某混合礦浮選中礦、尾礦再磨再選提高銅回收率的研究*

袁喜振，蘇 敏，鄧林欣，胡欽印

（中國有色礦業集團 非洲礦業有限公司，贊比亞 基特韋 22592）

1 引言

謙比希銅礦位于世界著名的中非新元古代沉積型銅（鈷）礦帶上，由主礦區（主礦體）、西礦區（西礦體）和東南礦區（東南礦體）三部分組成，礦權區面積107.6km2，其中主-西礦區面積29.05 km2。謙比希銅礦三大礦體按主礦體-西礦體-東南礦體順序依次組織開發。目前，東南礦體正處于試生產階段，主礦體和西礦體仍是主要的生產資源。隨著主礦體原生硫化銅礦的銳減，如何利用主礦體已有的生產條件更經濟有效的開發利用西礦體，成為謙比希銅礦發展的重點［1-3］。主礦體礦石以斑銅礦為主，有用礦物易解離、泥化程度及氧化率均低，選礦指標穩定，而西礦體礦石以黃銅礦為主，其可浮性較斑銅礦差，且礦石易碎使得粉礦含量高，其選礦指標較低、波動幅度大［4-6］。因此，開展主、西礦體混合礦石的選礦試驗研究［7-8］是優化選礦生產指標，提高公司效益的關鍵。大量研究表明中礦再磨再選工藝一定程度上能提高選礦綜合回收率［9-12］。本研究將重點開展西礦體配入主礦體礦石的適宜比例，并以該配比方案下得到的混合礦為研究對象，開展浮選中礦、浮選尾礦的再磨工藝再選的試驗，為進一步提高銅回收率提供技術支持。

2 礦石性質

2.1 礦物的元素分析及礦物組成

試樣分別為謙比希西礦體礦樣和主礦體礦樣。不同礦石樣品多元素分析結果見表1，不同礦樣的主要礦物組成見表2。由表1 可知，主、西礦體礦石主要有價元素為銅，其品位分別為1.82%、2.07%。

表2 表明，主礦體銅的主要礦物為斑銅礦，其次為輝銅礦、自然銅，及極少量的黃銅礦；西礦體銅的主要礦物為黃銅礦，其次為少量輝銅礦、自然銅，極少量的斑銅礦。主礦體脈石礦物則主要是石英及云母；西礦體主要脈石礦物有石英、鉀長石和云母以及微量的鐵氧化物。

2.2 主要含銅礦物的嵌布粒度

對主礦體和西礦體在同等磨礦細度的條件下（-74μm 含量占65%），采用線段法對重要含銅礦物進行解離粒度統計，統計結果見表3。

表1 不同樣品化學多元素分析結果

表2 礦石的主要礦物組成及相對含量

表3 重要含銅礦物的解離粒度

3 試驗

針對兩種礦樣組成的混合銅礦石，結合現場情況，首先采用一次粗選-二次掃選-三次精選的開路浮選流程，考察不同配比對選礦指標的影響。然后，以適宜配比時所得混合礦為研究對象，并以該配比方案下得到的混合礦為研究對象，進行浮選中、尾礦再磨工藝的試驗研究。

3.1 磨礦時間與磨礦細度

在同等磨礦條件下分別對主、西礦體礦樣（-2mm）開展了磨礦時間與磨礦細度試驗，試驗結果如圖1 所示?？紤]現有生產工藝中磨礦細度指標為-0.074mm 含量占65%～70%，由圖1 可知，西礦體礦石與主礦體礦石相比，礦石硬度較大，較難磨。

圖1 磨礦時間與磨礦細度關系曲線

當兩種礦樣磨到-0.074mm 占70%的細度時所需磨礦時間之比為K1=2.5/3.5=0.71；當兩種礦樣磨到-0.074mm 占85%時的細度時所需磨礦時間之比則為K2=5.2/6.1=0.85。

3.2 混合礦的不同配比試驗

采用-0.074mm 含量占85%的磨礦細度分別以西礦體：主礦體=0∶10，2∶8，3∶7，4∶6，3∶4，5∶5 等6 個不同配比的混合礦為原礦，進行同等條件下的全流程浮選開路試驗，考察不同配比對浮選效果的影響。試驗流程見圖2，試驗結果見圖3。（注：圖2 中Cao 為pH 值調整劑，Mac-12 為捕收劑，2#油為起泡劑；下同）。

由圖3 可知，在細磨條件下，西礦體礦石的混入會導致混合礦精礦品位及回收率下降，且下降程度隨西礦體所占比例的增加而加大。其中精礦品位的變化趨勢，體現了主礦體礦石以斑銅礦為主，西礦體礦石以黃銅礦為主的礦石性質，即隨著西礦體礦石比例在混合礦中的增加，精礦中黃銅礦的比例隨之上升，從而導致精礦品位逐漸下降。

結合實際生產需要，4∶6 和3∶4 是重點考察的配比方案。4∶6 條件下精礦回收率和品位均優于3∶4 的配比，故后續試驗的礦樣應在西礦體：主礦體=4∶6 的配比條件下獲得為宜，該配比條件下所得混合礦的銅品位為1.97%，氧化率為5.58%。

