新疆某含石墨高钙次生硫化铜矿石选矿试验

张晓峰(湖南有色金属研究院，湖南 长沙 410010)

铜是国民经济建设中重要的有色金属，广泛应用于轻工、电气、建筑以及国防等领域，其使用量仅次于铝[1-3]。随着易选铜矿石资源的大量消耗，保有的多为共伴生、低品位或难选铜矿资源[4-6]。为了满足日益增长的铜市场需求，开发利用这些铜矿资源具有重要意义[7-8]。

新疆某含石墨高钙型次生硫化铜矿石中有用矿物与脉石矿物的共生关系较复杂，嵌布粒度粗细不均，属难选次生硫化铜矿石。为确定该矿石的合理开发利用工艺，对有代表性矿石进行了选矿试验研究。

1 矿石性质

矿石的矿物组成较复杂，主要铜矿物为斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝，属次生硫化铜矿物，黄铜矿、黝铜矿少量，其他金属矿物有黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等；脉石矿物以方解石、石英、云母、高岭石等为主，白云石次之，长石、闪石等少量，矿石中的片状石墨较常见。辉铜矿等铜矿物主要呈浸染状、团粒状、不连续脉状、细脉状产出，以中—细粒为主，粒径主要为0.037～0.15 mm，与黄铁矿、石墨等脉石矿物嵌布关系密切，常见细小黄铁矿(<0.01 mm)以交代残余状被斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿等铜矿物包裹，呈草莓状、圆粒状产出。片状石墨多呈不连续脉状、脉状与斑铜矿、黝铜矿等共生，粒度更小，多为0.01～0.037 mm。部分微细粒斑铜矿与石英和方解石接触嵌生。矿石主要化学成分分析结果见表1，铜物相分析结果见表2。

注：Ag的含量单位为g/t。

表2 铜物相分析结果Table 2 Copper phase analysis results %

2 试验结果与讨论

矿石中的黄铁矿、石墨及含钙脉石矿物与铜矿物间的共生关系较为密切，因此，铜矿物分选难度较大。本文将着重介绍磨矿细度、活化剂SY(块状)用量、捕收剂丁基黄药+HA(白色粉末)+WR(液体，具有起泡性)用量等对铜浮选指标影响较大的因素的研究情况，并对全流程试验情况进行了介绍。

2.1 条件试验

条件试验采用1次粗选流程，见图1。

图1 条件试验流程Fig.1 Flowsheet of conditional tests

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度试验固定SY用量为2 000 g/t，丁基黄药+HA+WR用量为80+80+60 g/t，试验结果见图2。

图2 磨矿细度试验结果Fig.2 Test results of coarse copper floatation with different gridding fineness▼—品位；■—回收率

由图2可知，随着磨矿细度的提高，铜粗精矿铜品位及铜回收率均提高；当磨矿细度达到-0.074 mm占85%后，铜粗精矿铜回收率提高幅度不大。因此，确定铜粗选的磨矿细度为-0.074 mm占85%。

2.1.2 SY用量试验

探索试验表明，SY可以有效改善铜矿物的浮选环境，大幅提高铜的回收率。因此，在磨矿细度为-0.074 mm占85%，丁基黄药+HA+WR用量为80+80+60 g/t的情况下进行SY的用量试验，结果见图3。

图3 SY用量试验结果Fig.3 Test results with different dosages of SY▼—品位；■—回收率

由图3可知，随着SY用量的增加，铜粗精矿铜品位及铜回收率均先升高后降低。综合考虑，确定SY用量为2 000 g/t。

2.1.3 捕收剂用量试验

由于矿石中的铜矿物种类繁多，各铜矿物之间的可浮性不同。因此，需选择对多种铜矿物捕收能力强、选择性好的捕收剂。探索试验表明，丁基黄药、HA、WR组合能对铜矿物进行有效回收。捕收剂用量试验固定磨矿细度为-0.074 mm占85%，SY用量为2 000 g/t。

2.1.3.1 丁基黄药用量试验

丁基黄药用量试验固定HA+WR用量为80+60 g/t，试验结果见图4。

图4 丁基黄药用量试验结果Fig.4 Test results with different dosage of butylxanthate▼—品位；■—回收率

由图4可知，随着丁基黄药用量的增大，铜粗精矿铜品位先升高后降低，铜回收率先升高后维持在高位。综合考虑，确定铜粗选的丁基黄药用量为80 g/t。

2.1.3.2 HA用量试验

HA用量试验固定丁基黄药+WR的用量为80+60 g/t，试验结果见图5。

图5 HA用量试验结果Fig.5 Dosage test results of HA▼—品位；■—回收率

由图5可知，随着HA用量的增大，铜粗精矿铜品位下降，铜回收率上升。综合考虑，确定铜粗选的HA用量为80 g/t。

2.1.3.3 WR用量试验

WR用量试验固定丁基黄药+HA用量为80+80 g/t，试验结果见图6。

图6 WR用量试验结果Fig.6 Dosage test results of WR▼—品位；■—回收率

由图6可知，随着WR用量的增加，铜粗精矿铜品位先上升后下降，铜回收率先上升后维持在高位。综合考虑，确定铜粗选的WR用量为60 g/t。

2.2 铜粗精矿精选流程试验

针对矿石中铜矿物嵌布粒度粗细不均，且与脉石矿物嵌布关系复杂等特点，为提高铜精矿品位，对铜粗精矿精选尾矿顺序返回、粗精矿再磨后精选、铜粗精矿精选尾矿集中粗选后再磨单独精选等流程试验，并对再磨细度等进行了试验研究。结果表明，铜粗精矿采用直接精选，分选出已单体解离的铜矿物，精选尾矿集中再磨后单独再选流程处理，可获得较好的浮铜指标。

2.3 全流程试验

在条件试验、再磨给矿确定试验、再磨细度试验及开路试验基础上，进行了全流程试验，试验结果见表3，试验流程见图7。

表3 全流程试验结果Table 3 Results of closed circuit test %

由表3可知，采用图7所示的工艺流程处理矿石，可获得铜品位为23.83%、铜回收率为75.06%的铜精矿1和铜品位为13.01%、铜回收率为14.08%的铜精矿2，综合铜精矿铜品位为21.07%、铜回收率为89.14%。

3 结 论

(1)新疆某含石墨高钙型次生硫化铜矿石铜品位为1.95%，次生硫化铜占总铜的92.82%，主要铜矿物为斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝，其他金属矿物有黄铁矿等；脉石矿物以方解石、石英、云母、高岭石等为主，并含有少量片状石墨。辉铜矿等铜矿物主要呈浸染状、团粒状、不连续脉状、细脉状产出，与黄铁矿、石墨等脉石矿物嵌布关系密切，常见细小黄铁矿(<0.01 mm)以交代残余状被斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿等铜矿物包裹。片状石墨多呈不连续脉状、脉状与斑铜矿、黝铜矿等共生，粒度多为0.01～0.037 mm。

(2)矿石在磨矿细度为-0.074 mm占85%的情况下进行1粗3精2扫流程处理，获得了铜品位为23.83%、铜回收率为75.06%的铜精矿1；精选尾矿合并进行1粗2扫浮选，精选尾矿合并粗选的粗精矿再磨至-0.038 mm占97%后进行3次中矿精选，获得了铜品位为13.01%、铜回收率为14.08%的铜精矿2，综合铜精矿铜品位为21.07%、回收率为89.14%的铜精矿，较好地实现了铜矿物的分离回收。

图7 试验全流程Fig.7 Flowsheet of closed circuit tests

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