铜硫浮选分离的研究初探

黎小峰

（江西铜业集团有限公司德兴铜矿泗洲选矿厂，江西 德兴 334224）

本文通过探究铜硫浮选分离，一方面可以有效帮助人们对该项工艺技术形成正确认知，准确掌握铜硫浮选分离的具体流程、技术方法，并为相关研究人员提供必要理论参考。另一方面也可以为铜硫浮选分离工艺技术的实际应用给予相应实践指导与帮助，同时也为铜硫浮选分离的未来发展指明方向。

1 铜硫矿石基本特性

为有效说明铜硫浮选分离工艺技术，本文选择以某高硫铜矿石进行的铜硫浮选分离试验为例。据了解，该高硫铜矿有相当长一段时间，铜品位始终维持在16%至20%，铜回收率不足70%。并且这一高硫铜矿主要被分为东部矿体和西部矿体，其中前者矿石类型主要为黄铜矿和黄铁矿，而后者的矿石类型则主要为磁黄铁矿、黄铜矿等。整体来看，该高硫铜矿的矿石性质具有较高的负载型，且含硫铁相对较高，这也在一定程度上加大了铜硫分离的困难程度。但考虑到矿物本身具有一定可溶性，同时矿物分布基本表现为粗粒嵌布式，黄铁矿在铜离子的作用下会产生相应的活化效果，因此在经过综合考虑下，相关工作人员最终选择对该高硫铜矿的矿石进行铜硫浮选分离试验，旨在有效提高铜回收率。为保障试验的合理性，试验同时选择高硫铜矿的东部矿体与西部矿体作为矿样，其主要元素分析结果如表1所示：

表1 试验矿样主元素分析结果统计表（质量分数/%）

2 铜硫浮选分离工艺技术分析

（1）磨矿细度试验。根据相关资料显示，原矿粒度在+0.074mm时，对应的产率只有不足40%，其铜品位和硫品位分别约为53%和22.8%。而在原矿粒级在+0.04mm到0.07mm之间时，对应的产率则约为22.3%，其铜品位与硫品位各为73%与22.2%。原矿粒级为-0.04mm时，产率则基本控制在38%左右，对应的铜品位与硫品位分别可以达到81%与16%。在实际进行铜硫浮选分离试验前，首先进行磨矿细度试验，以确定出最优的原矿磨矿细度值。所谓磨矿细度指的就是磨矿产品具体粗细程度，合理选择磨矿细度也是有效提升金属回收率的重要前提，其对于维护金属生产的稳定性同样具有重要作用。图1展示的就是此次磨矿细度试验流程：

图1 磨矿细度试验流程示意图

根据最终得到的原矿磨矿细度试验结果可知，磨矿细度由粗逐渐变细，即原矿在-0.074mm粒级下的占比从最初的65%逐渐增加至90%时，虽然铜品位呈现出一定的上升变化趋势，但增幅相对较小，此时铜回收率并未发生实质性的明显变化。而在磨矿细度从粗到细的变化过程中，硫品位与硫回收率则同时出现了小幅下降的变化趋势，这也为实现铜硫分离创造了有利条件。因此在对品位、回收率以及其他相关因素进行充分考虑下，最终选择原矿磨矿细度为-0.74mm粒级占比为70%。

（2）确定石灰用量。通过结合上文可知该高铜硫矿的矿石属于典型的含硫铁矿，且其含硫铁相对较高，为了能够有效控制铜硫浮选分离成本，并有效抑制矿石中含有的硫铁，本文通过参考其他相关研究资料，选择将石灰作为铜硫浮选分离中的粗选抑制剂。这主要是由于学者姜克冰、库建刚等人（2019）在其关于铜硫浮选分离研究当中，指出当使用一定量的石灰粗选抑制剂时，可以有效达到增加铜品位与铜回收率的效果，同时适当降低硫回收率[1]。基于此，本试验最终选择使用10kg石灰作为铜硫浮选分离中的粗选抑制剂，所选石灰的酸碱值在10到11之间。

（3）选择浮选药剂。在铜硫浮选分离工艺技术中，浮选药剂的选用直接影响着最终的分离结果。一般铜硫浮选分离药剂主要包括捕收剂和抑制剂两种，其中前者也可以被细分成高效捕收剂与组合捕收剂，后者则可以被细分成无机抑制剂与有机抑制剂。随着当前我国对环境保护重视力度的不断加强，在选用铜硫浮选分离药剂时，不仅需要关注具体药剂效用，同时还需要对药剂的环境污染程度、成本等其他因素进行综合考量。为此，本试验通过初步选择丁黄药与混合药、乙黄药以及FK-3作为捕收剂，在同时添加10kg石灰这一粗选抑制剂的情况下，对初选捕收剂的用量、效果等各方面进行比较分析。最终发现使用FK-3这一捕收剂可以在保障药剂用量较少的情况下，获得较为理想的捕收剂效果，但由于仅仅使用这一捕收剂并不能够有效降低铜粗精矿产率和硫回收率，因此还需要增加使用适宜的抑制剂。在参考学者刘强（2016）的相关研究成果下，本试验选择使用FK-2抑制剂。这主要是刘强通过试验的方式证明在使用一定量FK-3时，当FK-2抑制剂用量不断加大，粗选铜回收率以及硫回收率均会出现相应的下降变化趋势。根据相关试验结果显示，FK-2用量在1000g/t时，铜粗精矿品位基本维持在3.7%左右，铜回收率与硫回收率分别可以达到87%和21%[2]。

（4）小型闭路试验。在运用铜硫优先浮选分离流程，立足现有试验条件下进行小型闭路试验，根据最终获得的试验结果可知，铜精矿在铜品位为22.4%时，可以获得87%左右的铜回收率。硫精矿在硫品位为43.2%时，可获得的硫回收率约为84%，试验结果均与国家规定要求相符。而由于硫精矿中有大量含磁黄铁矿，因此也在一定程度上增加了提升硫精品位的难度。

3 结论

本文通过选择以某高硫铜矿矿石作为主要试验对象，由于该铜矿中的矿体多为黄铜矿、黄铁矿等，矿石性质具有一定的复杂性，且矿石属于典型的含硫铁矿石，具有良好的可浮性。存在与矿浆当中的铜离子会对硫产生强活化作用，由此大大增加了铜硫分离难度。而在实际开展铜硫浮选分离试验中，通过选用10kg酸碱值在10到11的石灰作为粗选抑制剂，搭配使用FK-3捕收剂，并在此基础上使用一定量的FK-2抑制剂，使得抑制硫铁的效果得到明显增强，进而有效实现铜硫分离。虽然在小型闭路试验中，获得的铜回收率、硫回收率等浮选指标均与试验规定要求相符，但由于硫精品矿中有较多含磁黄铁矿，因此也使得硫精品位提升难度较大。