剛果（金）某復雜難選氧化銅礦選礦試驗研究

張漢彪，薛偉

（1.江西有色地質礦產勘察開發院，江西 南昌 330001；2.湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410100）

剛果（金）復雜難選氧化銅鈷礦的現有處理工藝主要有浮選法和化學選礦法兩大類。浮選法分為直接浮選法和硫化黃藥法，直接浮選法是銅礦物直接采用脂肪酸類捕收劑浮選，主要適用于碳酸鹽含量很低的礦石；硫化浮選法是銅礦物經過硫化鈉、硫氫化鈉、硫化銨等充分硫化，表明形成硫化膜，再采用黃藥類捕收劑進行捕收劑，硫化黃藥法適用于大多數氧化銅礦石[1-3]。

剛果（金）地區的銅鈷礦體通常情況下從0 ～120 m 為氧化礦，氧化率一般高于93%，該類銅鈷礦儲量大，開展此類難選氧化銅礦的選礦研究，開發出高效的銅礦物捕收劑、流程簡單易于實施的選礦工藝對剛果（金）難選氧化銅礦開發利用具有十分重要的意義[4]。

某氧化銅礦具有高氧化率、銅賦存狀態復雜的特點，對該礦進行了詳細的工藝礦物學研究，開展了進行試驗研究，開發出高效氧化銅礦捕收劑、浮選-磁選聯合工藝，獲得了良好的選礦指標。

1 礦石性質

剛果（金）某復雜難選氧化銅鈷礦的化學多元素分析結果及銅物相分析結果分別見表1、表2，銅礦物及含銅礦物的微區能譜分析平均結果見表3，根據該結果，根據微區成分分析結果及礦物相對含量，對銅的賦存狀態進行了詳細計算，結果見表4。

表 1 原礦化學多元素分析結果 /%Table 1 Analysis results of multi-elements of the raw ore

表 2 銅的化學物相分析結果Table 2 Analysis results of copper phase

表3 銅礦物及含銅礦物能譜微區成分分析結果 /%Table 3 Analysis results of energy spectrum of copper ore and copper - bearing ore

表4 銅的平衡計算結果 /%Table 4 Equilibrium calculation results of copper

該礦中銅的賦存狀態較為復雜，可浮性較好的銅藍、孔雀石中的銅配分比僅為52.92%，且孔雀石中往往混入其他雜質，使其可浮性發生變化，大部分孔雀石可通過浮選回收，少部分鐵含量較高的孔雀石可通過磁選回收；假孔雀石有一定的可浮性，但通過單一的硫化黃藥法難以徹底回收，需要采用高效的捕收劑可提高該礦物的回收率，可浮性較差的銅鈷鐵錳結合物、含銅褐鐵礦難以通過浮選回收，但該部分礦物具有磁性，可通過磁選回收。

2 試驗方案

原礦銅的硫化礦少，氧化率高，賦存狀態復雜，銅礦物可浮性差異大，本次試驗浮選擬采用氧硫混浮工藝，通過高效捕收劑與常規捕收劑的組合協同，強化可浮性較差的孔雀石、假孔雀石的捕收，浮選回收該部分銅礦物。銅鈷錳氧結合物、含銅褐鐵礦及少部分可浮性極差的孔雀石、假孔雀石通過磁選進行回收。

3 試驗結果與討論

3.1 浮選試驗

浮選條件試驗的流程見圖1。浮選條件試驗主要包括磨礦細度、捕收劑種類與用量、硫化劑種類與用量條件試驗。

圖1 浮選條件試驗流程Fig .1 Flotation condition test procedure

3.1.1 磨礦細度條件試驗

根據圖1 的流程進行磨礦細度條件試驗，粗選硫化劑為硫氫化鈉，用量為1800 g/t，捕收劑丁黃藥，用量為240 g/t，試驗結果見圖2。

圖2 磨礦細度條件試驗結果Fig .2 condition test results of grinding fineness

試驗結果表明，磨礦細度60%～85%范圍內，隨著磨礦細度的增加，粗精礦銅的品位逐漸下降，粗精礦銅回收率呈上升趨勢，但細度超過72%后，粗精礦銅回收率上升幅度較小，因此，該礦適宜的磨礦細度為-0.074 mm 72%。

3.1.2 捕收劑種類篩選試驗

按照圖1 流程進行了捕收劑種類篩選試驗，銅粗選硫化劑為硫氫化鈉，用量為1800 g/t，捕收劑總用量為240 g/t（丁黃藥與其他藥劑組合使用，丁黃藥的比例為70%）。

