赞比亚某复杂铜钴矿选矿工艺研究

胡钦印，叶岳华，王立刚

（1.北京科技大学，北京100083；2.中色非洲矿业有限公司，北京110105；3.北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 102600）

赞比亚某复杂铜钴矿选矿工艺研究

胡钦印1，2，叶岳华3，王立刚3

（1.北京科技大学，北京100083；2.中色非洲矿业有限公司，北京110105；3.北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 102600）

本文针对赞比亚某铜钴矿进行了工艺矿物学研究，在其基础上进行了详细的选矿试验研究。根据矿石中铜、钴矿物的可浮性差异，通过使用高效选择性捕收剂BK404，采用优先选铜－尾矿选钴的工艺流程，最终获得实验室小型闭路试验结果为：铜精矿含铜32.48%，回收率89.75%；钴精矿含钴1.58%，回收率46.75%。

铜钴矿；黄铜矿；斑铜矿；硫铜钴矿；BK404

铜钴矿石的矿物组成较单一硫化铜矿石更为复杂，属难选矿石。该铜钴矿位于赞比亚西北部铜带省地区，埋深于地下1000m 处［1－2］。矿石中可回收的金属矿物主要铜矿物和含钴矿物，主要脉石矿物为石英、绿泥石、白云石和云母等，具有嵌布关系复杂、易泥化的特点，对浮选过程中有用矿物的上浮有一定影响。结合以上因素，本论文较系统的研究了适合处理该矿石的选别工艺。

1 矿石性质

1.1 原矿主要化学成分及物相分析

该试验矿样主要化学成分分析结果见表1，铜、钴物相分析分别见表2、表3。

1.2 矿石中矿物组成

矿石中矿物组成复杂，主要成分以铜、铁、硫为主，其次含有钴，以及微量的金、银等金属，其中铜、钴是主要的可回收的金属矿物。其中铜矿物主要为黄铜矿、斑铜矿等；钴矿物主要为含钴黄铁矿、硫铜钴矿；含硫矿物有黄铁矿。脉石矿物主要有石英、绿泥石、白云石和云母等。

1.3 铜钴矿物的嵌布特征

矿石中的主要含铜矿物为黄铜矿，呈他形细粒状及粒状集合体形式存在于脉石中，颗粒粗细不均匀，少部分黄铜矿与含钴矿物的嵌布关系也较密切，多以连生体形式存在。

矿石中钴矿物主要为含钴黄铁矿以及硫铜钴矿主要以他形粒状，少量以半自形粒状产出，单独或以脉状充填在黄铁矿粒间和间隙中。并与黄铜矿嵌布关系密切，二者常共产出，形成集合体颗粒，常有细粒钴矿物包裹在黄铜矿中。

表1 矿石主要化学成分分析结果/%

表2 原矿铜物相分析结果/%

表3 原矿钴物相分析结果/%

2 试验研究

2.1 原则流程方案

铜钴矿选矿方法主要包括铜钴混浮、优先浮选以及部分优先等工艺流程［3－5］。根据该矿石矿物组成及化学成分分析，以及铜、钴矿物的可浮性差异，确定采用优先选铜－尾矿选钴的优先浮选工艺流程进行试验研究。

2.2 铜浮选

优先选铜时采用高效选择性捕收剂BK404作为捕收剂。BK404是北京矿冶研究总院近年研制和应用的一种高效铜硫矿捕收剂，具有流动性好、使用添加方便、化学性质稳定等特点。

2.2.1 磨矿细度试验

粗选磨矿细度试验是在p H值为11.0条件下，BK404作为捕收剂，BK201作为起泡剂进行铜浮选，得到铜粗精矿；选铜尾矿添加HHC作为选钴捕收剂进行钴浮选，得到钴粗精矿和尾矿。试验结果见图1。从试验结果可以看出，随着磨矿细度的增加，铜品位呈下降趋势，回收率略有提高，钴粗精矿品位变化不明显，钴回收率略有降低。

图1 磨矿细度试验结果

2.2.2 p H 试验

在固定磨矿细度、捕收剂和起泡剂用量的条件下，改变石灰用量调节矿浆p H值，分别进行铜、钴浮选作业，得到铜粗精矿和钴粗精矿，试验结果见图2。试验结果显示，随着p H的提高，铜品位逐渐降低，铜回收率逐渐增加，钴回收率也随之增加。

图2 p H试验结果

2.2.3 捕收剂用量试验

在固定磨矿细度、p H值以及起泡剂用量条件下，进行捕收剂用量试验（图3）。

图3 捕收剂用量试验结果

2.2.4 铜精选抑制剂种类试验

水玻璃、石灰等常用作浮选过程脉石矿物的抑制剂，也常用于铜钴矿选矿过程精选抑制剂［6－8］。采用铜粗精矿作为给矿，添加不同的抑制剂进行铜精选条件试验，试验结果见图4，从图4中试验结果可以看出，BK526具有较好的抑制效果，能获得较高的铜精矿品位。

