內蒙古某銅硫礦石選礦試驗研究

段明銘 吳曉明 楊 鵬 王 蘋 王路平 劉 慧

（1.山東國環(huán)固廢創(chuàng)新科技中心有限公司；2.招金礦業(yè)股份有限公司；3.山東招金科技有限公司）

我國銅礦石資源種類齊全，以硫化銅礦石資源為主，銅硫共生現(xiàn)象普遍，其中德興銅礦是世界少見的特大斑巖型銅硫礦山［1-2］。

1 礦石性質

內蒙古某矽卡巖型高硫含銅礦石礦物組成較復雜，試樣主要化學成分分析結果見表1、銅物相分析結果見表2，礦物組成及相對含量見表3。

從表1可以看出，礦石Cu品位為0.22%，S含量為9.32%，其他金屬元素含量較低，未達到回收利用含量要求。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

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從表2可以看出，礦石中的銅礦物以硫化相為主，占74.63%。

從表3可以看出，礦石礦物組成及相對含量分析結果顯示，金屬礦物主要為黃鐵礦，磁黃鐵礦、磁鐵礦少量，黃銅礦、閃鋅礦含量均不高；非金屬礦物主要有石榴石、透輝石，石英、綠泥石、碳酸鹽礦物等少量。

2 選礦工藝流程的確定

根據礦石性質，本著盡可能回收有價元素的原則，進行了銅浮選與銅硫優(yōu)先浮選流程探索試驗［3-9］。

（1）銅浮選探索試驗指標：銅精礦Cu品位21.56%，Cu回收率65.57%。

（2）銅硫優(yōu)先浮選探索試驗指標：銅精礦Cu品位22.36%，Cu回收率71.20%；硫精礦S品位49.55%，S回收率49.22%。

兩相比較，可以看出銅硫優(yōu)先浮選流程的銅精礦指標較高，且能獲得合格硫精礦，實現(xiàn)有價元素的最大限度回收。因此，后續(xù)將進行銅硫優(yōu)先浮選流程試驗。

3 試驗結果及討論

試驗使用XMQ-Φ240×90型錐形球磨機磨礦，XFD-1.5L、XFD-0.5L型單槽浮選機浮選，浮選藥劑全部采用工業(yè)級試劑。

3.1 銅粗選條件試驗

3.1.1 磨礦細度試驗

磨礦作業(yè)是選廠能耗最大的作業(yè)，且磨礦產品粒度對選別作業(yè)指標有很大的影響［10-11］，因此，適宜的磨礦細度尤為重要。為了確定銅粗選磨礦細度，采用1次粗選流程進行了磨礦細度試驗，試驗固定調整劑石灰用量為4 000 g/t、亞硫酸鈉用量為3 000 g/t，捕收劑Z-200用量為100 g/t，起泡劑2#油用量為40 g/t，試驗結果見表4。

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表4表明，隨著銅粗選磨礦細度的提高，銅粗精礦Cu品位變化不大，回收率呈先快后慢的上升趨勢。綜合考慮磨礦成本和銅回收率指標，確定銅粗選磨礦細度為-0.074 mm80%。

3.1.2 石灰用量試驗

為了獲得較高品位的銅精礦，浮銅時抑制黃鐵礦、磁黃鐵礦的上浮非常重要。大量的研究與生產實踐表明［12］，石灰和亞硫酸鈉配合使用可以有效抑制黃鐵礦等的上浮。石灰用量試驗采用1次粗選流程，試驗固定亞硫酸鈉用量為3 000 g/t，Z-200用量為100 g/t，2#油用量為40 g/t，試驗結果見表5。

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表5表明，隨著粗選石灰用量的增加，銅粗精礦Cu品位、回收率呈明顯的先上升后下降的趨勢。綜合考慮產品指標、后續(xù)選硫和藥劑成本因素，確定石灰用量為500 g/t。

3.1.3 亞硫酸鈉用量試驗

亞硫酸鈉用量試驗采用1次粗選流程，試驗固定石灰用量為500 g/t，Z-200用量為100 g/t，2#油用量為40 g/t，試驗結果見表6。

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表6表明，隨著亞硫酸鈉用量的增加，銅粗精礦Cu品位上升，Cu回收率先升后降。綜合考慮產品指標、后續(xù)選硫及藥劑成本因素，確定亞硫酸鈉用量為250 g/t。

