某難選氧硫混合型銅礦浮選試驗(yàn)研究

饒明生

（穆索諾伊礦業(yè)簡易股份有限公司）

銅資源是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要戰(zhàn)略資源，其保障程度關(guān)系到國家的可持續(xù)發(fā)展與戰(zhàn)略安全[1]。隨著世界對銅需求量的不斷增長，易開采、易選的原生硫化銅礦石資源逐漸減少，我國大部分硫化礦床的上部都有氧化帶，有的礦床被氧化而成為大中型的氧化礦床，因此，開發(fā)和處理氧化銅礦，對于銅冶金工業(yè)的發(fā)展具有重大的意義[2]。氧化銅礦一般具有品位低、氧化率高、結(jié)合率高、易泥化等特點(diǎn)[3]，用常規(guī)選冶技術(shù)很難取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

氧化銅礦物的浮選回收主要以硫化浮選為主[4]，氧化銅礦石種類多，具有氧化率和結(jié)合率高、礦物粒度細(xì)且嵌布不均勻、親水性強(qiáng)、含泥量高的特點(diǎn)，同時伴生有用組分多，因此，在一定程度上增大了氧化銅礦浮選的難度[5]。氧化銅礦硫化浮選法回收銅礦物的研究，應(yīng)根據(jù)氧化銅礦石的性質(zhì)，強(qiáng)化活化劑、選擇適宜的復(fù)合捕收劑，制定合理的工藝流程進(jìn)行。本次研究以某難選氧硫混合型銅礦為例，開展了深入的流程工藝優(yōu)化試驗(yàn)研究。

表1 原礦主要元素化學(xué)分析結(jié)果

1 礦石性質(zhì)

表2 原礦的銅物相分析數(shù)據(jù)

原礦含銅3.99%，含硫0.32%，原礦的銅礦物組成以氧化銅礦為主，礦石銅氧化率72.55%。氧化銅礦物為孔雀石、硅孔雀石、假孔雀石；硫化銅礦物以輝銅礦為主。脈石礦物以石英為主，其次是碳酸鹽礦物及硅酸鹽礦物。該礦物的元素化學(xué)分析結(jié)果見表1，銅物相的分析數(shù)據(jù)見表2，主要礦物組成及含量見表3。

表3 原礦主要礦物組成及含量

2 試驗(yàn)研究

該礦石為難處理的氧硫混合型的銅礦石，具有高氧化率、銅礦物種類繁多、嵌布關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的浮選技術(shù)往往只單獨(dú)考慮氧化銅礦的浮選或硫化銅礦的浮選，忽略了硫化-氧化銅礦混合后的特點(diǎn)[6]，往往很難做到兩者的兼顧，實(shí)際生產(chǎn)中存在回收率低、選礦藥劑消耗大、經(jīng)濟(jì)效益差等問題。本試驗(yàn)研究針對該難選氧硫混合型銅礦的特點(diǎn)，利用銅礦物之間可浮性的差異，采用“先硫后氧，先浮選易選氧化銅礦，再浮選難選氧化銅礦”的異步浮選的思路，即先浮硫化銅礦，后再浮選氧化銅礦，氧化銅浮選也分別獲得高品位氧化銅精礦和低品位氧化銅精礦，在此基礎(chǔ)上，開展流程條件優(yōu)化試驗(yàn)，旨在能高效利用該難選氧硫混合型銅礦資源。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖及表4。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程圖

表4 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

硫化銅粗精礦 10.84 12.75 35.07氧化銅精礦1 7.66 22.48 43.69氧化銅精礦2 2.12 5.8 3.12尾礦 79.38 0.9 18.13原礦 100.00 3.94 100.00 78.7 82.8硫化銅粗精礦 11.46 12.42 36.53氧化銅精礦1 8.02 20.92 43.07氧化銅精礦2 1.92 5.78 2.85尾礦 78.6 0.87 17.55原礦 100.00 3.90 100.00

磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著磨礦細(xì)度的增加，硫化銅精礦品位呈上升趨勢，但是品位增加不明顯，硫化銅回收率變化不大；氧化銅浮選作業(yè)中，氧化銅精礦品位和回收率都在變化。

從尾礦品位分析，磨礦細(xì)度為-0.074mm59.4%時，尾礦銅品位0.90%，尾礦銅損失17.89%，細(xì)度增加至-0.074mm67.2%時，尾渣品位0.89%，尾礦銅損失率17.65%，兩個細(xì)度的技術(shù)指標(biāo)相差甚小，因此選擇磨礦細(xì)度-0.074mm占59.40%為宜。

2.2 捕收劑條件試驗(yàn)

捕收劑的選擇從三類考慮，一是對銅有很好選擇性的Z200，Z200藥劑的優(yōu)點(diǎn)是：它是非離子型捕收劑，具有良好的選擇性與脈石的附著能力。二是黃藥類捕收劑，從礦石性質(zhì)可知，礦石中的銅大部分是以氧化銅形式存在，大量的已研究表明，氧化銅礦孔雀石的浮選以硫化后用長碳鏈黃藥類捕收劑為最好的選擇，故選擇采用長碳鏈的戊基黃藥和Y89兩種。三是采用捕收效果良好的黑藥（丁銨黑藥）捕收劑。試驗(yàn)流程圖見圖2，捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖2 捕收劑種類及用量試驗(yàn)流程圖

