内蒙古某斑岩型铜钼矿石混合浮选试验研究

王怀 郝福来 陆兆峰 杨晓龙

摘要：针对内蒙古某斑岩型铜钼矿石由于性质发生变化，导致的铜钼混合浮选流程泡沫黏度大、浮选指标不理想等问题，进行了铜钼混合浮选工艺研究。结果表明：在磨矿细度-0.074 mm占 60 %的条件下，以CG705作为调整剂，采用一次粗选、三次精选、三次扫选、中矿顺序返回的闭路流程，可获得铜品位19.250 %、钼品位1.360 %，铜回收率84.24 %、钼回收率51.13 %的混合精矿，较好地解决了该矿石混合浮选中存在的难题。

关键词：斑岩型铜钼矿;混合浮选;捕收剂;调整剂;MLA

中图分类号：TD952文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）05-0055-05doi：10.11792/hj20200511

引 言

铜和钼是具有战略意义的有色金属，被广泛应用于电子工业、机械制造、能源化工、生物医学等行业和领域[1]。斑岩型铜（钼）矿是全球铜和钼的主要来源，为世界提供了60 %～70 %的金属铜资源、95 %以上的金属钼资源。中国铜资源分布广泛，江西省铜储量位居全国榜首，西藏自治区次之，再次为云南、甘肃、安徽、内蒙古、山西等省（自治区）。铜矿资源具有矿床规模小、品位低、共伴生矿多、开发利用难度大等特点[2]。中国斑岩型铜矿已探明储量占全部铜矿床储量的一半以上。中国钼资源储量丰富，主要集中分布于河南、陕西、吉林、辽宁、浙江等省，钼矿床具有规模大、类型多等特点。国内71 %的钼矿资源储量来源于斑岩型和斑岩—矽卡岩型钼矿床，而斑岩型铜钼矿中回收的钼占钼总产量的 20 %～40 %[3-4]。内蒙古某斑岩型铜钼矿铜金属储量300万t，钼金属储量60万t，其浮选工艺采用铜钼混合浮选、铜钼分离[5-10]。目前，由于矿石性质发生了较大变化，导致出现了铜钼混合浮选流程泡沫黏度大、中矿循环量高、浮选指标不甚理想等问题。本文针对该斑岩型铜钼矿石开展了铜钼混合浮选试验研究，为其浮选工艺优化及高效开发利用提供技术支撑。

1 矿石性质

内蒙古某斑岩型铜钼矿石构造以稀疏浸染状构造为主，其次为块状构造、脉状构造、网脉状构造等。矿石中铜矿物主要有铜蓝、辉铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿;钼矿物主要为辉钼矿;其他金属硫化物主要为黄铁矿、磁黄铁矿等，金属氧化物主要为赤铁矿等;脉石矿物主要为石英，其次为绢云母、钾长石、伊利石、金红石、斜长石，少量钙铁榴石、重晶石、方解石及白云石等。矿石主要化学成分分析结果见表1，矿石矿物组成分析结果见表2。

铜矿物主要呈粒状及脉状嵌布在脉石矿物粒间及裂隙中，且粒度较粗，少部分细粒铜矿物嵌布在脉石矿物及黄铁矿中，铜蓝、辉铜矿、黄铜矿主要与脉石矿物嵌布紧密。辉钼矿主要嵌布在脉石矿物粒间及裂隙中，有细粒辉钼矿嵌布在脉石矿物中，辉钼矿多呈独立状态产出，少部分与黄铜矿、次生铜矿物及黄铁矿等硫化物连生。石英主要呈粒状分布，少量为细脉状分布，粒度粗细不均。铜、钼物相分析结果分别见表3和表4。

2 试验结果与讨论

对于低品位斑岩型铜钼矿石，通常采用铜钼混合浮选工藝富集铜矿物和钼矿物[11]。本次研究所采用铜钼混合浮选试验流程见图1。根据矿石性质，前期主要考察了磨矿细度和石灰用量，当磨矿细度-0.074 mm占60 %、石灰用量5 000 g/t（矿浆pH值9.3）时，能获得较好的铜、钼回收指标。因此，在此条件下开展了其他浮选条件试验。

