新疆某难选氧化铜矿浮选试验研究

路良山，朱仁锋

（1.招金矿业股份有限公司，山东 招远 265400；2.拜城县滴水铜矿开发有限责任公司，新疆 拜城 842300）

随着世界各国对铜金属需求量的不断增加以及铜矿资源的不断开发，相对易选的硫化矿和含铜富矿逐年减少，“贫、杂、氧、难”已成为当今铜资源面临的现状［1］。

新疆某难选氧化铜矿铜品位1%左右，矿石性质复杂，矿物种类多样，可浮性差异较大，具有高氧化、高含泥、高碱性脉石特征，是典型的难选氧化铜矿［2］。目前，选矿厂处理该矿石的工艺流程较为复杂，药剂耗量大，选矿成本高，铜回收率75%左右。本试验从矿物学特征入手，查明了该矿石难选原因，制定了简单合理的浮选工艺流程，取得了较为满意的经济技术指标。

1 矿石性质

新疆某难选氧化铜矿氧化程度严重，肉眼下显黄褐色～深灰黑色，结构大多较为疏松。对原矿进行X射线衍射及扫描电镜分析，矿物组成较为复杂，氧化铜矿物主要是蓝铜矿和孔雀石，其次为赤铜矿，硫化铜矿物主要有黄铜矿、辉铜矿、铜蓝等，还有少量的自然铜，其他金属矿物主要为褐铁矿。脉石矿物以石英、方解石居多，其次是长石、白云石、绢云母和绿泥石。

铜主要以独立矿物的形式存在，还有少量的铜赋存在褐铁矿中。矿石中氧化铜矿物嵌布粒度相对稍粗，但其中常包裹有微细粒的脉石矿物。硫化铜矿物嵌布粒度较细，且部分硫化铜矿物呈微细粒浸染在脉石矿物中。此外，矿石中含有绿泥石等易泥化的脉石矿物，将对铜的浮选效果造成一定的不利影响。

表1 原矿化学多元素分析结果

原矿Cu含量为1.03%，是试验主要回收对象，银品位达到7.3g/t，可以在选别过程中进行富集，其余元素在目前的经济技术条件下暂不具有综合回收价值。矿石中钙、镁碱性脉石含量较高，MgO＋CaO达到23.63%。

原矿铜化学物相分析结果表明，矿石氧化程度较高，铜主要以氧化铜形式存在，占55.34%，其中，结合氧化铜占5.83%，其次为次生硫化铜，分布率为43.69%。

现场调查发现，矿石经破碎、筛分后，磨矿前原矿中－200目含量超过30%，经过一段磨矿、两段分级后，入选原矿－200目含量在90%左右，其中－700目含量超过60%，说明矿石较软，在磨矿中存在严重的过磨现象。入选原矿筛析试验结果列于表2。

表2 原矿筛析结果

2 试验方案

现场生产条件不宜采用浸出或选冶联合的方法。目前，通过浮选处理氧化铜矿的选矿方法，主要有硫化后黄药浮选法和脂肪酸浮选法等［3］。

脂肪酸浮选法只适用于脉石不是碳酸盐类的氧化铜矿。由于该矿样中碳酸盐类矿物含量较高，也不适宜使用脂肪酸浮选方法。因此，试验将重点进行硫化后黄药浮选法的探索研究。

由于滴水铜矿矿石属于氧硫混合铜矿，因此分别采用氧化矿/硫化矿分步浮选和氧化矿/硫化矿混合浮选［4］两种方案进行探索试验。

探索试验结果表明，采用氧化矿/硫化矿分步浮选铜的总回收率略有增加，但考虑到分步浮选后流程更加复杂，中矿返回时带来的大量矿泥和残余药剂也会影响到分步浮选的指标。因此，确定采用混合浮选的方法来处理该矿样，单因素条件流程如图1所示。

3 试验结果及讨论

3.1 磨矿细度试验

图1 条件试验流程

该矿石中部分硫化铜矿物嵌布粒度较细，若磨矿时间不够，有用矿物不能单体解离。但矿石中还含有绿泥石等易泥化的脉石矿物，若磨矿时间过长，则会造成过粉碎，不仅增加磨矿成本和药剂消耗，还会对后续浮选产生不利影响。因此，合理磨矿细度的选择，是获得较好浮选指标的关键。

试验流程见图1，粗选药剂加入量固定为：Na2SiO3600g/t，Na2S 400g/t，异戊基黄药600g/t，磨矿细度试验结果列于表3。

随着磨矿细度的增加，粗精矿的产率不断增加，但品位随之降低。这是由于磨矿细度增加，会出现一定的过磨现象，大量的次生矿泥提高了矿浆粘度，同时吸附大量药剂，降低了捕收剂的选择性，导致粗精品位下降，回收率也受到影响。当磨矿细度在82.96%时，粗精品位4.02%，尾矿0.15%，获得较好指标。在后续条件试验及闭路试验中，磨矿细度均采用82.96%。

3.2 分散剂水玻璃用量试验

由于原矿含泥量大，且在磨矿过程中易产生次生矿泥，因此选择合适的分散剂强化控泥效果，将对浮选指标有较大影响。对水玻璃、六偏磷酸钠、乙二胺磷酸盐、丙三醇等不同分散剂进行了对比试验，试验结果表明，水玻璃具有较好的矿泥分散作用，对水玻璃进行用量对比试验。