表5 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

硫化銅粗精礦 11.23 13.23 42.31氧化銅精礦1 5.53 19.93 31.39氧化銅精礦2 2.24 5.79 3.69尾礦 81 0.98 22.61原礦 100.00 3.51 100.00 Z200：40，40戊基黃藥：100，180硫化銅粗精礦 11.92 11.88 35.90氧化銅精礦1 7.14 23.46 42.46氧化銅精礦2 2.5 5.92 3.75尾礦 78.44 0.90 17.89原礦 100.00 3.95 100.00丁銨黑藥：40，40硫化銅粗精礦 11.02 12.98 38.61氧化銅精礦1 8.25 17.98 40.04氧化銅精礦2 2.14 2.82 1.63尾礦 78.59 0.93 19.73原礦 100.00 3.70 100.00 Y89：100，180硫化銅粗精礦 10.88 12.76 35.18氧化銅精礦1 7.56 22.68 43.45氧化銅精礦2 2.22 5.8 3.26尾礦 79.34 0.90 18.10原礦 100.00 3.95 100.00

捕收劑種類的試驗(yàn)結(jié)果表明：Z-200和丁銨黑藥對硫化銅礦具有較好的回收效果，獲得的硫化銅粗精礦的品位和回收率較高，但對氧化銅的回收效果較差，銅的綜合回收率較低。黃藥類的捕收劑對氧化銅礦的捕收性能較好，采用戊基黃藥和Y89，能獲得相近的指標(biāo)，考慮到戊基黃藥較Y89便宜，因此捕收劑選用戊基黃藥。

采用戊基黃藥作為捕收劑，進(jìn)行捕收劑用量的試驗(yàn)，試驗(yàn)流程圖見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

從表6可以看出，隨著捕收劑戊基黃藥的用量的增加，尾礦銅的損失逐漸減少，當(dāng)捕收劑用量增加到（100，180）g/t后，銅的綜合回收率變化不大，藥劑濃度過高會導(dǎo)致泡沫發(fā)粘，不利于氧化銅礦的浮選，綜合考慮，確定捕收劑戊基黃藥的用量為（100，180）g/t。

2.3 硫化銅粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

圖3 再磨細(xì)度試驗(yàn)流程圖

表7 再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

隨著再磨細(xì)度的增加，四次精選后硫化銅精礦品位呈上升趨勢，品位從38.66%提高至50.88%；回收率呈下降趨勢，但回收率下降不明顯，從23.74%降至20.71%。平衡磨礦細(xì)度、品位與回收率三者，選擇磨礦細(xì)度為-0.045mm81.20%為宜，此時獲得硫化銅精礦品位50.23%，回收率21.17%。

2.4 氧化銅粗選段的硫化鈉用量試驗(yàn)

硫化鈉作為氧化銅礦的浮選活化劑，使用過量又會起到抑制作用，而且硫化鈉容易氧化，為提高硫化鈉的使用效率，保證礦漿中硫化鈉的濃度，工藝中采用了分段加藥的方式。現(xiàn)進(jìn)行氧化銅粗選段的硫化鈉的用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

圖4 硫化鈉用量試驗(yàn)流程圖

表8 硫化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

圖5 閉路試驗(yàn)流程圖

從表8可以看出，隨著硫化鈉用量的增加，氧化銅礦的回收率先增大后減少，在氧化銅粗選硫化鈉用量為1800g/t時，氧化銅精礦的回收率值達(dá)到最大，尾礦銅損失最低，因此，適宜的氧化銅粗選硫化鈉用量為1800g/t。

2.5 全流程閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 閉路試驗(yàn)結(jié)果

從表9的結(jié)果可以看出，通過“先硫后氧，先浮選易選氧化銅礦，再浮選難選氧化銅礦”的流程閉路試驗(yàn)，可以獲得浮選硫化銅精礦含銅50.66%，銅回收率25.17%，氧化銅精礦含銅19.68%，回收率54.05%，浮選綜合銅精礦回收率為79.23%。

3 結(jié)論

（1）原礦含銅3.99%，含硫0.32%，原礦的銅礦物組成以氧化銅礦為主，礦石銅氧化率72.55%，其中氧化銅礦物為孔雀石、硅孔雀石、假孔雀石；硫化銅礦物以輝銅礦為主。該礦石為難處理的氧硫混合型的銅礦石，具有高氧化率、銅礦物種類繁多、嵌布關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)

（2）針對該難選氧硫混合型銅礦的特點(diǎn)，利用銅礦物之間可浮性的差異，采用“先硫后氧，先浮選易選氧化銅礦，再浮選難選氧化銅礦”的異步浮選的思路，可以獲得浮選硫化銅精礦含銅50.66%，銅回收率25.17%，氧化銅精礦含銅19.68%，回收率54.05%，浮選綜合銅精礦回收率為79.23%。