異步浮選提高某高氧化率銅礦石浮選指標研究

楊政國

（1.紫金礦業(yè)集團股份有限公司；2.西藏巨龍銅業(yè)有限公司）

隨著高品位硫化銅礦石資源的逐漸減少，難選氧化銅礦石資源的利用越來越受到人們的重視。在我國的銅礦資源中，氧化銅礦資源占有重要的地位［1］。氧化銅礦石的選礦難度非常大，主要因為礦石結構松散、易碎，含水率高，磨礦過程中易泥化，礦泥會惡化浮選環(huán)境；有用礦物嵌布粒度細，一般呈凝膠狀或土狀，難以分離回收；有的氧化銅礦物溶于水，礦漿中銅離子的濃度高導致浮選過程的選擇性下降；氧化銅礦物種類多，可浮性差異大；脈石組成復雜，有硅質(zhì)、鈣質(zhì)及鐵質(zhì)脈石，對浮選影響大［2］。

我國的氧化銅礦床不僅包括獨立的氧化銅礦床，而且硫化銅礦床上部普遍存在著深度不一的氧化帶［3］。因此，對硫氧混合型銅礦石開展深入的可選性研究，有利于提高氧化銅礦石的回收率。

浮選法是目前處理氧化銅礦石的主要方法，其中以硫化-浮選法最為常用。該法用硫化鈉、硫化銨、硫氫化鈉、熔融硫等硫化劑預先硫化氧化銅礦物表面，然后用黃藥類捕收劑進行浮選［4-8］。有研究表明，用（NH4）2S 作硫化劑，使礦漿保持適宜的硫離子濃度，能浮選最難回收的硅孔雀石，回收率達80%［4］；在贊比亞的Chingola、Konkoia 等選廠采用NaHS 為硫化劑，對氧化銅礦石進行硫化、黃藥浮選，氧化銅的回收率為70%～85%［5］；東川礦務局中心試驗所提出水熱硫化、溫水浮選工藝［6-7］，處理不同類型的難選氧化銅礦石，工藝指標比常規(guī)浮選均有大幅度的提高。參考現(xiàn)有研究成果，對黑龍江某硫化銅礦床中的高氧化率銅礦石進行了常規(guī)硫化浮選試驗，以便為該礦石的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石的化學成分

礦石主要化學成分分析結果見表1。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

由表1 可看出，礦石中有價成分為銅，主要脈石組分SiO2含量57.80%，Al2O3含量14%。

1.2 礦石銅物相分析

礦石銅物相分析結果見表2。

由表2 可看出，銅主要以氧化銅的形式存在，其中自由氧化銅占比高達66.67%，銅氧化率為73.02%，因此，礦石屬于高氧化率銅礦石。

1.3 礦石的礦物組成及含量

礦石的礦物組成及含量見表3。

由表3 可看出，與硫化銅礦物相比，礦石中氧化銅礦物含量較高，孔雀石含量0.57%、硅孔雀含量0.28%、膽礬含量0.02%；硫化銅礦物黃銅礦含量0.26%、斑銅礦含量0.15%、輝銅礦含量0.04%。其他金屬硫化物主要為黃鐵礦。脈石礦物主要是石英、高嶺石、黑云母及鉀長石，高嶺石、黑云母、絹云母等黏土礦物及易泥化礦物含量較高。

礦石中氧化銅礦物含量較高將影響銅礦物的浮選回收，尤其是硅孔雀石親水性極強；高嶺石、黑云母、絹云母等易泥化礦物的泥化將惡化浮選環(huán)境，這些礦泥易被夾帶進浮選精礦中。為盡量減少泥化的不利影響，并降低磨礦能耗，宜采用階段磨選工藝進行試驗［9］。

1.4 礦石中銅礦物的嵌布特征

礦石中銅礦物的嵌布關系采用顯微鏡進行觀察［10］，結果見圖1 和圖2。其中的黃銅礦主要與黃鐵礦等脈石礦物連生；孔雀石呈不規(guī)則粒狀或放射狀被脈石礦物包裹，部分孔雀石僅邊緣連生少量其他礦物；硅孔雀石呈細脈狀分布，嵌布粒度較細，或與孔雀石呈集合體形式充填在石英等脈石礦物的間隙或裂隙中。

2 試驗結果與討論

由于礦石屬于高氧化率銅礦石，且含有一定的易泥化礦物，因此，該礦石原則上宜采用先浮選硫化銅礦物再浮選氧化銅礦物的異步浮選流程選銅［11］，試驗先用硫化礦捕收劑浮選硫化銅礦物，再在硫化鈉或硫氫化鈉硫化氧化銅礦物后用強捕收劑回收氧化銅礦物。該原則流程具有分支異步浮選、能收早收的特點，能減弱氧化銅礦物對硫化銅精選的影響。而硫化銅礦物和氧化銅礦物混合浮選流程較簡單，應用也相當廣泛［12］。本研究將確定經(jīng)濟、高效的選礦工藝及其參數(shù)。

