內(nèi)蒙古某斑巖型銅鉬礦石混合浮選試驗研究

王懷 郝福來 陸兆峰 楊曉龍

摘要：針對內(nèi)蒙古某斑巖型銅鉬礦石由于性質(zhì)發(fā)生變化，導致的銅鉬混合浮選流程泡沫黏度大、浮選指標不理想等問題，進行了銅鉬混合浮選工藝研究。結(jié)果表明：在磨礦細度-0.074 mm占 60 %的條件下，以CG705作為調(diào)整劑，采用一次粗選、三次精選、三次掃選、中礦順序返回的閉路流程，可獲得銅品位19.250 %、鉬品位1.360 %，銅回收率84.24 %、鉬回收率51.13 %的混合精礦，較好地解決了該礦石混合浮選中存在的難題。

關鍵詞：斑巖型銅鉬礦;混合浮選;捕收劑;調(diào)整劑;MLA

中圖分類號：TD952文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2020）05-0055-05doi：10.11792/hj20200511

引 言

銅和鉬是具有戰(zhàn)略意義的有色金屬，被廣泛應用于電子工業(yè)、機械制造、能源化工、生物醫(yī)學等行業(yè)和領域[1]。斑巖型銅（鉬）礦是全球銅和鉬的主要來源，為世界提供了60 %～70 %的金屬銅資源、95 %以上的金屬鉬資源。中國銅資源分布廣泛，江西省銅儲量位居全國榜首，西藏自治區(qū)次之，再次為云南、甘肅、安徽、內(nèi)蒙古、山西等?。ㄗ灾螀^(qū)）。銅礦資源具有礦床規(guī)模小、品位低、共伴生礦多、開發(fā)利用難度大等特點[2]。中國斑巖型銅礦已探明儲量占全部銅礦床儲量的一半以上。中國鉬資源儲量豐富，主要集中分布于河南、陜西、吉林、遼寧、浙江等省，鉬礦床具有規(guī)模大、類型多等特點。國內(nèi)71 %的鉬礦資源儲量來源于斑巖型和斑巖—矽卡巖型鉬礦床，而斑巖型銅鉬礦中回收的鉬占鉬總產(chǎn)量的 20 %～40 %[3-4]。內(nèi)蒙古某斑巖型銅鉬礦銅金屬儲量300萬t，鉬金屬儲量60萬t，其浮選工藝采用銅鉬混合浮選、銅鉬分離[5-10]。目前，由于礦石性質(zhì)發(fā)生了較大變化，導致出現(xiàn)了銅鉬混合浮選流程泡沫黏度大、中礦循環(huán)量高、浮選指標不甚理想等問題。本文針對該斑巖型銅鉬礦石開展了銅鉬混合浮選試驗研究，為其浮選工藝優(yōu)化及高效開發(fā)利用提供技術支撐。

1 礦石性質(zhì)

內(nèi)蒙古某斑巖型銅鉬礦石構造以稀疏浸染狀構造為主，其次為塊狀構造、脈狀構造、網(wǎng)脈狀構造等。礦石中銅礦物主要有銅藍、輝銅礦、黃銅礦、砷黝銅礦;鉬礦物主要為輝鉬礦;其他金屬硫化物主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦等，金屬氧化物主要為赤鐵礦等;脈石礦物主要為石英，其次為絹云母、鉀長石、伊利石、金紅石、斜長石，少量鈣鐵榴石、重晶石、方解石及白云石等。礦石主要化學成分分析結(jié)果見表1，礦石礦物組成分析結(jié)果見表2。

銅礦物主要呈粒狀及脈狀嵌布在脈石礦物粒間及裂隙中，且粒度較粗，少部分細粒銅礦物嵌布在脈石礦物及黃鐵礦中，銅藍、輝銅礦、黃銅礦主要與脈石礦物嵌布緊密。輝鉬礦主要嵌布在脈石礦物粒間及裂隙中，有細粒輝鉬礦嵌布在脈石礦物中，輝鉬礦多呈獨立狀態(tài)產(chǎn)出，少部分與黃銅礦、次生銅礦物及黃鐵礦等硫化物連生。石英主要呈粒狀分布，少量為細脈狀分布，粒度粗細不均。銅、鉬物相分析結(jié)果分別見表3和表4。

