然可浮性會降低。所以，當石灰的用量為3000g/t時，所獲得的銅回收效益是最佳的。

（3）化學選礦法。相比較于其它選礦方法，化學選礦法不需要投入大量的投資來建設選礦系統，并且在實際的選礦過程中，對于設備和人力方面的依賴程度相對較低，在實現銅礦石銅高效回收的同時，能夠降低回收成本，實現對生態環境的有效保護。在化學選礦的過程中，一種常用的選礦方法是浸出法，浸出法的形式主要有酸浸出、細菌浸出和氨浸出這三種。通過大量的實踐研究表明，在對一些低品位的氧化銅進行銅回收時，采用浸出法的效果是十分顯著的，相應的浸出率高于90%，而酸耗率僅為6%，并且在將銅礦浸出后，其顆粒仍舊保持完好。除了浸出法這一化學選礦方法之外，地下融浸采礦法也是一種效果較好的化學選礦方法，這種選礦方法的應用原理是將某種化學溶劑注入到地下的礦巖中，從而將一些有價值的金屬溶解出來，再對相應的金屬溶液進行收集。隨著化學選礦法技術的進一步成熟，近年來國內研發出了更為有效的“浸出-萃取-電積”這一工藝流程，對于這一工藝流程的應用能夠極大的提供銅的回收率，相信隨著相關技術的進一步成熟，更多先進的化學選礦法將會得到廣泛地應用[2]。

3 試驗分析

3.1 閉路試驗

閉路試驗與開路試驗在操作流程上大體相同，但閉路試驗能夠對捕收劑的用量、銅品位的變化以及最終的回收率等這些選礦細節進行更直觀的表示。為了提升閉路試驗的有效性，需要做好以下兩個方面的工作：

（1）在閉路試驗中，如果需要對中間產物進行再次試驗加工，一定要適當地減少對捕收劑的使用。

（2）由于中間產物可能會帶有一部分的水分，因此在進行閉路試驗時，需要盡可能地避免用水進行沖洗，以免造成試驗誤差。試驗結果如表1所示。

表1 浮選流程對比試驗結果

表2 浮選流程對比試驗結果

3.2 浮選試驗

根據對比試驗結果可知，對高硫低銅礦樣，流程④：銅優先浮選-再磨精選-銅尾選硫浮選流程指標有優勢，最終得到銅精礦含銅26.93%、金5.90g/t，銅、金回收率88.39%、28.15%；硫精礦含銅0.46%、金2.85g/t，銅、金回收率7.05%、63.47%的指標。

在實際生產過程中需要在滿足銅精礦銅品位出售條件下，盡量提高銅精礦產率，適當降低銅精礦銅品位，將硫精礦中部分黃鐵礦包裹金進入銅精礦，提高銅金回收率，同時降低精礦中砷含量。

3.3 試驗效果

優先浮選、浮選分離工藝不但有利于保證精礦的品位，而且在一定程度上還能使得銅的回收率得到提升。

4 結語

總而言之，隨著開采年限的不斷增加，礦山表層的銅礦資源將會不斷減少，這樣開采公司只能從地底下進一步進行銅礦的開采工作[3-6]。不過隨著開采深度的不斷加深，所開采出來的銅礦石中的成分將會變得更加復雜，這樣將會對銅礦石的分選工作帶來一定的不便。

為了進一步提升銅礦石的回收效率，需要對當前的選礦工藝進行不斷的創新，使其更加符合后續銅礦石的開采操作。本文所采用的一種新的選礦技術是優先浮選、浮選分離的工藝，通過相應的試驗研究表明這一工藝的應用在提升銅礦石回收效率方面有顯著的效果，因此值得在后續的銅礦開采過程中推廣應用。