依次 改 变 水 玻 璃 用 量 为 500g/t、1000g/t、1500g/t、2000g/t，其他药剂加入量固定为：Na2S 400g/t，异戊基钠黄药600g/t。试验流程如图1所示。

表3 磨矿细度结果

试验结果表明，水玻璃用量由500g/t增加至1000g/t，粗精矿品位及回收率均有明显提高，继续增加水玻璃用量，回收率变化不大，粗精矿品位有所下降，综合考虑浮选指标和药剂成本，水玻璃用量以1000g/t为宜。

3.3 Na2S用量试验

Na2S在氧化铜矿的硫化浮选中有着非常重要的作用，适量的Na2S，可以有效改变氧化铜矿表明性质，从而被黄药类捕收剂捕收；但过量的Na2S，反而会抑制硫化铜矿物和已被硫化的氧化铜矿物上浮，影响铜的回收率［5］。

依次改变粗选 Na2S加入量为600g/t、800g/t、1000g/t、1200g/t，其它药剂加入量固定为水玻璃1000g/t，异戊基钠黄药600g/t。

对比试验发现，随着Na2S用量的不断增加，粗精矿的品位和回收率都随之提升。当Na2S为1000g/t时达到最佳，继续增加Na2S用量，各项浮选指标反而迅速下降，这与过量硫化钠会起到抑制作用的理论相符合。试验确定最佳Na2S用量为1000g/t。

3.4 捕收剂种类及用量试验

矿石中含有大量蓝铜矿、赤铜矿等氧化铜矿物，需要强化捕收效果。分别对丁基钠黄药、异戊基钠黄药、丁胺黑药、Y98、乙硫氮几种捕收剂进行单一捕收剂试验和组合捕收剂试验，最终选定捕收能力较强的异戊基钠黄药为捕收剂。

依次改变异戊基钠黄药的用量为600g/t、800g/t、1000g/t、1200g/t，其他条件固定为水玻璃1000g/t，Na2S1000g/t。

试验结果表明，随着异戊基钠黄药用量的提高，粗精矿的产率由9.71%不断提高至13.96%，粗精矿回收率也随之提高，当黄药量为800g/t时，总回收率达到89.48%，继续提高黄药用量，总回收率基本不变，但粗精矿品位开始大幅下降。综合考虑粗精矿铜品位及药剂成本，确定异戊基钠黄药最佳用量为800g/t。

3.5 浮选开路流程试验

在粗选最佳药剂用量条件下，为进一步提高总回收率以及精矿品位，确定精选、扫选次数，根据条件试验确定的最佳药剂用量进行了开路浮选试验，试验流程如图2所示，试验结果列于表4。

表4 浮选开路试验结果

试验结果表明，经过二次精选后，精矿铜品位达到18.22%，但回收率仅47.09%，主要原因为粗选回收率太低，扫一精矿的品位和回收率较高。因此，在后续试验中，将扫一精矿合并进行精选，为保证精矿品位，需进行三次精选。同时，考虑到大量矿泥会对影响闭路试验指标，为尽可能提高总回收率，采用三次扫选。

3.6 闭路试验

根据上述试验确定的最佳条件进行闭路试验，同时将扫一精矿合并进行精选，闭路试验取得产率4.48%、Cu品位18.28%、Cu回收率81.09%的铜精矿，闭路试验流程如图3所示。

图2 浮选开路试验流程

图3 闭路试验流程

4 结论

1）该氧化铜矿石氧化程度严重，矿石性质复杂，铜矿物种类多样，碱性脉石含量高，属于难处理氧化铜矿。矿石较软且含泥量较高，在磨矿流程中易产生次生矿泥，给浮选回收铜带来了不利影响。

2）试验确定了氧化矿硫化矿混合浮选，通过单因素试验确定了最佳的工艺条件，即：磨矿细度82.96%、水玻璃1000g/t、硫化钠1000g/t、异戊基钠黄药800g/t。

3）试验确定了一次粗选、三次精选、三次扫选，扫一精矿合并进行精选的闭路试验流程，闭路试验取得产率4.48%、品位18.28%、回收率81.09%的铜精矿，较现场75%的回收率由较大提高，取得了较好的试验结果。试验确定的选矿工艺流程简单易行，具有较好的工业应用价值。

［1］邱允武.螯合捕收剂B130浮选难选氧化铜矿石的研究［J］.有色金属：选矿部分，2006（2）：40-44，47.

［2］李松春，杨新华，陈福亮，等.大姚某难选氧化铜矿工艺矿物学特征与浮选试验研究［J］.有色金属：选矿部分，2010（1）：1-4.

［3］田锋，张锦柱，师伟红，等.氧化铜矿浮选研究现状与前景［J］.甘肃冶金，2006，28（4）：9-12.

［4］陈映雪，戈保梁.某难选氧硫混合型铜矿选矿探索研究［J］.有色矿冶，2006，22（5）：14-15.

［5］孙玉秀，周平，庄故章，等.云南某地难选氧化铜矿选矿试验研究［J］.矿业工程，2010，8（1）：30-32.