广西某银铜多金属硫化矿选矿试验

陈 维

(广西壮族自治区地球物理勘察院)

铜和铜合金应用广泛，铜化合物也是工农业生产的重要原料[1]。银有良好的物理、化学特性，在工业生产及众多领域应用非常广泛[2]。

我国的银资源储量里，大部分银矿物都是以伴生形式赋存在金属硫化矿物中。因此，采用较好的浮选工艺流程回收金属硫化矿物的同时，也提高矿石中伴生银矿物的回收率[3]。针对目的矿物和脉石矿物的工艺特性，可采用的浮选原则流程有多种，如优先浮选、混合浮选、部分优先或部分混合浮选等工艺，选择的原则是迅速选出易浮的银矿物及其主要的载体矿物[4-5]。现阶段国内不少银铜矿资源利用率较低，主要体现在银的回收率低、利润率低、环境污染严重等方面[6-7]。因此，该银铜多金属硫化矿进行了矿石可选性研究，确保资源的综合开发利用，特别是提高金、银贵金属及各种伴生金属资源的利用率。

1 矿石性质

该银铜多金属硫化矿矿石构造有浸染状、脉状及网脉状，矿石结构有他形晶粒状结构、自形晶—半自形晶粒状结构、固溶体分离结构、交代残余结构。

1.1 矿石组成

矿石化学多元素分析结果见表1，铜物相分析结果见表2，矿石中主要矿物含量见表3，银矿物在各载体矿物中的赋存特征见表4。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

注：Au、Ag含量单位为g/t。

由表1可知，该矿铜含量为1.01%、S含量为 19.17%、Ag含量为 118.82g/t、Au含量为 0.098g/t，主要回收金属为Cu、Ag和S，可伴生回收Bi和Au，脉石主要为SiO2。

表2 矿石主要矿物组成 %

由表2可知，矿石中的主要目的矿物有黄铜矿、黄铁矿、铜蓝、少量辉银矿等，脉石矿物有石英、角闪石、绿泥石、绢云母等。

表3 矿石铜物相分析结果 %

由表3可知，铜主要以原生硫化铜和次生硫化铜形式存在，原生硫化铜和次生硫化铜共占91.72%，其他相态占8.28%。

表4 含银矿物中的银分布率 %

由表4可知，主要载银矿物为辉银矿和黄铜矿，两者占比为84.83%。

1.2 主要铜银矿物嵌布特征

黄铜矿呈他形粒状产出，一般与脉石、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿关系较密切，与黄铁矿紧密共生，粗粒黄铜矿或黄铜矿集合体中有时包含细粒黄铁矿；少量黄铜矿与闪锌矿共生，微量黄铜矿在闪锌矿中呈微细粒的乳滴状(固溶体分离结构)；部分黄铜矿包裹细粒脉石，或充填于脉石粒间隙中；部分黄铜矿被轻度氧化，外表被次生矿物蓝辉铜矿、铜蓝、褐铁矿不均匀交代包裹，黄铜矿粒径最大为0.25mm，最小为0.002mm，一般为0.03～0.16mm。辉银矿有的呈微脉状穿插黄铜矿、黄铁矿，有的与方铅矿连身包裹于黄铜矿中，颗粒大小不等，细者为0.01～0.05mm。硫铅铋银矿～硫铋铅银矿分布在黄铜矿裂隙和脉石矿物中。黄铁矿呈自形—半自形晶粒状产出，部分呈他形粒状或粒状集合体分布。粗粒的裂隙发育，其裂隙被周围的脉石或黄铜矿充填呈细脉状；部分黄铁矿颗粒内部包裹脉石矿物，局部可见与白铁矿相混产出；部分细粒黄铁矿常呈分散粒状包裹于黄铜矿中。粒径最大为0.55mm，最小为0.01mm，一般在0.04～0.45mm。

