四川某銅礦選礦試驗研究

陳艷平,毛益林陳曉青,楊進忠,劉小府

（1. 保山金廠河礦業有限公司，云南 保山 678000；2. 中國地質科學院礦產綜合利用研究所，中國地質調查局金屬礦產資源綜合利用技術研究中心，四川 成都 610041）

隨著世界經濟的發展，銅、鈷等各種金屬的需求量呈快速增長態勢。雖然我國有色金屬礦產資源種類較為齊全，但大部分資源具有貧、細、雜的特點，綜合利用程度低，浪費嚴重[1]。同時，我國銅礦資源品位低，性質復雜，資源量匱乏，70%以上的銅依賴進口[2]；我國鈷礦床品位低，加工工藝復雜，生產成本高，鈷多作為副產品產出，產量不能滿足國家的發展需求，嚴重依賴國外進口，成為我國的稀缺資源[3]。因此，開展該類礦產資源的高效綜合回收利用意義重大。

四川某地銅礦石有價元素為銅，伴生鈷，高效綜合回收該資源的有價組分可顯著提高該資源的開發利用價值。試驗以工藝礦物學研究結果為基礎，采用優先浮選工藝流程回收銅、伴生硫鈷礦物，，較好地實現了該礦石資源的綜合回收利用，為高效開發利用該銅礦資源提供了技術依據。

1 礦石性質

1.1 礦石主要化學成分

礦石主要化學成分分析結果見表1。

表1 礦石主要化學成分分析結果 /%Table 1 Main chemical analysis results of the run-of-mine ore

1.2 礦石物相分析

礦石中銅、鈷物相分析分別見表2、表3。

表2 銅物相分析結果Table 2 Analysis results of copper phase

表3 鈷物相結果Table 3 Analysis results of cobalt phase

表2、3結果表明，硫化銅占總銅的96.50%，其中原生硫化銅占93.00%、次生硫化銅占3.50%，氧化銅部分共3.30%；硫化鈷占82.83%，硅酸鹽中鈷占13.13%。

1.3 主要礦物賦存狀態及嵌布特征

銅：主要以黃銅礦形式存在，呈它形粒狀或它形粒狀集合體形式嵌布在礦石中，細者10 μm，粗者達6 mm。部分在細粒碳酸鹽粒間填隙，呈均勻浸染狀；部分沿碳酸鹽或長石集合體粒間裂隙嵌布，呈篩網狀；粗粒黃銅礦中包有石英和細粒碳酸鹽集合體；呈鋸齒狀嵌布在自形脈石粒間。

少量以斑銅礦形式存在，斑銅礦為次生硫化銅，含量低，部分斑銅礦與黃銅礦連生。

2 流程選擇

銅、鈷硫化礦的選礦回收目前以浮選工藝為主，由于試驗礦樣硫化礦物含量相對較高，選擇流程相對簡單的優先浮選流程來處理該含鈷銅礦石。

3 試驗結果與討論

3.1 磨礦細度試驗

磨礦細度決定了有用礦物的解離情況，對選礦回收有用礦物起著關鍵的作用。細度過粗不能使有用礦物能得到充分解離；細度過細也會產生較多的次生礦泥，附著在礦物表面，使礦物可浮性下降并影響浮選效果[1,4]。

石灰用量600 g/t，Z200#用量40 g/t。磨礦細度試驗結果見圖1。

圖1 磨礦細度試驗結果Fig .1 Results of grinding fineness test

由圖1可知，隨著磨礦細度的增加，銅粗精礦中銅品位逐漸降低，銅回收率呈逐漸增加后趨于平緩的趨勢；而鈷在銅精礦中損失也在逐漸增加。由于銅優先浮選應首先考慮回收率指標，故確定適宜的磨礦細度為-0.075 mm 75%。

3.2 銅浮選試驗

3.2.1 碳酸鈉用量試驗

由于該礦石為高硫硫化銅礦石，粗選介質條件是否合理，直接影響銅和后續伴生硫鈷選別作業的綜合回收。

通過試驗確定采用碳酸鈉作為pH值調整劑，其用量試驗結果見圖2。

圖2 碳酸鈉用量試驗結果Fig .2 Result of sodium carbonate doses test

試驗結果表明，隨著碳酸鈉用量的增加，對銅粗精礦中銅的品位影響很小，而銅的回收率在前期（0 ～ 500 g/t）上升趨勢明顯，后期（1000 ～2000 g/t）基本保持平衡。而鈷在銅粗精礦中的損失隨著碳酸鈉用量的變大呈現出先增加后減少的變化趨勢，綜合考慮，最終確定粗選的碳酸鈉用量為1000 g/t。