2.1 调整剂

矿石中含有大量的石英、绢云母、钾长石和伊利石。绢云母是一种层状结构的铝硅酸盐，化学组成、结构与高岭土相近，其兼具云母类矿物和黏土类矿物的多种特点，天然疏水性很强，因此调整剂的选择至关重要。调整剂是控制矿物颗粒与捕收剂作用的一种辅助药剂，对于复杂多金属矿石或难选物料，适宜的调整剂常常是获得良好分选指标的关键[12]。调整剂种类试验条件：磨矿细度-0.074 mm占60 %，石灰用量5 000 g/t，粗选调整剂用量1 000 g/t，粗选铜捕收剂PJ-053用量28 g/t，三次扫选铜捕收剂PJ-053用量按粗选用量依次减半。调整剂种类试验流程见图1，试验结果见表5。

在试验过程中发现，采用不同调整剂进行浮选时，泡沫层厚度及矿浆状态不同，浮选产率有所差别。由表5可知：与不添加调整剂相比，采用六偏磷酸钠浮选时，混合精矿产率有所降低，且混合精矿铜、钼的品位和回收率均有提高，但浮选产率仍旧较高，即未能有效解决中矿量大的难题;采用糊精和CG705浮选时，混合精矿产率均较低，尤其是CG705改善了泡沫黏稠不易破的现象，中矿产率大幅降低。综合考虑，选择CG705作为调整剂。

2.2 CG705用量

CG705为小分子聚合物，含有羧基、羟基等亲水性官能团。CG705用于弱碱性条件下硫化铜矿石浮选时，可在云母、绿泥石、伊利石等脉石矿物和黄铁矿表面发生化学吸附，增强云母、绿泥石、伊利石等脉石矿物的亲水性，弱化弱碱性条件下黄铁矿的可浮性，强化硫化铜矿物与绿泥石、伊利石等脉石矿物与黄铁矿浮游性能差异，从而能够有效降低浮选产率，提高混合精矿铜品位。CG705用量试验条件：磨矿细度-0.074 mm占60 %，石灰用量5 000 g/t，粗选铜捕收剂PJ-053用量28 g/t，三次扫选铜捕收剂PJ-053用量按粗选用量依次减半。CG705用量试验流程见图1，试验结果见表6。

由表6可知：随着CG705用量的增加，混合精矿产率、中矿产率均呈现下降趋势，混合精矿铜品位提高明显;但是，CG705用量过高，会降低泡沫稳定性，使混合精矿铜和钼的回收率下降，尾矿流失的铜和钼增多。因此，考虑药剂成本及浮选产率、回收率等指标，选择CG705用量为700 g/t较佳。

2.3 铜捕收剂

矿石中次生铜矿物分布率高达72.72 %，次生铜会活化黄铁矿，使其与铜矿物具有相近的可浮性，因此铜捕收剂的选择尤为重要。铜捕收剂既要有较强的捕收能力，又要有较好的选择性[13]。铜捕收剂种类试验条件：磨矿细度-0.074 mm占60 %，石灰用量5 000 g/t，调整剂CG705用量700 g/t，粗选铜捕收剂用量28 g/t，三次扫选铜捕收剂用量按粗选用量依次减半。铜捕收剂种类试验流程见图1，试验结果见表7。

由表7可知：采用不同种类的铜捕收剂进行浮选时，混合精矿产率和铜、钼品位有所差别;丁基黄药和Z-200获得的混合精矿产率较高，铜、钼品位较低，表明丁基黄药和Z-200的捕收能力过强;PJ-053与T206相比，获得的混合精矿产率更低，而铜、钼品位更高，表明PJ-053性能更为优异。后续进一步开展了PJ-053用量试验，确定PJ-053用量为24～32 g/t时，浮选指标均较为理想。

2.4 闭路试验

为考察中矿返回对浮选指标的影响，在条件试验和开路试验的基础上，进行了实验室闭路试验。浮选闭路试验流程见图2，试验结果见表8。

由表8可知：采用浮选闭路试验流程处理该矿石，获得铜品位19.250 %、钼品位1.360 %，铜回收率84.24 %、钼回收率51.13 %的混合精矿。

2.5 产品分析

1）对表5中不添加调整剂浮选得到的混合精矿和精尾采用MLA进行矿物成分分析，结果表明：混合精矿中金属矿物相对含量为94.51 %，其中黄铁矿占74.71 %，主要铜矿物铜蓝占10.14 %、黄铜矿占6.59 %，辉钼矿占0.95 %;混合精矿中黄铁矿相对含量高是导致铜品位低的主要原因。精尾中金属矿物相对含量为14.71 %，其中黄铁矿占12.76 %;脉石矿物相对含量为85.29 %，其中石英占45.65 %、钾长石占9.83 %、绢云母占24.47 %、伊利石占3.81 %;精尾中存在的大量石英和绢云母是粗选时矿物无选择性富集所致，这也是导致浮选产率高的主要原因。