2 試驗結(jié)果與討論

對于低品位斑巖型銅鉬礦石，通常采用銅鉬混合浮選工藝富集銅礦物和鉬礦物[11]。本次研究所采用銅鉬混合浮選試驗流程見圖1。根據(jù)礦石性質(zhì)，前期主要考察了磨礦細度和石灰用量，當磨礦細度-0.074 mm占60 %、石灰用量5 000 g/t（礦漿pH值9.3）時，能獲得較好的銅、鉬回收指標。因此，在此條件下開展了其他浮選條件試驗。

2.1 調(diào)整劑

礦石中含有大量的石英、絹云母、鉀長石和伊利石。絹云母是一種層狀結(jié)構的鋁硅酸鹽，化學組成、結(jié)構與高嶺土相近，其兼具云母類礦物和黏土類礦物的多種特點，天然疏水性很強，因此調(diào)整劑的選擇至關重要。調(diào)整劑是控制礦物顆粒與捕收劑作用的一種輔助藥劑，對于復雜多金屬礦石或難選物料，適宜的調(diào)整劑常常是獲得良好分選指標的關鍵[12]。調(diào)整劑種類試驗條件：磨礦細度-0.074 mm占60 %，石灰用量5 000 g/t，粗選調(diào)整劑用量1 000 g/t，粗選銅捕收劑PJ-053用量28 g/t，三次掃選銅捕收劑PJ-053用量按粗選用量依次減半。調(diào)整劑種類試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表5。

在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，采用不同調(diào)整劑進行浮選時，泡沫層厚度及礦漿狀態(tài)不同，浮選產(chǎn)率有所差別。由表5可知：與不添加調(diào)整劑相比，采用六偏磷酸鈉浮選時，混合精礦產(chǎn)率有所降低，且混合精礦銅、鉬的品位和回收率均有提高，但浮選產(chǎn)率仍舊較高，即未能有效解決中礦量大的難題;采用糊精和CG705浮選時，混合精礦產(chǎn)率均較低，尤其是CG705改善了泡沫黏稠不易破的現(xiàn)象，中礦產(chǎn)率大幅降低。綜合考慮，選擇CG705作為調(diào)整劑。

2.2 CG705用量

CG705為小分子聚合物，含有羧基、羥基等親水性官能團。CG705用于弱堿性條件下硫化銅礦石浮選時，可在云母、綠泥石、伊利石等脈石礦物和黃鐵礦表面發(fā)生化學吸附，增強云母、綠泥石、伊利石等脈石礦物的親水性，弱化弱堿性條件下黃鐵礦的可浮性，強化硫化銅礦物與綠泥石、伊利石等脈石礦物與黃鐵礦浮游性能差異，從而能夠有效降低浮選產(chǎn)率，提高混合精礦銅品位。CG705用量試驗條件：磨礦細度-0.074 mm占60 %，石灰用量5 000 g/t，粗選銅捕收劑PJ-053用量28 g/t，三次掃選銅捕收劑PJ-053用量按粗選用量依次減半。CG705用量試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表6。

由表6可知：隨著CG705用量的增加，混合精礦產(chǎn)率、中礦產(chǎn)率均呈現(xiàn)下降趨勢，混合精礦銅品位提高明顯;但是，CG705用量過高，會降低泡沫穩(wěn)定性，使混合精礦銅和鉬的回收率下降，尾礦流失的銅和鉬增多。因此，考慮藥劑成本及浮選產(chǎn)率、回收率等指標，選擇CG705用量為700 g/t較佳。

2.3 銅捕收劑

礦石中次生銅礦物分布率高達72.72 %，次生銅會活化黃鐵礦，使其與銅礦物具有相近的可浮性，因此銅捕收劑的選擇尤為重要。銅捕收劑既要有較強的捕收能力，又要有較好的選擇性[13]。銅捕收劑種類試驗條件：磨礦細度-0.074 mm占60 %，石灰用量5 000 g/t，調(diào)整劑CG705用量700 g/t，粗選銅捕收劑用量28 g/t，三次掃選銅捕收劑用量按粗選用量依次減半。銅捕收劑種類試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表7。

由表7可知：采用不同種類的銅捕收劑進行浮選時，混合精礦產(chǎn)率和銅、鉬品位有所差別;丁基黃藥和Z-200獲得的混合精礦產(chǎn)率較高，銅、鉬品位較低，表明丁基黃藥和Z-200的捕收能力過強;PJ-053與T206相比，獲得的混合精礦產(chǎn)率更低，而銅、鉬品位更高，表明PJ-053性能更為優(yōu)異。后續(xù)進一步開展了PJ-053用量試驗，確定PJ-053用量為24～32 g/t時，浮選指標均較為理想。

