西藏某細(xì)粒嵌布難選硫化銅礦選礦實(shí)驗(yàn)研究

周濤，黃國賢，李飛，黃建芬

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

本文針對西藏某銅礦中銅礦物嵌布粒度較細(xì)，與黃鐵礦、脈石嵌布關(guān)系較為密切的特點(diǎn)，通過加強(qiáng)銅礦物的解離，將粗精礦再磨至90%-0.030 mm，采用選擇性較好的A4 和丁銨黑藥作為銅礦物捕收劑，同時采用戊基黃藥進(jìn)行掃選尾礦選硫?qū)嶒?yàn)，綜合回收硫資源，降低尾礦中硫的品位，以達(dá)到環(huán)保要求。小型實(shí)驗(yàn)取得了良好的選礦技術(shù)指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦物組成

西藏某銅礦屬熱液細(xì)脈浸染型銅礦床,金屬礦物主要是黃鐵礦、黃銅礦，其次為藍(lán)輝銅礦、輝銅礦、閃鋅礦、磁鐵礦、斑銅礦、金紅石、鈦鐵礦，少量或微量的白鐵礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、方鉛礦、輝鉬礦等，脈石礦物以石英、長石為主，其次有絹云母、白云母、黑云母、角閃石、十字石，少量方解石等。礦石中部分黃銅礦呈微細(xì)粒狀，極為分散，與脈石不易單體解離，影響銅礦物的回收。

1.2 試樣多元素分析及銅物相分析

礦石的多元素分析和銅的物相分析見表1、2。

表1 礦石多元素分析/%Table 1 Chemical analysis of multi-elments

表2 銅物相分析Table 2 Analysis results of copper phase

1.3 銅的賦存狀態(tài)及嵌布特征

礦石中主要有價組分為銅，以黃銅礦為主，藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)含量較少，孔雀石微量。黃銅礦分布極不均勻，有些礦石中較為富集，呈稠密浸染狀，一般呈稀疏浸染狀分布，主要呈它形晶粒狀、或者粒狀集合體嵌布，其顆粒較細(xì)，大多分布在0.005～0.15 mm 之間。黃銅礦裂隙及邊緣常有藍(lán)輝銅礦等次生硫化銅礦物，有些黃銅礦以乳滴狀包裹于閃鋅礦中，不易解離；黃銅礦與脈石的嵌布關(guān)系密切，多充填在脈石粒間，少量呈星點(diǎn)狀、尖角狀、纖維狀散布在脈石解理縫隙中或者被脈石包裹，這部分黃銅礦有些顆粒太微細(xì)，不易解離。

2 選礦實(shí)驗(yàn)研究

銅硫礦石浮選的關(guān)鍵是銅礦物與硫化鐵礦物的分離，生產(chǎn)實(shí)踐中大都采用抑制硫化鐵礦物，浮選銅礦物的工藝，其中包括銅硫混浮后再抑硫浮銅、優(yōu)先浮銅再活化選硫的工藝。在銅硫礦石中硫化鐵礦以黃鐵礦為主，因而黃鐵礦的浮游性能直接影響到銅硫浮選分離的效果[1-3]。黃鐵礦是易浮的硫化礦物，且黃鐵礦的可浮性變化很大，使銅硫分離難以控制，因此對黃鐵礦的有效抑制是銅硫礦石浮選的主要難點(diǎn)[4-5]。

礦石的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，礦石中黃銅礦分布極不均勻，一般呈稀疏浸染狀分布，其顆粒較細(xì)，大多分布在0.005～0.15 mm 之間，部分黃銅礦被黃鐵礦包裹。根據(jù)黃銅礦的嵌布特征，需要較高的磨礦細(xì)度才能達(dá)到單體解離，通過多種流程結(jié)構(gòu)浮選實(shí)驗(yàn)的對比，最終確定采用一段磨礦，銅硫混浮，粗精礦再磨，銅硫分離，銅硫混浮尾礦脫硫的工藝流程。

