國外某難選氧化銅礦選冶聯(lián)合試驗研究

安源水，鄧紅飛，楊有智，李儒仁，李國棟

（湖北大江環(huán)保科技股份有限公司，湖北 黃石 435005）

世界氧化銅礦床和混合銅礦床占全部銅礦床的10%~15%，約占總儲量的25%。在我國的銅礦資源中，氧化銅礦約占25%[1，2]。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，銅的消耗量逐年增加，高品位硫化銅礦資源逐漸減少。加強(qiáng)氧化銅礦石的選別技術(shù)研究對資源綜合利用意義重大。

常見的氧化銅礦物有孔雀石和藍(lán)銅礦，其次是硅孔雀石和赤銅礦[3，4]。孔雀石產(chǎn)于銅的硫化物礦床氧化帶，常懷其他含銅礦物（藍(lán)銅礦、輝銅礦、赤銅礦、自然銅）共生，化學(xué)成分為CuCO3·Cu(OH)2。藍(lán)銅礦也是含銅的碳酸鹽礦物，化學(xué)成分與孔雀石相同。孔雀石和藍(lán)銅礦的可浮性較好，較易回收。硅孔雀石的化學(xué)成分為CuSiO3·2H2O，硅孔雀石表面具有很強(qiáng)的親水性，可浮性很差，采用浮選法很難回收。

氧化銅礦處理方法主要分化學(xué)選礦（濕法冶金）和浮選法[5，6]。化學(xué)選礦（濕法冶金）包括酸浸、氨浸、浸出（酸浸、氨浸）—沉淀—浮選法、浸出（酸浸）—萃取-電極、離析-浮選工藝、生物（細(xì)菌）浸出法等；浮選法是目前處理氧化銅礦石主要方法之一，浮選法主要分為硫化后黃藥浮選和直接浮選法，直接浮選法包括脂肪酸或高級黃藥浮選法、胺類浮選法、螯合劑浮選法等。基于氧化銅礦或混合銅礦石或多或少有硫化銅礦物或者有難選氧化銅礦物，這樣單一處理方法如化學(xué)選礦或浮選都有其不適應(yīng)的銅礦物對象，因此選-冶（冶-選）聯(lián)合工藝越來越得到廣泛應(yīng)用。

某銅礦品位4.08%，自由氧化銅占67.30%，結(jié)合氧化銅礦占21.88%，硫化銅礦僅占10.82%，為充分開發(fā)利用該資源，進(jìn)行詳細(xì)系統(tǒng)的選別試驗是十分有必要的。

1 礦石性質(zhì)

該礦石屬典型的氧化銅礦石，主要有用金屬礦物為孔雀石、藍(lán)銅礦等、次為硅孔雀石、水膽礬、鐵酸銅、氯銅礦及少量（藍(lán)）輝銅礦等，伴生少量金銀礦物；其他金屬礦物有（赤）褐鐵礦、磁鐵礦。脈石礦物主要為石英、長石、輝石，少量石榴石、云母、高嶺石等。礦樣多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1，銅物相分析結(jié)果見表2。

表1 礦石的主要化學(xué)成分（%）

表2 銅物相分析結(jié)果 %

根據(jù)礦樣多元素化學(xué)分析結(jié)果及銅物相分析結(jié)果可看出：銅為主要有價金屬元素，金和銀可供綜合回收。礦石中的銅礦物以自由氧化銅為主，次為結(jié)合氧化銅，含少量硫化銅。礦石中銅氧化率近90%，其中結(jié)合氧化銅含量較高，達(dá)20%以上，會對浮選回收銅礦物不利；硫化銅含量約11%，對濕法冶金浸出不利。

2 選礦試驗

該礦石屬典型的氧化銅礦石，自由氧化銅為主，次為結(jié)合氧化銅，含少量硫化銅。礦石中銅氧化率近90%，其中結(jié)合氧化銅含量較高，達(dá)20%以上。單一處理方法如濕法冶金或浮選法都有其不適應(yīng)的銅礦物對象，因此，選-冶（冶-選）聯(lián)合工藝為首選推薦工藝；考慮到礦石酸性脈石為主（硅、鋁質(zhì)占67.5%，鈣鎂質(zhì)占約5%），濕法冶金首選酸浸（硫酸）。

2.1 選-冶聯(lián)合工藝試驗

2.1.1 浮選

浮選試驗流程圖見圖1。根據(jù)不同銅礦物可浮性差異采用分步浮選的工藝流程，先浮硫化礦后浮氧化礦。不同銅礦物浮選匹配使用合適捕收劑：銅硫化物浮選采用Z-200；一般氧化銅采用活化-硫化-強(qiáng)化捕收（螯合劑XTT-中性油與混黃藥）；難選氧化銅采用螯合劑（XTT:YTT 2:1）-中性油與混黃藥（戊黃：丁胺黑藥2：1）三元組合捕收劑強(qiáng)化回收。試驗結(jié)果見表3。

