云南某含泥硫化銅礦選礦試驗研究

張自江，李自剛，李 輝

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

1 礦石性質

1.1 礦石組成

銅是目前人類最早發現和使用的金屬之一，因其導電率和導熱率好、抗腐蝕能力強、抗拉強度和疲勞強度高等優點，被廣泛的應用于電氣、機械、化工、國防等工業部門[1]。目前工業上冶煉用銅原料主要來自硫化銅礦和氧化銅礦，其中硫化銅包括黃銅礦、輝銅礦、銅藍、砷黝銅礦等[2]。本文對云南某硫化銅礦進行礦石性質研究和選礦試驗研究，為該礦石的回收利用提供合理的選礦流程和工藝參數。原礦化學多元素分析、銅礦物物相分析和礦物組成及含量分析結果分別見表1、表2和表3，原礦XRD分析結果見圖1。

表1 原礦主要化學成分分析結果（WB/%）

表2 原礦銅礦物物相分析結果（WB/%）

表3 原礦礦物組成（WB/%）

圖1 原礦的XRD

由表1原礦主要化學成分分析結果可知，該試驗原料中主要有價回收組分為Cu和Fe，貴金屬Ag的含量僅為12g/t，礦石性質研究Ag在礦石中分散存在導致沒有回收利用價值，SiO2的含量最高為主要的脈石元素。經過銅礦物物相和分析可知，Cu主要是以硫化銅的形式在礦石中賦存，由此可知利用浮選工藝進行銅礦的回收。此外，對浮選工藝有害的元素As的含量和0.01%，這對該原料后期的浮選工藝較為有利，同時原礦中還含有黃鐵礦，為了得到合格的銅精礦，在浮選過程中需要對其進行抑制。

1.2 原礦粒度組成

為了了解破碎后原礦粒度特性、Cu的金屬分布率情況以及為后續磨礦過程中磨礦粒度控制情況，利用標準泰勒套篩對原礦進行粒度篩分分析，粒度分析結果見表4。

表4 原礦粒度組成分析結果（%）

根據表4原礦粒度篩分試驗結果可知，銅的品位和分布律在粗粒級均比較高，在細粒級中的分布律較低。還可以發現，原礦破碎后細粒級比較多，小于0.074mm的粒級含量占到41.30%，在后續磨礦過程要注意細粒級礦石出現過粉碎而惡化浮選指標。

2 結果與討論

2.1 磨礦細度試驗

為了獲得較好的浮選指標，在浮選前必須對其進行磨礦處理以使有用礦物充分的解離[3]。由于原礦細粒級含量較多，同時通過顯微鏡下觀察發現，小于0.074mm的粒級銅礦物已基本實現單體解離，為防止細粒級出現過粉碎而惡化浮選環境和降低磨礦能耗，所以對原礦進行預先分級，大于0.074的礦粒進行磨礦，而小于0.074的礦粒直接進入浮選作用。

在抑制劑石灰用量1100g/t，捕收劑KMS用量為80g/t，起泡劑用量為30g/t的條件下，按照圖2所示的工藝流程進行磨礦細度試驗研究，試驗結果如圖3所示。

圖2 粗選條件試驗流程圖

從圖3磨礦細度試驗結果可以看出，隨著磨礦細度的不斷變細，銅精礦的品位和回收率均先提高后降低。其拐點是在磨礦細度-0.074mm含量占80%處，由此可知當磨礦細度-0.074mm含量超過80%以后，由于已經單體解離的礦物出現過粉碎導致回收率和品位均下降的現象，因此確定磨礦細度-0.074mm含量為80%時為最佳磨礦細度。

圖3 磨礦細度試驗結果

2.2 抑制劑用量試驗

在浮選過程中礦漿的pH值對礦物的表面電性和浮選藥劑的活性均具有很大的影響[4]，本實驗采用石灰調節礦漿的pH值，石灰不僅能調節礦漿的pH值，還能起到抑制黃鐵礦的作用。所以本文就不對礦漿pH調整劑的種類進行選擇性對比試驗，而直接用石灰來調節浮選礦漿的pH值和抑制黃鐵礦。在捕收劑KMS用量為80g/t，起泡劑用量為30g/t的條件下按照圖3所示流程進行石灰用量試驗研究，試驗結果見圖4。

