贊比亞某硫化銅礦選礦試驗研究①

李 勇， 羅 星， 夏 瑜， 呂長寬， 覃 鵬

（1.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林541004； 2.中國有色礦業(yè)集團有限公司國際研發(fā)中心贊比亞實驗室，贊比亞 基特韋22592）

中非銅礦帶是世界上最主要的沉積型銅-鈷礦成礦帶之一，它從剛果（金）的東南部延伸到贊比亞的北部，其在贊比亞境內(nèi)延伸的部分稱為贊比亞銅礦帶，長約150 km，寬約50 km，主要分布在銅帶省和西北省范圍內(nèi)［1-4］。 贊比亞某銅礦礦床類型為砂頁巖型層控銅礦床，在淺部見到極其少量的氧化銅，主要以硫化銅為主，其中淺部以黃銅礦為主，100 m 以下以斑銅礦為主。

本文以該礦硫化礦為研究對象，對原礦石進行了工藝礦物學(xué)研究和選礦試驗研究，研究結(jié)果可為該礦及同類型礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供參考。

1 礦石性質(zhì)

礦石自然類型為片巖型硫化銅礦石。 銅礦物以黃銅礦、斑銅礦為主，微量輝銅礦、藍輝銅礦、銅藍、赤銅礦、孔雀石，其他金屬礦物主要為褐鐵礦、黃鐵礦。 脈石礦物以白云母、石英、黑云母為主，少量綠泥石，微量碳酸鹽礦物、綠簾石、輝石、電氣石、玉髓等。 黃銅礦、斑銅礦均為他形粒狀，晶體內(nèi)可包裹石英、云母、黃鐵礦等礦物，也可沿解理縫不完全交代云母或產(chǎn)于石英晶面凹坑，可被褐鐵礦、銅藍、褐鐵礦等交代；斑銅礦中常見葉片狀、乳滴狀固溶分離體，以黃銅礦為主，微量藍輝銅礦、輝銅礦。 兩種銅礦化與硅化關(guān)系密切，相互交錯穿插或呈脈狀產(chǎn)出；以不規(guī)則粒狀、尖角狀、條帶狀、細脈狀產(chǎn)出，粒徑范圍為0.000 1 ～5.0 mm，集中于0.05 ～2.0 mm。

原礦化學(xué)多元素分析、銅物相分析及粒度篩析結(jié)果分別見表1、表2 和表3。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分數(shù)）/%

表2 原礦銅物相分析結(jié)果

表3 原礦粒度篩析結(jié)果

由表1～3 可知：原礦中主要有益組分為Cu；原礦銅氧化率4.27%；原礦中12.70%的銅分布于-0.038 mm 粒級，29.09%的銅分布于-0.074 mm 粒級，70.91%的銅分布于+0.074 mm 粒級。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 試驗方案

浮選是硫化銅礦回收的最主要工藝［5-6］。 根據(jù)原礦性質(zhì)，確定選礦工藝為浮選，原則流程如圖1 所示。

圖1 選礦原則流程

磨礦方式采用球磨，在磨礦時加入石灰作為調(diào)整劑；以松醇油為起泡劑。

2.2 磨礦細度試驗

磨礦是選礦過程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，磨礦的目的是使目的礦物與脈石礦物解離，而目的礦物的解離是后續(xù)分選的前提。

按圖1 所示流程，以異丙基黃藥作捕收劑，用量80 g/t，以松醇油作起泡劑，用量40 g/t，進行了磨礦細度試驗，結(jié)果見圖2。

圖2 粗精礦指標與磨礦細度關(guān)系曲線

由圖2 可知，隨著磨礦細度由-74 μm 粒級含量60%逐步增加到70%，粗精礦銅回收率增加幅度較大；繼續(xù)增加磨礦細度至-74 μm 粒級占80%，粗精礦銅回收率幾乎不變；在試驗?zāi)サV細度變化區(qū)間內(nèi)，粗精礦銅品位變化幅度不大。 由此可知，在磨礦細度-74 μm粒級占70%時，目的礦物解離已較完全，因此確定最佳磨礦細度為-74 μm 粒級占70%。

2.3 石灰用量試驗

在磨礦細度-74 μm 粒級占70%條件下，以異丙基黃藥作捕收劑，用量80 g/t，以松醇油作起泡劑，用量40 g/t，進行了調(diào)整劑石灰用量試驗，結(jié)果見圖3。

圖3 粗精礦指標與石灰用量關(guān)系曲線

由圖3 可知，隨著石灰用量增加，粗精礦銅品位快速降低，粗精礦銅回收率小幅度增加。 綜合考慮粗精礦銅品位和銅回收率指標，確定粗選最佳石灰用量為500 g/t，此時礦漿pH 值為9.0。

2.4 捕收劑種類及用量試驗

黃銅礦最常用的捕收劑是黃藥、黑藥、硫氮等，在較寬的pH 值范圍（4 ～12）內(nèi)黃銅礦具有良好的可浮性［6］。

在磨礦細度-74 μm 粒級占70%條件下，以石灰作調(diào)整劑，用量500 g/t，以松醇油作起泡劑，用量40 g/t，分別選用硫化銅礦常用的捕收劑異丙基黃藥、丁基黃藥以及丁基黃藥+丁銨黑藥（質(zhì)量比1 ∶1）的混合用藥3 種藥劑進行捕收劑種類試驗，用量均為80 g/t，結(jié)果見表4。

表4 捕收劑種類試驗結(jié)果

由表4 可知，粗選最佳捕收劑為丁基黃藥。

隨即進行了捕收劑丁基黃藥用量試驗，結(jié)果見圖4。

圖4 粗精礦指標與捕收劑用量關(guān)系曲線

由圖4 可知，隨著捕收劑丁基黃藥用量增加，粗精礦銅回收率變化不大，粗精礦品位呈現(xiàn)先增大后減小再又增大的變化趨勢。 綜合考慮粗精礦銅品位和銅回收率指標，確定粗選最佳捕收劑丁基黃藥用量為60 g/t。

2.5 閉路試驗

在粗選條件試驗基礎(chǔ)上進行了精選和掃選次數(shù)及藥劑用量試驗，最終確定了一次粗選、一次精選和一次掃選的開路流程。 根據(jù)開路流程試驗結(jié)果進行了閉路流程試驗，結(jié)果見表5，試驗流程見圖5。 閉路試驗獲得了精礦產(chǎn)率4.50%、銅品位33.86%、銅回收率97.37%。

表5 閉路試驗結(jié)果

圖5 閉路試驗流程

3 結(jié) 論

1） 礦石自然類型為片巖型硫化銅礦石，礦石主要有益組分為銅，含量1.57%，原礦銅氧化率為4.27%。銅礦物常見黃銅礦、斑銅礦，微量輝銅礦、藍輝銅礦、銅藍、赤銅礦、孔雀石；脈石礦物以白云母、石英、黑云母為主。

2） 原礦經(jīng)一段球磨至-74 μm 粒級占70%，以石灰作調(diào)整劑，用量500 g/t，以丁基黃藥作捕收劑，粗選+掃選用量60+30 g/t，以松醇油作起泡劑，粗選+掃選用量40+20 g/t，經(jīng)過一次粗選、一次精選及一次掃選，中礦返回粗選的閉路浮選工藝，可獲得產(chǎn)率4.50%、銅品位33.86%、銅回收率97.37%的銅精礦。 試驗通過較簡單的選礦工藝流程及藥劑制度，獲得了較好的選礦指標。