工艺矿物学研究表明，黄铜矿粒度较粗，辉银矿嵌布粒度较细，主要载银矿物为辉银矿和黄铜矿，辉银矿也具有较好的可浮选性，宜采用银铜混合浮选。部分黄铜矿在脉石中呈细粒不规则状浸染，且有的黄铜矿中包含黄铁矿，亦对有用矿物的解离不利，极少量黄铜矿呈乳滴状微细粒包含于闪锌矿中，可能会损失于尾矿中；少量黄铜矿被轻度氧化，外表被蓝辉铜矿、褐铁矿不均匀包裹，对浮选有一些影响。矿石中的铜矿物及较多脉石矿物的硬度较低，原矿经过细磨后，易产生较多次生矿泥，可能会对浮选产生一些影响。

2 试验药剂和设备

试验采用XMQ型锥形球磨机进行磨矿，采用XFD系列单槽进行浮选，单元试验样重1kg。

试验所用药剂有丁黄药、丁铵黑药、Z-200、石灰、硫酸铜、2#油，均为工业品。

3 试验结果及讨论

根据该矿性质，矿石主要回收铜、银和硫，伴生回收金和铋，由于铜矿、银矿的硫化物均属于可浮性较好的矿物，参考国内外类似矿石的选矿生产实践，采用先浮银铜后浮硫的浮选流程，银铜为混合精矿。

3.1 磨矿细度试验

磨矿细度的高低决定矿物单体解离的程度，而矿物的单体解离好坏是影响选矿效果的重要因素。首先考察磨矿细度对浮选指标的影响，试验流程及药剂条件见图1，结果见图2。

图1 磨矿细度试验流程

图2 磨矿细度试验结果

由图2可见，随着磨矿细度的增大，尾矿铜、银损失率降低，精矿铜、银回收率提高；当磨矿细度达-0.074mm72.56%时，再增大磨矿细度，尾矿铜、银品位及损失率下降不明显；综合考虑磨矿成本与选别指标，确定磨矿细度为-0.074mm72.56%。

3.2 铜粗选条件试验

3.2.1 铜捕收剂种类试验

在磨矿细度为-0.074mm72.56%、抑制剂石灰用量为4 000g/t(pH≈12)、起泡剂2#油用量为20g/t的条件下，分别采用丁黄药、丁铵黑药、Z-200作为铜捕收剂，对比捕收剂的选铜效果。试验结果见表5。

由表5可知，铜浮选采用丁黄药或丁铵黑药作为捕收剂时，铜银精矿中铜和银的品位均较采用Z-200作捕收剂时低，回收率相当，综合考虑，确定采用Z-200作为铜捕收剂。

3.2.2 铜捕收剂用量试验

在磨矿细度为-0.074mm72.56%、抑制剂石灰用量为4 000g/t(pH≈12)、起泡剂2#油用量为20g/t的条件下进行Z-200用量试验。试验流程见图1，试验结果见图3。

表5 铜捕收剂种类试验结果

图3 捕收剂Z-200用量试验结果

由图3可见，随着Z-200用量的增大，铜银精矿中铜回收率提高；当Z-200用量为40 g/t时，再增加Z-200用量，铜回收率提高不明显；综合考虑，Z-200用量40 g/t为宜。

3.2.3 石灰用量试验

原矿黄铁矿含量较高，采用石灰作为黄铁矿抑制剂。在磨矿细度为-0.074 mm 72.56%、捕收剂Z-200用量为40 g/t，起泡剂2#油用量为20 g/t的条件下进行抑制剂石灰用量试验。试验流程见图1，试验结果见表6。

表6 石灰用量试验结果

由表6可知，随着石灰用量的增大，铜银精矿中铜品位增大，铜回收率呈降低趋势；铜银精矿中银回收率降低，石灰对银有一定的抑制作用；综合考虑铜和银的选矿指标，石灰用量4 000 g/t为宜，此时矿浆pH值≈12。

