某高砷硫精矿回收铜的试验研究

董天龙， 王慧

（云南锡业股份公司大屯锡矿分公司， 云南个旧 661000）

我国铜资源贫乏，远不能满足经济社会需求，70%以上的铜依赖进口，必需研究高效的选矿技术提高我国铜矿资源的综合利用水平，在成矿过程中，磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿常常共生在一起，形成铜硫共生矿，其中黄铁矿与黄铜矿性质接近，两者之间的连生嵌布关系最为密切，致部分铜矿物在铜硫分离过程中损失于硫精矿，尤其是对于铜品位较高，铜矿物以细粒嵌布于黄铁矿的矿石，硫精矿含铜普遍较高，需要细磨后进一步进行分离和选别［1-4］。

云锡某选厂主要处理锡铜多金属硫化矿。主要产品为铜精矿、粗锡精矿、硫精矿等。主要选别流程为浮—重选别流程，先将原矿磨至-200目占55%～60%时选别出铜硫混合精矿后再细磨后进行分离，浮选尾矿进行活化后除硫，除硫尾矿再进入摇床进行选别，为减少锡的过粉碎情况，选铜时，粒度偏粗，导致一部分粗粒连生体无法上浮而混入硫精矿中，通过取样考察分析，该点硫精矿含铜品位在0.2%～1.0%之间，从综合利用矿产资源的角度考虑，可采用一定的方法对该硫精矿中的铜进行综合回收。

本文针对该硫精矿的进行矿石性质分析，小型条件试验和工艺流程试验和闭路试验，最终确定了采用磁-浮的工艺流程，从该硫精矿中回收铜和低砷硫精矿。

1 硫精矿的性质

1.1 化学成分

该矿样采自某锡铜硫化矿选厂硫再选硫精矿，其化学多元素分析和铜相分析结果见下表1和表2。

表1 硫精矿多元素分析结果 /%

表2 铜物相分析结果 /%

表3 硫精矿粒度组成分析结果/%

从表1和表2中可以看出，该硫精矿主要可回收的矿物为铜，含铜0.990%，但有害元素砷含量较高，含砷3.95%,属于高砷硫精矿，其售价较低，销售困难。矿石中42.02%的铜赋存于活性硫化铜中，49.70%的铜赋存于原生硫化铜中，氧化率为8.28%，活性硫化铜偏高，会给铜、硫、砷的分离带来较大影响，从表3可以看出，该硫精矿粒度偏粗，铜品位出现明显的偏析现象，+0.074mm粒级产率为49.64%，铜金属率为74.16%，需要细磨后进行分离选别。

1.2 硫精矿矿物组成及其含量分析

采用显微镜对样品进行了矿物定量检测分析，结果见表4。

从表4中可以看出，硫精矿中的矿物组成较多，主要目的矿物为铜矿物，主要有黄铜矿、其次为斑铜矿和铜兰，硫矿物主要为黄铁矿，其次为磁黄铁矿，其毒砂的含量也较高，且含有一部分砷黝铜矿，还有一部分锡石和黝锡矿，主要的脉石矿物有石英、长石、云母、绿泥石等，经镜下鉴定，铜矿物和黄铁矿关系密切，基本以粗粒连生体存在，磁黄铁矿中含铜较少［5］。

表4 硫精矿定量检测分析结果 /%

2 试验方案

根据该硫精矿性质分析结果，有用矿物为黄铜矿、其次为斑铜矿和铜兰；矿物量最大的为黄铁矿，其次为磁黄铁矿和毒砂，脉石矿物为石英、长石和云母等。根据磁黄铁矿具有磁性，而铜矿物没有磁性的特点，先采用磁选去除一部分磁黄铁矿，以便更好的进行铜的选别。故采用先磁选、再浮选的回收方案。

2.1 磁选试验

磁选采用XCRS-Φ400×240电磁湿法多用鼓形弱磁选机进行，试验流程见图1，结果见表5。

从表5的磁选试验结果分析，铜、砷富集在非磁性产品中，硫、铁富集在磁性产品中，随着磁场强度增加，磁性产品产率逐步增加，磁性产品中的含铜金属逐步增加，综合分析，认为磁场强度为0.1T时指标较好，非磁性产品中铜品位由0.745%提升至1.006%，铜回收率为90.58%，且可以产出约32.93%的含铁为57.47%，含硫37.22%，含砷为0.184%的低砷高铁硫精矿作为产品直接销售，且价格较好。但磁选后，非磁性产品中砷品位由4.53%升高至6.66%，这会给铜砷分离带来不利影响。

图1 磁选试验流程图

图2 试验流程图

表5 磁选试验结果/%

2.2 磨矿细度试验

将磁选后的非磁性产品进行浮选铜试验研究，经矿鉴分析，铜基本以粗粒连生体的形式存在，首先进行磨矿细度试验，由于硫精矿中，砷、铁矿物含量也较高，进而影响铜精矿品位，根据本厂选铜的经验，主要采用石灰+亚硫酸钠+腐殖酸钠抑制砷、铁矿物，其试验流程和试验条件如图2所示，试验结果见表6。

从表6中的试验结果分析，磨矿粒度从-400目占65%增加到85%，精矿铜品位随之升高，铜回收率呈下降趋势，但砷回收率也随之降低。综合考虑铜品位、回收率，以及铜精矿降砷的需要，认为该物料入选粒度磨至-400目占85%为宜。