圖4 調整劑用量試驗結果

圖5 捕收劑種類試驗結果

根據圖4的實驗結果可知，隨著抑制劑用量的不斷增加，精礦品位和回收率均先升高然后降低，粗選以提高回收率為主要目的，當氧化鈣的用量為1100g/t時，精礦的回收率開始下降，而精礦的品位下降的幅度也不大，確定氧化鈣用量1100g/t為最佳用量。

2.3 捕收劑種類試驗

捕收劑種類的選擇對浮選指標的好壞至關重要，目前硫化銅礦主要捕收劑是各類型黃藥捕收劑。為了篩選出對該礦石具有較好的捕收劑，本實驗在抑制劑石灰用量1100g/t，捕收劑用量為80g/t，起泡劑用量為30g/t，磨礦細度-0.074mm占80%的條件下對丁基黃藥、已基黃藥、戊基黃藥、MA以及自制捕收劑KM進行對比實驗，試驗結果見圖5所示。

從藥劑種類試驗結果圖5中可以看出，戊基黃藥的捕收能力最強，丁基黃藥的捕收能力次之，而自制捕收劑MKS選擇性最好，且捕收能力也比較強。綜合考慮品位和回收率選用自制藥劑KMS為捕捕收劑。

2.4 捕收劑用量試驗

捕收劑KMS的用量對浮選指標具有較強的影響，用量過低時不能使有用礦物硫化銅得到有效回收，用量過大時又會使石英等脈石礦物夾雜在銅精礦中而影響精礦品位。為得到最佳的捕收劑KMS藥劑用量，在磨礦細度-0.074mm占80%、抑制劑CaO用量為1100g/t、起泡劑用量為30g/t的條件下按圖2所示的原則流程進行試驗研究，試驗結果見圖6。

圖6 捕收劑KMS用量試驗結果

根據圖6捕收劑KMS用量試驗結果可知，銅精礦的回收率與捕收劑KMS的用量呈正相關趨勢，而銅精礦的品位隨著捕收劑KMS用量的不斷增加而先升高后降低。當捕收劑KMS的用量為80g/t時，銅精礦品位達到最高11.33%，當用量超過80g/t以后，因藥劑用量過大使藥劑的分選性變差而導致精礦的品位降低，所以捕收劑KMS的用量為80g/t時為最佳用量。

2.5 開路試驗

在上述條件探索試驗的基礎上，按“一粗三精兩掃”浮選流程進行開路試驗研究，試驗結果如表5所示。

表5 開路流程試驗結果

根據表5浮選開路試驗結果可知，原礦預先分級后進一粗三精兩掃的開路流程后得到品位為28.58、回收率為72.55的銅精礦。說明了該開路浮選流程可以滿足原礦浮選回收銅精礦的要求。

2.6 閉路試驗

根據開路實驗的結果，將中礦順序返回上一級浮選進行閉路實驗，以考察整體工藝流程的可行性和穩定性[5]，試驗結果見表6所示。

表6 閉路流程試驗結果

根據閉路試驗結果可知，原礦經預先分級后精“一粗、兩掃、三精”的閉路浮選處理后，獲得了銅精礦品位25.65%、回收率89.88%的良好指標，證明了該浮選流程和藥劑的可行性和穩定性。

3 結論

（1）云南某含泥硫化銅Cu和S的品位分別問1.82%和2.96%，銅在硫化銅中的分布律為93.06%，黝銅礦為主要載銅礦物，原礦中-0.074mm的粒級占到了413.0%，脈石礦物主要是石英、絹云母、褐鐵礦、黃鐵礦等。

（2）自配藥劑KMS的對該銅礦的選擇性比丁基黃藥、乙基黃藥和戊基黃藥的選擇性好。

（3）在以CaO為粗選抑制劑、KMS為捕收劑、2#油為起泡劑，水玻璃為精選抑制劑，磨礦細度-0.074mm占80%的條件下，原礦預先分級后經“一粗-二掃-三精”的閉路浮選試驗后可得到品位為25.65%，回收率為89.88%的良好浮選效果，可以為該礦石的開發利用提供技術參考。