3.3 硫浮选试验

3.3.1 硫浮选药剂方案探索试验

硫粗选试验采用1次粗选流程，给矿为1粗1扫的选铜尾矿。参考同类型矿石矿山生产经验，硫浮选主要采用“硫酸铜+丁黄药”和“硫酸+丁黄药”两种药剂方案，对这两种药剂方案进行对比试验。试验流程见图4，试验结果见图5。

图4 硫浮选方案试验流程

图5 硫浮选药剂方案对比试验结果

由图5可见，采用硫酸+丁黄药的药剂方案，硫精矿硫的回收率明显高于硫酸铜+丁黄药方案。

3.3.2 硫浮选硫酸用量试验

在硫浮选药剂方案对比试验的基础上优化硫酸用量，给矿为1粗1扫的选铜尾矿。活化剂硫酸为变量，在捕收剂丁黄药用量为120 g/t、起泡剂2#油用量为20 g/t的条件下进行硫酸用量试验，试验流程见图4，试验结果见图6。

由图6可见，随着硫酸用量的增加，硫精矿硫品位波动不大，硫回收率呈升高趋势；当硫酸用量为 2 000 g/t时，再增加硫酸用量，硫回收率几乎不再升高；因此，硫酸用量2 000 g/t为宜。

3.3.3 硫浮选丁黄药用量试验

在活化剂硫酸用量为2 000 g/t、起泡剂2#油用量为20 g/t的条件下进行捕收剂丁黄药用量试验，试验流程见图4，试验结果见图7。

图6 硫酸用量试验结果

图7 丁黄药用量试验结果

由图7可见，随着丁黄药用量的增加，硫精矿硫回收率呈升高趋势；当丁黄药用量为150 g/t时，再增加丁黄药用量，硫精矿硫回收率几乎不升高；因此，选定丁黄药用量为150 g/t。

3.4 闭路试验

在条件试验和开路试验的基础上进行闭路试验，试验流程及药剂制度见图8，试验结果见表7。 由表7可知，采用1粗3精3扫浮铜—1粗2精3扫浮硫的原则工艺，闭路试验可获得铜品位为23.78%、铜回收率为89.89%、银品位为2 731.24 g/t、银回收率为87.60%的铜银精矿；硫品位为44.36%、硫回收率为88.83%的硫精矿；伴生金属铋主要富集在铜银精矿中，回收率达70.25%。

4 结 论

(1)某含铜银矿石矿物组成比较复杂，含铜为1.01%、硫为19.17%、银为118.82 g/t、金为0.098 g/t，铋为0.16%，主要矿物是黄铜矿、辉银矿、黄铁矿。铜矿物与黄铁矿、辉银矿、方铅矿、辉铋矿、石英关系密切，较难单体解离，单独回收铜矿物和银矿物不利。

(2)矿石中的铜矿物主要以原生硫化铜和次生硫化铜形式存在，原生硫化铜和次生硫化铜共占91.72%，其他相态占8.28%；银主要存在于辉银矿中和伴生在黄铜矿中。

(3)矿石在磨矿细度为-0.074 mm 72.56%的条件下，采用1粗3精3扫浮铜—1粗2精3扫浮硫的原则工艺，闭路试验可获得铜品位为23.78%、铜回收率为89.89%、银品位为2 731.24 g/t、银回收率为87.60%的铜银精矿；硫品位为44.36%、硫回收率为88.83%的硫精矿；伴生金属铋主要富集在铜银精矿中，回收率达到70.25%。

图8 闭路试验流程

表7闭路试验结果%

产品名称产率品位CuAg SAsBi回收率CuAgSAsBi铜银精矿3.8123.782 731.2431.020.143.2189.8987.606.173.1070.25硫精矿38.290.1626.5444.360.390.126.088.5688.8386.8026.42尾矿57.900.077.861.650.030.014.033.845.0010.103.33给矿100.001.01118.6719.120.170.17100.00100.00100.00100.00100.00

注：Ag品位单位为g/t。