2.1 銅粗選捕收劑種類選擇實(shí)驗(yàn)

礦石中主要有價金屬元素為銅，其次金、銀、硫等元素，硫化銅礦物常用的捕收劑為黃藥和黑藥[6]，丁銨黑藥對于該銅礦選擇性較好，同時有利于貴金屬金銀的回收[7]，因此捕收劑種類選擇實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)是選擇對該礦石中銅礦物捕收力較強(qiáng)、選擇性較好的捕收劑，與丁銨黑藥共同作用浮選銅礦物。捕收劑種類選擇實(shí)驗(yàn)流程見圖1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖1 捕收劑種類選擇實(shí)驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheet of collector types

表3 捕收劑種類選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of the collector types

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用乙基黃藥和乙硫氮銅粗精礦銅回收率較低；采用戊基黃藥和A4 銅粗選回收率均達(dá)到89%以上，但戊基黃藥銅粗精礦銅品位和回收率比A4 略低，考慮到戊基黃藥捕收能力較強(qiáng)，會給下一步銅硫分離時造成一定的困難，因此，綜合考慮，采用A4 作為該銅礦的捕收劑。

2.2 銅粗選捕收劑用量實(shí)驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為80%-0.074 mm，石灰用量為1800 g/t，丁銨黑藥用量為30 g/t，MIBC 用量為30 g/t，進(jìn)行銅粗選A4 用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著A4 用量的增加，銅品位呈下降趨勢，銅回收率先升高后降低；當(dāng)A4 用量為80 g/t 時，銅回收率達(dá)到最高為89.76%，之后隨著A4 用量增加，黃鐵礦競爭上浮，銅品位和銅回收率都呈下降趨勢，因此確定A4 用量為80 g/t。

圖2 A4 用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Test results of A4 dosage

在A4 用量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，固定磨礦細(xì)度為80%-0.074 mm，石灰用量為1800 g/t，A4 用量為80 g/t，MIBC 用量為30 g/t，進(jìn)行銅粗選丁銨黑藥用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3 可知，隨著丁銨黑藥用量的增加，銅精礦品位呈下降趨勢，銅回收率呈上升趨勢，當(dāng)丁銨黑藥用量為35 g/t 時，銅回收率達(dá)到最高為89.89%，之后隨著丁銨黑藥用量增加，銅回收率基本保持不變，因此，確定丁銨黑藥用為35 g/t。

圖3 丁銨黑藥用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results of ammonium dibutyl dithiophosphate dosage

2.3 精選分離再磨細(xì)度實(shí)驗(yàn)

由于銅礦物的嵌布粒度較細(xì)，對銅粗精礦進(jìn)行再磨，可提高銅礦物的單體解離度[8]，為銅礦物與黃鐵礦、脈石的分離創(chuàng)造良好的條件，從而獲得較好的銅選礦技術(shù)指標(biāo)。精選分離再磨細(xì)度實(shí)驗(yàn)工藝流程見圖4，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖4 銅粗精礦再磨細(xì)度實(shí)驗(yàn)流程Fig.4 Process of regrinding fineness of copper roughing concentrate

由圖5 銅粗精礦再磨細(xì)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著磨礦細(xì)度從70% -0.030 mm 增加到95% -0.030 mm，銅粗精礦銅品位呈逐漸上升趨勢，回收率則先上升后下降，當(dāng)磨礦細(xì)度為90% -0.030 mm 時，銅粗精礦的技術(shù)指標(biāo)較好，繼續(xù)增加磨礦細(xì)度至95% -0.030 mm，銅粗精礦銅品位略有增加，但銅回收率下降幅度較大，因此，銅精選適宜的磨礦細(xì)度為90% -0.030 mm。

圖5 精選分離再磨細(xì)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results of cleaning separation regrinding fineness

2.4 尾礦脫硫藥劑篩選實(shí)驗(yàn)

