某难选氧化铜矿石选矿试验研究

张 鲁，王宇斌，王望泊，文 堪，朱新锋

(1.西安建筑科技大学 资源工程学院，陕西 西安 710055； 2.河南城建学院 市政与环境工程学院，河南 平顶山 467023)

针对低品位铜矿资源的浮选工艺及浮选药剂的研究较为广泛[1-6]。某氧化铜矿氧化率较高，含泥多，矿石成分复杂，常规浮选指标较低。现场采用一粗—三精—三扫浮选流程及硫化—氧化异步浮选工艺，先浮选硫化铜矿物，获得硫化铜精矿，再浮选氧化铜矿物，获得氧化铜精矿[7]，最终铜回收率为80.25%，但矿石中的金没有得到有效回收。为进一步提高铜回收率，并有效回收矿石中的金，研究了采用硫化浮选工艺分选氧化铜矿石。

1 矿石性质

原矿化学多元素分析结果见表1。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

*.单位为g/t。

由表1看出：矿石中铜质量分数为0.9%，金质量分数为2.49 g/t，是可回收的有用元素；有害元素有As和Pb等，但含量较低，对铜精矿质量影响不大；其他金属元素如Pb、Zn等未达综合回收指标。

矿石中的脉石矿物主要是石英及硅酸盐类。矿石铜物相分析结果见表2。可以看出：矿石中的铜主要以氧化铜形式存在，约占59.14%；氧化铜以自由氧化铜为主，占氧化铜的94.54%；硫化铜以次生硫化铜为主，占硫化铜的73.69%。次生硫化铜在磨矿中易泥化，可能会恶化浮选过程，降低浮选指标。

表2 原矿铜物相分析结果

2 试验原理与方法

为有效回收矿石中的铜、金，并简化工艺流程，根据矿石性质，采用硫化—浮选工艺对矿石进行分选。首先用硫化剂对矿石中的氧化铜进行硫化。硫化剂可与矿物表面铜离子反应生成硫化铜薄膜，使矿物表面性质接近硫化铜；然后用浮选硫化铜的捕收剂进行浮选[8-10]。

以硫化钠和硫酸铵为硫化剂，丁基黄药和丁铵黑药为捕收剂，可同时有效浮选硫化铜矿物和氧化铜矿物，对矿石中的金也有较好的回收效果[11]。为使试验流程与现场生产情况基本接近，磨矿细度固定为-200目颗粒占60%。

3 试验结果与讨论

3.1 矿石粗选铜金精矿

试验采用粗选流程。浮选过程中，矿石中依次加入水玻璃、碳酸钠、羧甲基纤维素(CMC)、硫化剂、捕收剂和2#油等并进行调浆，不同药剂调浆时间均为2 min。刮泡浮选后得到粗精矿和尾矿。分析粗精矿金属品位、金属回收率等指标，得到各药剂最佳用量。

3.1.1水玻璃用量对矿石分选的影响

水玻璃是石英、硅酸盐类矿物的有效抑制剂，同时也有分散剂作用[12]。试验条件：Na2CO3用量800 g/t，CMC用量300 g/t，Na2S+(NH4)2SO4用量500 g/t+500 g/t，丁铵黑药+丁黄药用量250 g/t+250 g/t，2#油用量160 g/t。水玻璃用量对矿石分选的影响试验结果如图1所示。

图1 水玻璃用量对矿石分选的影响

由图1看出：随水玻璃用量增加，粗精矿中铜品位升高，而铜回收率先提高后降低；水玻璃用量为250 g/t时，铜回收率达最大91.18%；粗精矿中金品位和金回收率均呈先增大后降低趋势。综合考虑成本及铜、金选别指标，确定水玻璃最佳用量为250 g/t。

3.1.2CMC用量对矿石分选的影响

CMC能通过表面吸附对矿石中的泥质成分起分散作用[13-14]。试验条件：水玻璃用量250 g/t，Na2CO3用量800 g/t，Na2S+(NH4)2SO4用量500 g/t+500 g/t，丁铵黑药+丁黄药用量250 g/t+250 g/t，2#油用量160 g/t。CMC用量对矿石分选的影响试验结果如图2所示。