2.3 浮选浓度试验

在浮选过程中，矿浆浓度的大小不仅影响精矿品位和回收率，而且影响到药剂消耗和水电消耗,，为确定适宜的矿浆浓度，开展浮选浓度试验研究，其流程及药剂条件见图2，磨矿细度为-400目占85%，试验结果见表7。

从浮选浓度对比试验结果分析，浮选浓度从30%提高到40%，精矿铜品位随着降低，回收率呈上升趋势，砷回收率也随之提高。综合考虑铜品位、回收率，以及铜精矿降砷的需要，以及生产过程中较容易达到的浓度，选择浮选浓度为35%开展试验。

2.4 捕收剂种类试验

根据矿样性质，结合同类矿样选矿药剂的应用经验，以及本厂所使用过的选铜药剂，选择以混基黄药、乙基黄药、Z-200、9030作捕收剂进行试验。试验流程及药剂条见图2，磨矿细度-400目占85%，浮选浓度为35%，试验结果见表8。

从捕收剂种类对比试验结果分析，在条件相同情况下，Z-200捕收剂精矿回收率较高，但铜品位最低，杂质砷的含量最高；乙基黄药的铜精矿品位最高，含砷最低，9030、混基黄药和乙基黄药铜回收率相近，综合考虑铜品位、回收率，以及铜精矿降砷的需要，选择乙基黄药开展用量条件试验。

2.5 乙基黄药用量试验

为了确定乙基黄药的的最佳用量，开展了捕收剂的用量试验，试验流程及条件见图2，磨矿细度-400目占85%，浮选浓度为35%，捕收剂乙基黄药的用量分别为35g/t、49g/t、62g/t，试验结果见表9。从乙基黄药的用量试验结果分析，随着用量增加，其产率变化不大，铜回收率变化不大，当乙基黄药用量为49g/t时，铜精矿中砷金属率含量最少，故捕收剂乙基黄药的用量为49g/t。

2.6 开路试验

在条件试验的基础上，开展全流程开路试验，经过一次粗选，五次精选，选出铜精矿，其中磨矿细度-0.037mm占85%，浮选浓度35%，在磨机中加入石灰2770g/t，亚硫酸钠830g/t，腐殖酸钠550g/t，粗选捕乙基黄药49g/t，730A用量为15g/t，精选只采用石灰进行调浆，其试验结果见表10。从表10全流程开路试验结果分析，采用优化出的条件，经一次粗选五次精选的工艺流程，开路试验可获得铜精矿品位10.63%左右，回收率61.99%的指标，铜精矿含砷1.881%。

表6 磨矿细度试验结果/%

表7 浮选浓度试验结果 /%

表8 捕收剂种类试验结果 /%

表9 捕收剂用量试验结果 /%

2.7 全流程磁－浮方案闭路试验

通过试验研究确定了药剂制度和流程工艺后，开展全流程小型闭路试验研究，采用先磁选后浮选铜的方式，磁场强度为0.1T，磁选试验结果见表11。

将磁选后的非磁产品进行五次闭路试验，试验药剂及流程见图2，试验结果见表12。从表12可以看出，闭路试验获得铜精矿品位12.96%，回收率69.45%，铜精矿含砷1.878%的指标，且可以直接产出约31.61%的低砷硫精矿直接销售。

3 根据闭路试验指标开展技术经济分析

每吨高砷硫精矿的售价仅为40元/吨，低砷硫精矿售价为300元/吨，通过多次取样分析，该处硫精矿平均铜品位按0.783%算，铜精矿品位按12%（35594元/吨金属）计算，考虑到铜回收率的波动，铜作业回收率按55%计算，每1吨硫精矿含铜可产生效益：1×0.783%×55%×35594元=153.29元，每1吨硫精矿可产低砷硫精矿0.316吨，效益为94.8元，每吨硫精矿的药剂成本为5.64元，根据本厂的生产经验，其水、电、材耗等成本约为28.83元/吨，则每吨高砷硫精矿经选别后可获得收益213.62元。

4 结论

（1）该硫精矿的有用矿物为黄铜矿、其次为斑铜矿和铜兰，矿物量最大的为黄铁矿，其次为磁黄铁矿和毒砂，脉石矿物为石英、长石和云母等，经镜下鉴定铜矿物和与黄铁矿关系密切，基本以粗粒连生体存在。

（2）该硫精矿中含有一部分磁黄铁矿，在选别前可采用磁选去除，一方面可以提高铜的入选品位，另一方面可以产出一部分低砷硫精矿，由于铜矿物与黄铁矿致密共生，需细磨后进行选别，该硫精矿中含砷品位为3.95%，在选铜时需注意对砷进行抑制。

表10 开路试验结果 /%

表11 磁选试验结果 /%

图2 闭路试验流程图

表12 磁选试验结果 /%

（3）对该高砷硫精矿先进行磁选，产出约31.61%的低砷硫精矿，非磁性产品再进行细磨后选铜，采用石灰+亚硫酸钠+腐殖酸钠作抑制剂，采用一粗五精的选别流程，全流程最终可获得铜品位12.96%，铜回收率69.45%，铜精矿含砷1.878%的良好指标，每吨高砷硫精矿经选别后可获得收益213.62元。

（4）该铜精矿中，含砷品位偏高，其主要原因可能是：①硫精矿中毒砂与黄铁矿性质相近，且矿浆中有较多的游离Cu2+，活化了毒砂，造成硫化铜矿物与毒砂的可浮性相近，很难分离。②硫化铜矿物中有部分砷黝铜矿。