圖1 選—冶聯(lián)合浮選試驗流程圖

表3 選—冶聯(lián)合浮選試驗流程圖

試驗結(jié)果表明：按硫化物—氧化物順序浮選，不同銅礦物浮選匹配使用合適捕收劑，獲得精礦產(chǎn)率10.2%，精礦品位23.72%,銅回收率59.76%；另產(chǎn)出中礦產(chǎn)率4.84%，含銅品位6.47%，回收率7.91%，這部分中礦可單獨酸浸處理。

2.1.2 濕法冶金

浮選產(chǎn)生的氧化中礦品位為6.47%，遠(yuǎn)達(dá)不到浮選精礦的品位要求，但直接丟尾會造成資源浪費。為了提高資源利用率，充分回收有價金屬元素，該中礦采用濕法冶金工藝進(jìn)行回收。

硫酸用量150 Kg/t，pH1～1.5，控制L/S=(3～4)/1，溫度：常溫，反應(yīng)時間：2h，試驗結(jié)果見表4。

表4 濕法冶金試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明：銅浸出率為72.1%，含銅貴液（9.44g/l），用鐵粉置換，置換率95%，獲產(chǎn)率0.268%，含銅80%，對原礦回收率5.26%。

2.2 冶-選聯(lián)合工藝試驗

冶-選聯(lián)合工藝試驗流程見圖2。先冶（酸浸）后浸出渣浮選工藝，常規(guī)攪拌浸出，控制L/S=(3～4)/1，溫度：常溫，反應(yīng)時間：2h，pH1～1.5，硫酸用量110 Kg/t.礦，試驗結(jié)果見表5。

銅浸出率達(dá)80%，含銅貴液（9.7g/l）。用鐵粉置換，置換率95%，獲海綿銅產(chǎn)率3.87%，含銅80%，對原礦回收率76%。浸出渣含銅0.7%偏高，礦石中含硫化銅0.45%，還有伴生金和銀礦物，可作浮選原料進(jìn)一步回收。浸出渣浮選獲得銅精礦產(chǎn)率2.68%，銅精礦品位14.32%,銅精礦含金37.35g/t,含銀438.8g/t，對原礦銅回收率10.98%；金回收率65%，銀回收率60%。相比較，先冶（酸浸）后浸出渣浮選工藝效率更高。

3 結(jié)論

（1）本研究礦石原礦含銅（Cu）3.70%，鐵（TFe）12.07%，硫（S）0.08%，伴生金（Au）1.54g/t，銀（Ag）19.6g/t等，屬典型的氧化銅礦石，銅為主要有價金屬元素，金和銀可供綜合回收。

（2）礦石中的銅礦物以自由氧化銅為主，次為結(jié)合氧化銅，含少量硫化銅。礦石中銅氧化率近90%，其中結(jié)合氧化銅含量較高，達(dá)20%以上，會對浮選回收銅礦物不利；硫化銅含量約11%，對濕法冶金浸出不利。單一浮選或酸浸對回收礦石中銅及有加金、銀礦物不利；選-冶（冶-選）聯(lián)合工藝為首選推薦工藝。

（3）選-冶聯(lián)合工藝浮選獲得銅精礦產(chǎn)率10.2%，銅精礦品位23.72%,銅精礦含金10.1g/t,含銀118.6g/t，銅回收率60.76%，金回收率66.4%，銀回收率61.2%；另浮選中礦單獨酸浸處理，銅浸出率為72.1%，含銅貴液（9.44g/l），用鐵粉置換，置換率95%，獲海綿銅產(chǎn)品產(chǎn)率0.268%，含銅80%，對原礦回收率5.26%。

表5 選-（酸浸）冶（冶-選）聯(lián)合工藝試驗結(jié)果 %

（4）冶-選聯(lián)合工藝，常規(guī)攪拌浸出銅浸出率達(dá)80%，含銅貴液（9.7g/l）。用鐵粉置換，置換率95%，獲得海綿銅產(chǎn)品產(chǎn)率3.87%，含銅80%，對原礦回收率76%。浸出渣浮選獲得銅精礦產(chǎn)率2.68%，銅精礦品位14.32%,銅精礦含金37.35g/t,含銀438.8g/t，對原礦銅回收率10.98%；金回收率65%，銀回收率60%。

（5）從技術(shù)上來說，選-冶聯(lián)合工藝（先選后冶或先冶后選）兩種工藝都可行；相對來講，先酸浸，后浸出渣浮選效率更高。實際選擇工藝主要取決于當(dāng)?shù)毓I(yè)基礎(chǔ)和業(yè)主礦業(yè)（投資）戰(zhàn)略思路。