丁黃藥作為捕收劑，粗精礦銅回收率為60%左右，采用丁黃藥與苯并三唑、苯甲羥肟酸組合使用，銅的回收率可以提高至63%左右，與CCEC18 組合使用，銅的回收率可提高至69%，且銅品位變化不大。CCEC18 是一種新型改進型羥肟酸類捕收劑，與苯甲羥肟酸相比，其更易于銅離子形成螯合物，且形成的螯合物溶度積較小，可以使銅礦物表明形成更牢固的疏水膜，提高銅礦物的回收率。因此，本次試驗采用丁黃藥+CCEC18 組合作為銅礦物浮選捕收劑。

圖 3 捕收劑種類條件試驗結果Fig .3 condition test results of types of collectors

3.1.3 硫化劑種類篩選試驗

按照圖1 流程進行了硫化劑種類篩選試驗，捕收劑為丁黃藥+CCEC18，用量為240 g/t。試驗結果見圖4。銅粗選硫化劑用量為1800 g/t。

圖4 硫化劑種類條件試驗結果Fig. 4 condition test results of types of vulcanization agents

試驗結果表明，硫化鈉、硫氫化鈉試驗結果相近，硫氫化鈉與硫化銨組合使用效果較差，本次試驗采用硫氫化鈉作為硫化劑。

3.2 高梯度強磁選背景場強條件試驗

浮選尾礦中損失的銅礦物主要為銅鈷鐵錳結合物、含銅褐鐵礦、含鐵孔雀石、含鐵假孔雀石、含鐵硅孔雀石，其中銅鈷鐵錳結合物、含銅褐鐵礦比磁化系數較高，容易被磁選回收；比磁化系數較低的孔雀石、假孔雀石、硅孔雀石，因吸附作用或機械混入雜質鐵，提高了其比磁化系數，在較高的磁場強度條件下，磁選可以回收該部分礦物。

不同的銅礦物或含銅礦物磁選需要的背景場強有所區別，適宜的背景場強有利于目的礦物的回收。因此，進行了浮選尾礦磁選的背景場強條件試驗研究，試驗流程見圖5，試驗結果見圖6。

圖5 高梯度強磁選背景場強條件試驗流程Fig .5 Test procedure of high gradient strong magnetic separation background field strength condition

圖6 高梯度磁選背景場強條件試驗結果Fig. 6 Test results of background field intensity condition of high gradient magnetic separation

圖6 表明，隨著高梯度強磁選背景場強的升高，含銅磁選粗精礦回收率逐漸增加，背景場強高于1.3 T 后，繼續升高背景場強，不能大幅提高銅的回收率，且含銅磁選粗精礦精礦銅品位略有下降，因此強磁選適宜的背景場強為1.3 T。

3.3 浮選-磁選聯合閉路試驗

浮選-磁選聯合閉路試驗流程見圖7，試驗結果見表5。

表5 浮選-磁選聯合工藝流程結果Table 3 Results of combined flotation - magnetic separation process

圖7 浮選-磁選聯合工藝流程Fig .7 Test procedure of high gradient strong magnetic separation background field strength condition

氧化銅鈷礦通過浮選-磁選聯合的工藝流程選別，獲得的浮選銅精礦銅品位24.17%，銅回收率73.08%。浮選尾礦通過一次磁選粗選，一次磁選精選，進一步回收了尾礦中的銅礦物，獲得含銅8.14%的磁選精礦，其中耗酸物質CaO、MgO含量僅為0.21%、1.64%，可以作為銅濕法冶金的良好原料。

4 結 論

（1）剛果（金）某復雜難選氧化銅礦銅品位2.47%，氧化率為98.96%，結合率15.82%，主要銅礦物為孔雀石、假孔雀石、硅孔雀石、銅鈷鐵錳結合物、含銅褐鐵礦等，脈石礦物主要為石英、絹云母，少量綠泥石、白云石、黑云母等。

（2）原礦中銅的賦存狀態較為復雜，且諸如孔雀石、假孔雀石中往往含有雜質，導致其可浮性發生變化，使用常規捕收劑與高效捕收劑組合，可以有效提高銅礦物的回收率。

（3）浮選尾礦中損失的銅鈷鐵錳結合物、含銅褐鐵礦、含鐵孔雀石、含鐵假孔雀石、含鐵硅孔雀石等，通過磁選進一步回收，大幅提高銅礦物的回收率。浮選—高梯度強磁選工藝工藝簡單、易于工業化、適用性強，對于剛果（金）的氧化銅鈷礦的選礦具有較強的示范作用和推廣價值。