2.1 條件試驗

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦細度直接決定著目的礦物的解離程度［13］，過磨和欠磨均不利于分選指標的改善。異步浮選磨礦細度試驗固定硫化銅礦物浮選的丁基黃藥用量100 g/t、石灰用量1 000 g/t、2#油用量30 g/t，氧化銅礦物浮選的硫化鈉用量1 000 g/t、丁基黃藥用量100 g/t，試驗結果見表4。

由表4 可看出，當磨礦細度為-0.074 mm 占75%時，銅精礦總回收率達61.14%，產(chǎn)品指標較好，因此，確定磨礦細度為-0.074 mm占75%。

2.1.2 石灰用量試驗

礦漿pH 調(diào)整劑的添加能改變礦物表面的性質(zhì)，提高礦物浮選的選擇性。石灰的添加可以改善硫化銅礦物的浮選效果，但用量過大會影響銅礦物表面的疏水性，進而影響銅礦物的回收。異步浮選石灰用量試驗固定磨礦細度為-0.074 mm 占75%、丁基黃藥用量100 g/t、2#油用量30 g/t，氧化銅礦物浮選的硫化鈉用量1 000 g/t、丁基黃藥用量為100 g/t，石灰用量試驗結果見表5。

由表5 可看出，隨著石灰用量增加，銅精礦回收率上升，品位總體下降。綜合考慮，確定石灰用量1 000 g/t。

2.1.3 硫化鈉用量試驗

硫化鈉是氧化銅礦物的硫化劑，用量過大會抑制硫化礦物的浮選，影響銅的綜合回收。因此，控制硫化鈉用量很重要。混合浮選硫化鈉用量試驗固定磨礦細度為-0.074 mm占75%，丁基黃藥用量100 g/t，石灰用量1 000 g/t，2#油用量30 g/t，硫化鈉用量試驗結果見表6。

由表6 可看出，硫化鈉用量增大，銅精礦品位和回收率均先升后降，因此，確定粗選硫化鈉用量850 g/t。

2.1.4 硫化銅粗精礦再磨細度試驗

對異步浮選硫化銅粗精礦進行再磨細度試驗采用艾砂磨機［14］，試驗采用1 粗1 精浮選流程，粗選磨礦細度-0.074 mm 占75%、石灰用量1 000 g/t、丁基黃藥用量150 g/t、2#油用量30 g/t，精選丁基黃藥用量10 g/t、2#油用量5 g/t，試驗結果見表7。

由表7 可看出，隨著再磨細度的提高，硫化銅精礦品位和回收率均先升后降，因此，確定再磨細度為-0.038 mm占78%。

2.2 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎上進行了閉路試驗，先硫后氧異步浮選閉路流程見圖3，硫氧混浮流程見圖4，試驗結果見表8。

由表8可看出，采用異步浮選流程獲得的總銅精礦銅品位19.71%、銅回收率67.98%，與混合浮選流程相比，銅精礦品位高1.45 個百分點，銅回收率高4.47個百分點。

3 結論

（1）黑龍江某硫化銅礦床中氧化銅礦石的主要脈石組分SiO2含量57.80%，Al2O3含量14.00%；銅主要以氧化銅的形式存在，其中自由氧化銅占有率高達66.67%，銅氧化率73.02%；主要氧化銅礦物孔雀石含量0.57%、硅孔雀含量0.28%，主要硫化銅礦物黃銅礦含量0.26%、斑銅礦含量0.15%。脈石礦物主要是石英、高嶺石、黑云母及鉀長石，黃鐵礦少量，高嶺石、黑云母、絹云母等黏土礦物及易泥化礦物含量較高；黃銅礦主要與黃鐵礦等脈石礦物連生，孔雀石呈不規(guī)則粒狀或放射狀被脈石礦物包裹，部分孔雀石僅邊緣連生少量其他礦物；硅孔雀石呈細脈狀分布，嵌布粒度較細，或與孔雀石呈集合體形式充填在石英等脈石礦物的間隙或裂隙中。

（2）通過石灰調(diào)節(jié)礦漿pH 值，硫化鈉活化氧化銅礦物，粗磨細度-0.074 mm 占75%，硫化銅粗精礦艾薩磨再磨至-0.038 mm 占78%情況下，采用先浮硫化銅礦物、后浮氧化銅礦物的異步浮選流程處理礦石，可獲得銅精礦品位19.71%、銅回收率67.98%的銅精礦，與混合浮選流程相比，銅精礦品位高1.45 個百分點，銅回收率高4.47個百分點。