圖2 不同配比方案試驗流程圖

圖3 不同配比方案試驗結果

3.3 再磨條件試驗

考慮現場采用的是三段一閉路及一段閉路磨礦設備，很難達到-0.074mm 含量占85%的磨礦細度。試驗將對西礦體：主礦體=4∶6 配礦方案下的混合礦在磨礦細度-0.074mm 含量占70%條件下，按照圖2 所示的藥劑制度和流程進行開路試驗。將所得中礦1、中礦2、中礦3、中礦4、中礦5 合并為一個綜合中礦產品，并分別對磨礦產品、浮選精礦、浮選尾礦及中礦進行篩析，根據銅金屬在各產品中隨粒度分布情況來確定再磨條件。浮選試驗見表4。各產品篩析結果分別見表5、表6、表7、表8。

表4 粗磨混選試驗結果

表5 粗磨磨礦產品粒度篩析結果

表6 浮選精礦粒度篩析結果

表7 浮選綜合中礦粒度篩析結果

表8 浮選尾礦粒度篩析結果

表4 試驗結果表明，混合礦在粗磨條件下所得尾礦品位為0.28%，回收率達13.63%，因而不能直接拋尾，有必要開展尾礦再磨再選。表8 尾礦篩析結果表明，尾礦中+0.097mm 粒級占尾礦總量的23.39%，該粒級金屬在尾礦中占比高達51.64%。表7 結果表明，中礦中+0.074mm 粒級產率占比48.66%，該粒級金屬在中礦中占比達到52.8%。因而非常有必開展再磨再選試驗對這部分粗粒級中的銅金屬予以回收，進而提高選礦綜合率。

根據篩析結果，以下再磨再選試驗中將綜合中礦分級粒度選為0.074mm，尾礦分級粒度則選為0.097mm。

3.4 粗粒中尾礦再磨細度試驗

圖4 再磨細度試驗流程圖

重復再磨條件試驗，分別產出精礦、尾礦及中礦，然后中礦按-0.074mm 分級，尾礦按-0.097mm 分級，將粗粒中礦及粗粒尾礦混勻后進行再磨細度條件試驗。試驗條件及流程如圖4 所示，試驗結果見圖5。

圖5 再磨細度試驗結果

由圖5 可知，不再磨時細度為13.95%，作業回收率為63.53%，當再磨細度為81.41%時，作業回收率和品位均增加，達到85.22%和8.54%。隨著細度的繼續增加，回收率無明顯變化，且精礦2品位逐漸降低。所以，選擇再磨細度為-0.074mm占81.41%為宜。

3.5 再磨再選閉路試驗

在再磨細度為-0.074mm 占81.41%的條件下，按照圖4 所示試驗條件和流程，并將中礦1 返回掃一作業、中礦2 順序返回、精礦2 返回到精一作業，開展再磨再選閉路試驗。試驗結果見表9。

表9 再磨再選閉路試驗結果

由表9 可知，經粗磨-浮選-粗粒中尾礦再磨-再選流程，可得到品位為34.41%，回收率為90.46%的最終精礦；尾礦銅金屬損失由粗磨開路條件下的13.63%也降低到了9.54%。

3.6 粗粒中尾礦再磨單獨再選試驗

由于在生產實踐過程中，中礦量及指標波動較大將極大影響最終精礦指標，因而在再磨細度為-0.074mm 占81.41%的條件下開展粗粒中、尾礦再磨-單獨再選工藝的開路、閉路試驗。開路試驗條件及流程見圖6，開路試驗結果見表10。

圖6 再磨單獨再選開路試驗流程

表10 再磨單獨再選開路試驗結果

在開路試驗的基礎上，對單獨再選流程所得中礦按照順序返回進行再磨單獨再選的閉路流程，試驗條件和流程參照圖6，試驗獲得一個品位為37.95%，回收率為72.89%的高品位精礦，和一個品位為20.91%，回收率為18.26%的低品位精礦。兩個精礦合計可得到綜合品位為32.63%，綜合回收率為91.15%的混合精礦產品。比再磨再選試驗所得精礦回收率提高了0.69 個百分點。

4 結論

（1）主、西礦體礦石主要有價元素為銅，其中主礦體銅的主要礦物為斑銅礦，其次為輝銅礦、自然銅，及極少量的黃銅礦；西礦體銅的主要礦物為黃銅礦，其次為少量輝銅礦、自然銅，極少量的斑銅礦。西礦體主要脈石礦物有石英、鉀長石和云母以及微量的鐵氧化物；主礦體脈石礦物主要是石英及云母。

（2）試驗所得混合礦的適宜配礦比例為西礦體礦樣∶主礦體礦樣=4∶6。

（3）根據粗磨條件下浮選產品的篩析結果，將綜合中礦分級粒度選為0.074mm，尾礦分級粒度則選為0.097mm。分級所得粗粒中尾礦再磨適宜細度為-0.074mm 占81.41%。

（4）經粗磨-浮選-粗粒中尾礦再磨-再選流程，可得到品位為34.41%，回收率為90.46%的銅精礦。經粗磨-浮選-粗粒中尾礦再磨-單獨再選流程可得到綜合產率為5.28%，綜合品位為32.63%，綜合回收率為91.15%的混合銅精礦。