3.1.4 銅浮選捕收劑種類試驗

硫化銅浮選的常用捕收劑主要有乙基黃藥、丁基黃藥、Z-200（硫氨酯）、酯105等，銅浮選捕收劑種類試驗采用1次粗選流程，捕收劑用量均為40 g/t，試驗固定石灰用量為500 g/t，亞硫酸鈉用量為250 g/t，2#油用量為40 g/t，試驗結果見表7。

表7表明，采用Z-200為銅浮選捕收劑可以獲得高品質的銅粗精礦，且Cu回收率指標較高。因此，銅浮選捕收劑選用Z-200。

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3.1.5 Z-200用量試驗

大量的研究和生產實踐表明［13-14］，Z-200浮銅具有選擇性強、藥劑用量少等特點，且對黃鐵礦的捕收能力極弱。Z-200用量試驗采用1次粗選流程，試驗固定石灰用量為500 g/t，亞硫酸鈉用量為250 g/t，2#油用量為40 g/t，試驗結果見表8。

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表8表明，隨著Z-200用量的增加，銅粗精礦Cu品位先下降后上升，回收率先上升后下降。綜合考慮，確定銅粗選Z-200用量為20 g/t。

3.2 硫粗選條件試驗

3.2.1 硫活化劑種類試驗

經過石灰抑制的黃鐵礦可以使用硫酸調節(jié)pH值進行活化，適量的碳酸鈉對被石灰抑制的黃鐵礦也有活化作用。因此，進行了硫活化劑濃硫酸、碳酸鈉對比試驗。試驗采用1次粗選流程，活化劑用量均為2 000 g/t，試驗固定捕收劑丁基黃藥用量為60 g/t，2#油用量為20 g/t，試驗結果見表9。

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表9表明，對比試驗結果顯示，硫精礦S回收率相差不大，但經濃硫酸或碳酸鈉活化的硫精礦品位較高，考慮到濃硫酸是危險品，對選礦設備等具有強腐蝕性，且會對水體和土壤造成污染。因此，硫粗選選用碳酸鈉為活化劑。

3.2.2 碳酸鈉用量試驗

碳酸鈉用量試驗采用1次粗選流程，試驗固定捕收劑丁基黃藥用量為60 g/t，2#油用量為20 g/t，試驗結果見表10。

表10表明，隨著碳酸鈉用量的增加，硫精礦品位微幅上升，回收率先升后降。綜合考慮，確定硫粗選碳酸鈉用量為2 000 g/t。

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3.3 磨礦細度驗證試驗

磨礦細度驗證試驗采用開路流程，試驗采用1粗2精2掃流程選銅、1粗1精1掃流程選硫，試驗結果見表11。

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表11表明，提高磨礦細度，選礦指標變化不明顯。綜合考慮磨礦成本和經濟效益因素，確定磨礦細度為-0.074 mm70%。

3.4 閉路試驗

在條件試驗、開路試驗基礎上進行了閉路試驗，考查了中礦返回對產品指標和藥劑用量的影響，最終確定的工藝流程及藥劑制度見圖1，試驗結果見表12。

表12表明，采用圖1所示的流程處理礦石，可獲得Cu品位18.55%、Cu回收率80.34%的銅精礦，S品位52.51%、S回收率56.68%的硫精礦。

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4 結語

（1）內蒙古某矽卡巖型高硫含銅礦石Cu品位為0.22%，S品位為9.32%，主要銅礦物為黃銅礦，主要硫礦物為黃鐵礦；硫化銅分布率74.63%，氧化銅分布率24.39%；非金屬礦物主要有石榴石、透輝石，石英、綠泥石、碳酸鹽礦物等少量。

（2）在磨礦細度為-0.074 mm70%的情況下，采用1粗2精2掃浮銅、1粗1精1掃浮硫銅硫優(yōu)先浮選流程處理礦石，最終獲得Cu品位18.55%、Cu回收率80.34%的銅精礦，S品位52.51%、S回收率56.68%的硫精礦。

（3）試驗確定的銅硫優(yōu)先浮選流程結構簡單、合理，易于操作，選礦技術經濟指標良好，可作為礦石開發(fā)利用的依據。