剛果金某難選氧化銅礦高效回收選礦工藝技術(shù)研究

饒明生

（穆索諾伊礦業(yè)簡(jiǎn)易股份有限公司，福建 龍巖 364204）

非洲剛果(金)有世界上最大的沉積型銅礦帶，在這里有著豐富優(yōu)質(zhì)的氧化銅鈷礦資源[1]。銅礦儲(chǔ)量約為7500萬(wàn)t，是世界上銅儲(chǔ)量最多的國(guó)家之一，鈷的儲(chǔ)量為400萬(wàn)t，獨(dú)占世界鰲頭[2]。

氧化銅礦物的浮選回收，主要以硫化浮選為主[3]，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)[4]，目前生產(chǎn)實(shí)踐中仍有許多難點(diǎn)。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[5]。本次研究以剛果金某難選氧化銅礦為例，在對(duì)礦石的工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展選礦工藝技術(shù)研究，旨在高效回收銅礦資源。

1 礦石性質(zhì)

表1 樣品主要元素化學(xué)分析結(jié)果

表2 樣品主要礦物組成及含量

原礦中含銅3.88%，含鈷0.08%，樣品的銅礦物組成以氧化銅礦物為主，其中孔雀石含量最高，其次有硅孔雀石、假孔雀石、富銅鈷硬錳礦，以及微量的赤銅礦。銅的礦物組成中硅孔雀石和假孔雀石的含量較高，這部分銅礦物根據(jù)目前的浮選工藝無(wú)法有效回收，是影響工藝指標(biāo)的重要因素之一。除上述銅的獨(dú)立礦物外，樣品中的褐鐵礦及白云母中也含少量的銅。樣品中的非金屬礦物主要是以石英為主，其次是綠泥石、白云母等硅酸鹽礦物。該礦物的元素化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1，主要礦物組成及含量見(jiàn)表2。

2 試驗(yàn)研究

該難選氧化銅礦具有銅礦物種類(lèi)多、銅賦存狀態(tài)復(fù)雜的特點(diǎn)，利用銅礦物之間可浮性的差異，采用一種“早收快收，分布浮選”的思路，即先浮選易選氧化銅礦，再浮選難選氧化銅礦，獲得高品位的氧化銅精礦和低品位的氧化銅精礦。氧化銅的浮選采用硫化浮選的方法，但原礦中還含有部分的假孔雀石、硅孔雀石以及含銅鈷硬錳礦，這部分氧化銅礦無(wú)法通過(guò)浮選的方法進(jìn)行回收[6]，故決定引入強(qiáng)磁浮選工藝，對(duì)浮選尾礦進(jìn)行磁選作業(yè)，最大限度的回收銅礦資源。

2.1 浮選試驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程圖

表3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

68.23氧化銅精礦1 8.01 26.48 61.81氧化銅精礦2 3.12 15.8 14.37氧化銅精礦3 1.23 2.33 0.84尾礦 87.64 0.9 22.99原礦 100.00 3.43 100.00 72.34氧化銅精礦1 8.02 26.92 62.38氧化銅精礦2 3.12 15.78 14.23氧化銅精礦3 1.21 2.43 0.85尾礦 87.65 0.89 22.54原礦 100.00 3.46 100.00

由表3可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，銅綜合回收率逐漸增大，在細(xì)度為-0.074mm含量占63.24%時(shí)，銅回收率達(dá)到了77.15%，之后隨著細(xì)度的增加，回收率的變化不大，因此選擇磨礦細(xì)度-0.074mm占63.24%為宜。

2.1.2 氧化銅粗選捕收劑種類(lèi)和用量試驗(yàn)

大量研究表明，氧化銅礦孔雀石的浮選以硫化后用長(zhǎng)碳鏈黃藥類(lèi)捕收劑為最好的選擇，故捕收劑選擇采用長(zhǎng)碳鏈的戊基黃藥和Y89兩種，對(duì)其進(jìn)行了用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程及藥劑見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖2 捕收劑種類(lèi)及用量試驗(yàn)流程圖

表4 捕收劑種類(lèi)及用量試驗(yàn)流程圖

戊基黃藥：180+60+30氧化銅精礦1 7.98 26.04 60.76氧化銅精礦2 3.2 16.82 15.74氧化銅精礦3 1.01 2.23 0.66尾礦 87.81 0.89 22.85原礦 100.00 3.42 100.00戊基黃藥：220+70+35氧化銅精礦1 7.99 25.04 59.91氧化銅精礦2 3.34 15.82 15.82氧化銅精礦3 1.21 1.93 0.70尾礦 87.46 0.9 23.57原礦 100.00 3.34 100.00

捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果表明：捕收劑戊基黃藥與Y89對(duì)氧化銅礦捕收性能相當(dāng)，考慮到戊基黃藥較Y89便宜，因此捕收劑選用戊基黃藥。從戊基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著戊基黃藥用量的增加，銅的回收率逐漸升高，用量增加至（180+60+30）g/t后，回收率變化不大。因此捕收劑戊基黃藥選用（180+60+30）g/t。

2.1.3 硫化鈉用量試驗(yàn)

原礦中的氧化銅礦以孔雀石為主，硫化鈉作為孔雀石的浮選活化劑，使用過(guò)量又會(huì)起到抑制作用，礦漿中硫化鈉的濃度高低決定了活化效果的好壞，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(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖3 硫化鈉用量試驗(yàn)流程圖

表5 硫化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

硫化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著硫化鈉用量的增加，銅的回收率先增加后減少，在氧化銅浮選硫化鈉用量為（1800+800+400）g/t時(shí)，氧化銅精礦的回收率值達(dá)到最大，尾礦銅損失最低，因此，適宜的氧化銅浮選硫化鈉用量為（1800+800+400）g/t。

2.2 浮選尾礦磁選試驗(yàn)

2.2.1 磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

剛果氧化銅礦含硅孔雀石等部分難浮弱磁性氧化銅礦，這部分礦石具有弱磁性，因此試驗(yàn)對(duì)開(kāi)路浮選尾礦進(jìn)行了強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)選用高梯度磁選機(jī)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖4，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

圖4 浮選尾礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)流程

表6 磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

由浮選尾礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸升高，銅回收率逐漸升高，但考慮到場(chǎng)強(qiáng)越大耗電量越大，且機(jī)器發(fā)熱較大，目前實(shí)驗(yàn)室最高場(chǎng)強(qiáng)為1.55T。為了得到好的回收率，試驗(yàn)選用1.55T的磁選強(qiáng)度。

2.2.2 高梯度強(qiáng)磁選精礦產(chǎn)品考查

該樣品為浮選尾礦磁選精礦產(chǎn)品。鏡下鑒定，其銅礦物主要為假孔雀石與硅孔雀石，孔雀石較少，其它主要礦物是云母赤鐵礦、褐鐵礦、錳礦物及石英、白云石等。對(duì)磁選產(chǎn)品進(jìn)行礦物學(xué)處理，將其機(jī)械分成兩部分，每部分中均以假孔雀石與硅孔雀石為主，孔雀石較少，見(jiàn)圖5。

圖5 磁選精礦產(chǎn)品的體視鏡圖

2.3 全流程閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行浮-磁聯(lián)合流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

圖6 閉路試驗(yàn)流程圖

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)浮-磁聯(lián)合閉路試驗(yàn)，可以獲得浮選氧化銅精礦含銅22.98%，銅回收率76.89%，磁選精礦含銅3.45%，回收率3.2%，綜合銅精礦回收率為80.09%。

3 結(jié)論

（1）原礦中含銅3.88%，含鈷0.08%，樣品的銅礦物組成以氧化銅礦物為主，其中孔雀石含量最高，其次有硅孔雀石、假孔雀石、富銅鈷硬錳礦，以及微量的赤銅礦。銅的礦物組成中硅孔雀石和假孔雀石的含量較高，這部分銅礦物根據(jù)目前的浮選工藝無(wú)法有效回收，非金屬礦物主要是以石英為主，其次是綠泥石、白云母等硅酸鹽礦物。

（2）該難選氧化銅礦具有銅礦物種類(lèi)多、銅賦存狀態(tài)復(fù)雜的特點(diǎn)，利用銅礦物之間可浮性的差異，采用一種“早收快收，分布浮選”的思路，即先浮選易選氧化銅礦，再浮選難選氧化銅礦，浮選尾礦再經(jīng)過(guò)磁選作業(yè)。該浮-磁聯(lián)合工藝，可以獲得浮選氧化銅精礦含銅22.98%，銅回收率76.89%，磁選精礦含銅3.45%，回收率3.2%，綜合銅精礦回收率為80.09%。