2.3 钴浮选

选铜的尾矿作为给矿，进行选钴试验。根据前文中工艺矿物学研究结果可知，矿石中含钴矿物主要是硫钴矿，因此，采用捕收能力较强的H HC作为选钴的捕收剂。

2.3.1 钴粗选捕收剂用量试验

钴粗选捕收剂用量试验结果见图5，从试验结果可以看出，随着捕收剂用量的增加，钴粗精矿品位逐渐降低，回收率逐渐增加。

2.3.2 钴粗选活化剂种类试验

为了进一步提高钴回收率，进行钴粗选的活化剂种类试验。分别采用硫化钠、硫酸以及硫酸铜等作为活化剂，试验结果见图6，从试验结果可以看出，添加不同的活化剂之后钴的回收率均没有显著变化。

图4 铜精选抑制剂种类试验结果

图5 钴粗选捕收剂用量试验结果

图6 钴粗选活化剂种类试验结果

2.3.3 钴精选抑制剂种类试验

采用钴粗精矿作为给矿，添加不同的抑制剂进行精选条件试验，试验结果见图7，从图7中可以看出，BKYL具有较好的抑制效果，能获得较高的钴精矿品位。

2.4 全流程闭路试验

优先选铜－尾矿选钴的优先浮选工艺全流程闭路试验流程见图8，试验结果见表4。

图7 钴精选抑制剂种类试验结果

图8 全流程闭路试验流程

表4 全流程闭路试验结果

3 结语

1）矿石中铜、钴矿物主要以硫化物形式出现，铜、钴氧化率不高，属铜钴原生硫化矿。矿石中主要铜矿物有黄铜矿、斑铜矿等，含钴矿物主要有硫钴矿、硫铜钴矿等。

2）原矿主要化学成分分析结果为，原矿含铜1.81%，含钴0.077%，含硫2.49%。

3）原矿样品物相分析结果表明，矿石中硫化铜中铜含量占总铜的96.74%，硫化钴中钴占总钴的95.84%。

4）通过使用高效选择性捕收剂BK404，采用优先选铜－尾矿选钴的优先浮选工艺流程，最终获得实验室小型试验闭路结果为：铜品位32.48%%，铜回收率89.75%的铜精矿和钴品位1.58%，钴回收率46.75%的钴精矿。

［1］刘汝清，逄思宇.赞比亚共和国主要矿产资源及典型矿床［J］.资源与产业，2013，15（3）：57－61.

［2］朱景和，陈新林，马忠臣.赞比亚某铜钴硫化矿浮选工艺研究［J］.有色矿冶，2014，30（2）：13－17.

［3］梁新星，胡磊，欧阳全胜.铜钴矿研究进展及发展趋势［J］.湖南有色金属，2014，30（3）：42－45.

［4］陈代雄，徐艳.铜钴多金属硫化矿浮选试验研究［J］.湖南有色金属，2005（2）：7－10.

［5］王立刚，张慧，叶岳华，等.刚果（金）某难选铜钴矿选矿工艺技术研究［J］.有色金属：选矿部分，2012（2）：10－13.

［6］欧乐明，尹冰一，冯其明，等.某硫化－氧化混合型铜钴矿浮选工艺研究［J］.金属矿山，2009（2）：75－78.

［7］刘耀青.有机抑制剂在铜浮选中的应用研究［J］.有色金属：选矿部分，1999（3）：18－19.

［8］张智.内蒙古某低品位铜镍钴矿选矿试验研究［J］.有色金属：选矿部分，2014（2）：30－34.

Research into the mineral processing on the complex copper－cobalt ore in Zambia

HU Qin－yin1，2，YE Yue－hua3，WANG Li－gang3
（1.Beijing university of Science and Technology，Beijing 100083，China；2.China Nonferrous Mining Group，the Africa Mining Co.，Ltd.，Beijing 110105，China；3.State Key Laboratory of Mineral Processing Science and Technology，Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy，Beijing 102600，China）

The paper researched the process mineralogy on the copper－cobalt ore in Zambia，based on which the experimental research has been done particularly.According to the different flotability between copper and cobalt ore，by using high selective collector BK404，with preferential separation process of copper and then float cobalt，the final results of laboratory close circuit are：copper concentrate assaying Cu 32.48%，recovery of Cu 89.75%；and cobalt concentrate assaying Co 1.58%，recovery of Co 46.75%.

copper－cobalt ore；chalcopyrite；bornite；carrollite；BK404

叶岳华（1984－），男，江西玉山人，工程师，硕士，从事有色金属选矿工艺与药剂研究。E－mail：yeyuehua＠bgrimm.com。

TD952.1

A

1004－4051（2014）S2－0281－03

2014－09－15

胡钦印（1964－），男，在赞比亚中色非洲矿业有限公司从事选矿工作。