2.4 閉路試驗

為考察中礦返回對浮選指標的影響，在條件試驗和開路試驗的基礎上，進行了實驗室閉路試驗。浮選閉路試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表8。

由表8可知：采用浮選閉路試驗流程處理該礦石，獲得銅品位19.250 %、鉬品位1.360 %，銅回收率84.24 %、鉬回收率51.13 %的混合精礦。

2.5 產(chǎn)品分析

1）對表5中不添加調(diào)整劑浮選得到的混合精礦和精尾采用MLA進行礦物成分分析，結(jié)果表明：混合精礦中金屬礦物相對含量為94.51 %，其中黃鐵礦占74.71 %，主要銅礦物銅藍占10.14 %、黃銅礦占6.59 %，輝鉬礦占0.95 %;混合精礦中黃鐵礦相對含量高是導致銅品位低的主要原因。精尾中金屬礦物相對含量為14.71 %，其中黃鐵礦占12.76 %;脈石礦物相對含量為85.29 %，其中石英占45.65 %、鉀長石占9.83 %、絹云母占24.47 %、伊利石占3.81 %;精尾中存在的大量石英和絹云母是粗選時礦物無選擇性富集所致，這也是導致浮選產(chǎn)率高的主要原因。

2）對閉路試驗得到的混合精礦采用MLA進行礦物成分分析，結(jié)果表明：混合精礦中金屬礦物相對含量為95.71 %，其中黃鐵礦占58.51 %，主要銅礦物銅藍占18.11 %、黃銅礦占9.28 %、輝銅礦和砷黝銅礦合計占6.58 %，輝鉬礦占2.18 %;脈石礦物石英相對含量為1.94 %、絹云母相對含量為1.88 %。對該混合精礦進行銅礦物、鉬礦物和黃鐵礦嵌連關系考查，結(jié)果表明：混合精礦中呈單體狀態(tài)的銅藍、輝銅礦占90.64 %，與其他硫化銅礦物連生的銅藍、輝銅礦占6.93 %，與黃鐵礦和磁黃鐵礦連生的銅藍、輝銅礦占1.46 %?；旌暇V中呈單體狀態(tài)的黃銅礦占73.75 %，與其他硫化銅礦物連生的黃銅礦占21.19 %，與黃鐵礦和磁黃鐵礦連生的黃銅礦占4.05 %。混合精礦中呈單體狀態(tài)的輝鉬礦占96.95 %，與硫化銅礦物連生的輝鉬礦占1.04 %，與黃鐵礦連生或與石英、絹云母等脈石礦物連生的輝鉬礦極少?；旌暇V中呈單體狀態(tài)的黃鐵礦占94.75 %，與硫化銅礦物連生的黃鐵礦占3.72 %，與輝鉬礦連生或與石英、絹云母等脈石礦物連生的黃鐵礦極少?；旌暇V中黃鐵礦相對含量較高且主要呈單體狀態(tài)，這是黃鐵礦被次生銅活化而極難被抑制的體現(xiàn)?；旌暇V中石英、絹云母、鉀長石、伊利石等礦物含量極少，說明已被很好抑制。

3）對閉路試驗得到的尾礦進行銅礦物、鉬礦物嵌連關系考查，結(jié)果表明：尾礦中呈單體狀態(tài)的銅藍、輝銅礦合計占23.27 %，與絹云母連生的銅藍、輝銅礦占33.28 %，與石英連生的銅藍、輝銅礦占18.58 %，與長石及其他礦物連生的銅藍、輝銅礦占7.10 %，脈石礦物包裹的銅藍、輝銅礦占15.33 %。尾礦中呈單體狀態(tài)的黃銅礦占28.27 %，與絹云母連生的黃銅礦占26.05 %，與石英連生的黃銅礦占27.60 %，與長石及其他礦物連生的黃銅礦占5.96 %，脈石礦物包裹的黃銅礦占8.47 %。尾礦中呈單體狀態(tài)的輝鉬礦占18.88 %，與絹云母連生的輝鉬礦占12.16 %，與石英連生的輝鉬礦占39.02 %，與長石及其他礦物連生的輝鉬礦占23.39 %，脈石礦物包裹的輝鉬礦占6.55 %。尾礦中銅礦物和鉬礦物以脈石礦物包裹及與脈石礦物連生狀態(tài)流失為主，單體流失較少，以及微細粒礦物親水性增強、可浮性下降等，是造成銅和鉬回收率難以進一步提高的主要原因。