該礦石中含硫3.1%，黃鐵礦呈稀疏浸染狀，大部分顆粒較粗，有少量結(jié)晶粒狀黃鐵礦、膠狀黃鐵礦、白鐵礦被脈石包裹，粒徑微細(xì)不易解離。尾礦中如果硫含量超標(biāo)，長期堆放過程中會產(chǎn)生大量酸性水，對土壤會造成嚴(yán)重污染[3-4]，因此考慮到資源綜合利用及降低尾礦中硫的品位，保護(hù)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)對選銅尾礦進(jìn)行了脫硫?qū)嶒?yàn)。

通過尾礦產(chǎn)品粒度分析可知，硫在尾礦各粒級中基本均勻分布，鏡下觀察得知，其所含的黃鐵礦多被石英等脈石包裹，這是導(dǎo)致粗掃選尾礦中硫較難降低的主要因素，進(jìn)行尾礦脫硫藥劑篩選，實(shí)驗(yàn)流程見圖6，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖6 尾礦脫硫藥劑篩選實(shí)驗(yàn)流程Fig.6 Screening test flow of desulfurizing agent for tailings

表4 尾礦脫硫藥劑篩選實(shí)驗(yàn)Table 4 Results of desulfurizing agent for tailings

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，戊基黃藥對于降低尾礦中硫品位具有一定的作用，采用戊基黃藥對尾礦進(jìn)行脫硫，可使尾礦中硫品位降低至0.25%，但是通過添加調(diào)整劑、增大脫硫藥劑用量、增大脫硫泡沫產(chǎn)率等措施，尾礦硫品位降低不明顯。最終確定采用戊基黃藥50 g/t 作為捕收劑，此時尾礦中含硫0.24%，

2.5 閉路實(shí)驗(yàn)

在開路條件實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行閉路流程實(shí)驗(yàn)，閉路實(shí)驗(yàn)流程和條件見圖7，閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of closed-circuit tests

圖7 閉路實(shí)驗(yàn)流程及條件Fig.7 Process and conditions of closed-cricuit tests

由表5 可知，閉路實(shí)驗(yàn)取得良好的技術(shù)指標(biāo)，銅精礦中銅品位25.32%，銅回收率85.56%；金品位21.02 g/t，金回收率63.37%；銀品位119.25 g/t，銀回收率80.53%，實(shí)驗(yàn)指標(biāo)良好。

3 結(jié)語

（1）該硫化銅礦是以銅、硫?yàn)橹鞯亩嘟饘倭蚧V，礦石中主要有價組分為銅，以黃銅礦為主，藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)含量較少，孔雀石微量，礦石中黃銅礦分布極不均勻，部分呈微細(xì)粒狀，而且很分散，與脈石不易單體解離，這是影響銅礦物的回收的主要因素。

（2）實(shí)驗(yàn)采用一段磨礦，銅硫混浮，粗精礦再磨，銅硫分離，銅硫混浮尾礦脫硫的工藝流程，加強(qiáng)了對微細(xì)粒級銅礦物的回收，且綜合回收黃鐵礦，降低尾礦對環(huán)境的污染

（3）本次實(shí)驗(yàn)藥劑制度采用石灰為調(diào)整劑，A4 和丁銨黑藥為銅礦物捕收劑，戊基黃藥為硫礦物捕收劑，MIBC 為起泡劑，閉路實(shí)驗(yàn)取得了良好的選礦技術(shù)指標(biāo)：銅品位25.32%，銅回收率85.5%；金品位21.02 g/t，金回收率63.37%；銀品位119.25 g/t，銀回收率80.53%。

（4）A4 是西北礦冶研究院研發(fā)的硫化銅礦捕收劑，對細(xì)粒級銅礦物的捕收性能較強(qiáng)，能夠減少細(xì)粒級黃銅礦在尾礦中的損失，提高銅的回收率。