3.2.2 抑制劑亞硫酸鈉用量試驗

優先選銅作業中，在盡可能有效地回收銅的情況下，同時也要盡可能地減少伴生硫鈷的損失，以利于選銅作業銅精礦品位的提高及后續選鈷作業鈷的高效回收。石灰作為黃鐵礦最為常用的抑制劑，但在該礦中不宜與碳酸鈉介質調整劑同時添加；亞硫酸及其鹽類藥劑一定意義上可以活化黃銅礦，且對黃鐵礦表現出較好的抑制作用，故選擇亞硫酸鈉做為黃鐵礦抑制劑，考察亞硫酸鈉用量對銅浮選的影響。試驗結果見圖3。

圖3 亞硫酸鈉用量試驗結果Fig .3 Results of sodium sulfite doses test

圖3 數據表明，添加抑制劑亞硫酸鈉后，隨著其用量的增加，銅粗精礦中含銅品位越來越高，含鈷品位越來越低，表明黃鐵礦在亞硫酸鈉的作用下受到較好的抑制。綜合考慮，亞硫酸鈉用量為1000 g/t。

3.2.3 捕收劑Z200#用量試驗

采用常規藥劑Z200#作為銅礦物捕收劑，試驗結果見圖4。

圖4 Z200#用量試驗結果Fig .4 Results of Z200# doses test

由圖4結果可知，隨著Z200#用量的增加，銅粗精礦中的含銅品位越來越低，而銅回收率卻越來越高，且這一規律在前期表現明顯。在Z200#用量較大的情況下，粗精礦中鈷的損失增加，而銅回收率基本保持不變。綜合考慮，確定Z200#的用量為48 g/t。

3.3 鈷浮選試驗

由于礦樣中鈷主要以鈷黃鐵礦形式存在，且大部分存在于選銅尾礦中，為了更好地綜合回收含鈷硫礦物，考慮對其進行回收加以利用。

黃鐵礦比重較大，原則上可通過重選回收富集，但原礦中含有其它比重較大的重礦物，不易于與其分離，難于產出一個品位較高的硫精礦；浮選選硫的工藝流程較為成熟，可與銅選別流程有效銜接，故考慮采用浮選工藝綜合回收含鈷硫礦物。

3.3.1 粗選活化劑硫酸銅用量試驗

硫酸銅作為黃鐵礦的常用活化劑之一，往往在選黃鐵礦之前添加以提高其回收率，故試驗采用硫酸銅作為選鈷作業的活化劑。硫酸銅用量試驗結果見圖5。

圖5 硫酸銅用量試驗結果Fig .5 Results of copper sulphate doses test

由圖5試驗結果可知，隨著硫酸銅用量的增加，鈷硫粗精礦中鈷的作業回收率是先增加后降低，且當硫酸銅用量為50 g/t時，鈷的作業回收率達到最高。最終確定，硫酸銅的用量為50 g/t。

3.3.2 粗選捕收劑丁基黃藥用量試驗

采用常規黃鐵礦捕收劑丁基黃藥作為其捕收劑，試驗結果見圖6。

圖6 丁基黃藥用量試驗結果Fig .6 Results of butyl xanthate doses test

由圖6試驗結果可知，隨著捕收劑用量的增加，鈷作業回收率呈增加趨勢，且當用量大于40 g/t時，其變化轉為平緩增加。綜合考慮，確定丁基黃藥用量為40 g/t。

3.4 閉路試驗

在條件試驗確定的藥劑制度下，對其進行微調后開展銅鈷依次優先浮選的閉路流程試驗，試驗流程見圖7，試驗結果見表4。

表4 閉路試驗結果Table 4 Results of closed-circuit test

圖7 閉路試驗流程及條件Fig .7 Flowsheet of closed-circuit test

4 結 論

（1）四川某含鈷銅礦石銅、鈷含量分別為1.00%、0.0099%，主要有用礦物有黃銅礦、黃鐵礦，硫化銅、鈷分別占對應金屬總量的96.50%、82.83%。

（2）針對該含鈷銅礦石開展的可選性試驗，采用1粗2精2掃優先選銅、選銅尾礦1粗2精1掃選硫鈷的優先浮選工藝流程，可以得到Cu品位24.57%、回收率97.06%的銅精礦；Co品位0.31%、回收率33.30%的硫鈷精礦。

（3）充分回收了主金屬銅及伴生鈷金屬礦物，所獲各種產品的技術指標優異，達到了綜合回收的目的。