3 結(jié) 論

1）內(nèi)蒙古某斑巖型銅鉬礦石中銅礦物主要有銅藍、輝銅礦、黃銅礦、砷黝銅礦;鉬礦物主要為輝鉬礦。銅礦物和鉬礦物主要嵌布在脈石礦物粒間及裂隙中，少部分細粒銅礦物嵌布在脈石礦物及黃鐵礦中，有細粒輝鉬礦嵌布在脈石礦物中，少部分輝鉬礦與黃銅礦、次生銅礦物及黃鐵礦等硫化物連生。

2）在磨礦細度-0.074 mm占60 %的條件下，以石灰作為黃鐵礦抑制劑、CG705作為調(diào)整劑、PJ-053作為銅捕收劑、煤油作為鉬捕收劑、2號油作為起泡劑、水玻璃作為分散劑，采用一次粗選、三次精選、三次掃選、中礦順序返回的閉路流程處理該斑巖型銅鉬礦石，可獲得銅品位19.250 %、鉬品位1.360 %，銅回收率84.24 %、鉬回收率51.13 %的混合精礦。

3）無調(diào)整劑浮選時，混合精礦中黃鐵礦相對含量高是導致混合精礦銅、鉬品位低的原因;精尾中存在的大量石英和絹云母是粗選時礦物無選擇性富集所致，這也是導致浮選產(chǎn)率高的原因。閉路試驗獲得的混合精礦中黃鐵礦相對含量較高且主要呈單體狀態(tài)，這是黃鐵礦被次生銅活化而極難被抑制的體現(xiàn)，混合精礦中石英、絹云母、鉀長石、伊利石等礦物含量極少，說明已被很好抑制。閉路試驗獲得的尾礦中銅礦物和鉬礦物以脈石礦物包裹及與脈石礦物連生狀態(tài)流失為主，單體流失較少。

[參 考 文 獻]

[1] 周平，唐金榮，施俊法，等.銅資源現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢分析[J].巖石礦物學雜志，2012，31（5）：750-756.

[2] 周平.新常態(tài)下中國銅資源供需前景分析與預測[D].北京：中國地質(zhì)大學（北京），2015.

[3] 董延濤.我國鉬礦開發(fā)利用及產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016（7）：5-7.

[4] 張照志，王賢偉，張劍鋒，等.中國鉬礦資源供需預測[J].地球?qū)W報，2017，38（1）：69-76.

[5] 徐連鵬.科技創(chuàng)新支撐烏山銅鉬礦工程建設及生產(chǎn)[J].黃金，2019，40（6）：4-6.

[6] 杜海青.大型低品位有色多金屬礦山高效開發(fā)對策[J].黃金，2012，33（2）：1-3.

[7] 王懷，鄭曄，郝福來，等.某斑巖型銅鉬礦尾礦回水對混合浮選的影響[J].中國礦業(yè)，2016，25（4）：129-133.

[8] 井維和，劉偉，洪保磊，等.烏山銅鉬礦一期碎磨流程設計及生產(chǎn)實踐[J].黃金，2015，36（3）：63-66.

[9] 井維和，劉偉，王越，等.烏山銅鉬礦二期 SABC 碎磨流程設計及生產(chǎn)實踐[J].黃金，2015，36（6）：60-65.

[10] 趙明福，劉偉，岳輝，等.烏山銅鉬礦高次生銅礦石銅鉬分離關鍵技術研究與應用[J].黃金，2014，35（5）：55-60.

[11] 李麗，修大偉，程曉霞.銅鉬礦石銅浮選試驗研究[J].黃金，2018，39（9）：66-69.

[12] 魏德洲.固體物料分選學[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009：375-376.

[13] 胡岳華.礦物浮選[M].長沙：中南大學出版社，2014：125-126.

Abstract：In light of the property change of a porphyry copper-molybdenum ore in Inner Mongolia that leads to sticky foam and unsatisfying flotation index in the copper-molybdenum mixed flotation process，experimental research on the copper-molybdenum mixed flotation is carried out.The results show that when the grinding fineness -0.074 mm accounts for 60 %，CG705 is used as regulator，and the closed circuit of once roughing，three times cleaning，three times scavenging and middling recycling in order is adopted，the mixed concentrates with copper grade 19.250 %，molybdenum grade 1.360 %，copper recovery rate 84.24 % and molybdenum recovery rate 51.13 %.The research solves the challenges in the mixed flotation process of the ore in a good way.

Keywords：porphyry copper-molybdenum ore;mixed flotation;collector;regulator;MLA