图2 CMC用量对矿石分选的影响

由图2看出：随CMC用量增加，粗精矿中铜品位逐渐降低，而铜回收率先增大后降低；CMC用量100 g/t时，铜回收率达最大，为86.88%；粗精矿中金品位和金回收率均呈先增大后降低趋势，在CMC用量100 g/t时达最大。综合考虑，确定CMC最佳用量100 g/t。

3.1.3活化剂用量对矿石分选的影响

Na2S+(NH4)2SO4组合药剂可用作活化剂[15-18]。试验条件：水玻璃用量250 g/t，Na2CO3用量800 g/t，CMC用量100 g/t,丁铵黑药+丁黄药用量250 g/t+250 g/t，2#油用量160 g/t。活化剂用量对矿石分选的影响试验结果如图3所示。

图3 Na2S+(NH4)2SO4组合用量对矿石分选的影响

由图3看出，随活化剂用量增加，粗精矿中铜、金品位都有明显提高。综合考虑铜、金的选别指标及生产成本，试验确定Na2S+(NH4)2SO4用量以500 g/t+500 g/t为最佳。

3.1.4捕收剂用量对矿石分选的影响

丁铵黑药与丁基黄药联合使用对氧化铜矿的捕收效果比单一用药效果要好，且对金有较好的回收作用[19-21]。试验条件：水玻璃用量250 g/t，Na2CO3用量800 g/t，CMC用量100 g/t，Na2S+(NH4)2SO4用量500 g/t+500 g/t，2#油用量160 g/t。捕收剂用量对矿石分选的影响试验结果如图4所示。

图4 捕收剂用量对矿石分选的影响

由图4看出，随捕收剂用量增加，粗精矿中铜、金品位都有明显降低，而铜回收率呈增长趋势，金回收率先降低后提高。综合考虑生产成本及铜、金选别指标，确定丁铵黑药+丁基黄药用量以250 g/t+250 g/t为最佳。

3.1.52#油用量对矿石分选的影响

试验条件：水玻璃用量250 g/t，Na2CO3用量800 g/t，CMC用量100 g/t，Na2S+(NH4)2SO4用量500 g/t+500 g/t，丁铵黑药+丁黄药用量250 g/t+250 g/t。2#油用量对矿石分选的影响试验结果如图5所示。

图5 2#油用量对矿石分选的影响

由图5看出：随2#油用量增加，粗精矿铜品位呈下降趋势，回收率先降低后升高；金品位和金回收率都呈先降低后升高再降低趋势，2#油用量为160 g/t时均达最大，分别为28.30 g/t和90.20%。综合考虑铜、金选别指标，试验确定2#油适宜用量为160 g/t。

3.2 闭路试验

在条件试验和开路试验基础上进行闭路试验，试验流程如图6所示。

图6 闭路试验数质量流程

由图6看出,闭路试验获得的铜金精矿中：铜品位为19.27%，铜回收率为89.32%；金品位为58.64 g/t，金回收率达86.11%。与现场原有流程指标相比，在矿石铜品位基本不变前提下，铜回收率提高了9.07%，而且金也得到有效回收，试验指标较为理想。

3.3 铜金混合精矿质量分析

铜金混合精矿质量分析结果见表3。

表3 铜金混合精矿元素分析结果 %

*.单位为g/t。

由表3看出，所得精矿中铜指标达到国家铜精矿Ⅳ级品质量标准，金达到计价标准，其中的有害元素质量分数都低于国家标准中的指标。

4 结论

采用硫化浮选工艺处理铜氧化率高达59.14%的氧化铜矿石，工艺简单，解决了药剂制度复杂问题，在回收铜的同时,金也得到有效回收。优化条件下所得铜金精矿的铜品位为19.27%，铜回收率为89.32%；金品位为58.64 g/t，金回收率为86.11%，试验指标较为理想。