2）对闭路试验得到的混合精矿采用MLA进行矿物成分分析，结果表明：混合精矿中金属矿物相对含量为95.71 %，其中黄铁矿占58.51 %，主要铜矿物铜蓝占18.11 %、黄铜矿占9.28 %、辉铜矿和砷黝铜矿合计占6.58 %，辉钼矿占2.18 %;脉石矿物石英相对含量为1.94 %、绢云母相对含量为1.88 %。对该混合精矿进行铜矿物、钼矿物和黄铁矿嵌连关系考查，结果表明：混合精矿中呈单体状态的铜蓝、辉铜矿占90.64 %，与其他硫化铜矿物连生的铜蓝、辉铜矿占6.93 %，与黄铁矿和磁黄铁矿连生的铜蓝、辉铜矿占1.46 %。混合精矿中呈单体状态的黄铜矿占73.75 %，与其他硫化铜矿物连生的黄铜矿占21.19 %，与黄铁矿和磁黄铁矿连生的黄铜矿占4.05 %。混合精矿中呈单体状态的辉钼矿占96.95 %，与硫化铜矿物连生的辉钼矿占1.04 %，与黄铁矿连生或与石英、绢云母等脉石矿物连生的辉钼矿极少。混合精矿中呈单体状态的黄铁矿占94.75 %，与硫化铜矿物连生的黄铁矿占3.72 %，与辉钼矿连生或与石英、绢云母等脉石矿物连生的黄铁矿极少。混合精矿中黄铁礦相对含量较高且主要呈单体状态，这是黄铁矿被次生铜活化而极难被抑制的体现。混合精矿中石英、绢云母、钾长石、伊利石等矿物含量极少，说明已被很好抑制。

3）对闭路试验得到的尾矿进行铜矿物、钼矿物嵌连关系考查，结果表明：尾矿中呈单体状态的铜蓝、辉铜矿合计占23.27 %，与绢云母连生的铜蓝、辉铜矿占33.28 %，与石英连生的铜蓝、辉铜矿占18.58 %，与长石及其他矿物连生的铜蓝、辉铜矿占7.10 %，脉石矿物包裹的铜蓝、辉铜矿占15.33 %。尾矿中呈单体状态的黄铜矿占28.27 %，与绢云母连生的黄铜矿占26.05 %，与石英连生的黄铜矿占27.60 %，与长石及其他矿物连生的黄铜矿占5.96 %，脉石矿物包裹的黄铜矿占8.47 %。尾矿中呈单体状态的辉钼矿占18.88 %，与绢云母连生的辉钼矿占12.16 %，与石英连生的辉钼矿占39.02 %，与长石及其他矿物连生的辉钼矿占23.39 %，脉石矿物包裹的辉钼矿占6.55 %。尾矿中铜矿物和钼矿物以脉石矿物包裹及与脉石矿物连生状态流失为主，单体流失较少，以及微细粒矿物亲水性增强、可浮性下降等，是造成铜和钼回收率难以进一步提高的主要原因。

3 结 论

1）内蒙古某斑岩型铜钼矿石中铜矿物主要有铜蓝、辉铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿;钼矿物主要为辉钼矿。铜矿物和钼矿物主要嵌布在脉石矿物粒间及裂隙中，少部分细粒铜矿物嵌布在脉石矿物及黄铁矿中，有细粒辉钼矿嵌布在脉石矿物中，少部分辉钼矿与黄铜矿、次生铜矿物及黄铁矿等硫化物连生。

2）在磨矿细度-0.074 mm占60 %的条件下，以石灰作为黄铁矿抑制剂、CG705作为调整剂、PJ-053作为铜捕收剂、煤油作为钼捕收剂、2号油作为起泡剂、水玻璃作为分散剂，采用一次粗选、三次精选、三次扫选、中矿顺序返回的闭路流程处理该斑岩型铜钼矿石，可获得铜品位19.250 %、钼品位1.360 %，铜回收率84.24 %、钼回收率51.13 %的混合精矿。

3）无调整剂浮选时，混合精矿中黄铁矿相对含量高是导致混合精矿铜、钼品位低的原因;精尾中存在的大量石英和绢云母是粗选时矿物无选择性富集所致，这也是导致浮选产率高的原因。闭路试验获得的混合精矿中黄铁矿相对含量较高且主要呈单体状态，这是黄铁矿被次生铜活化而极难被抑制的体现，混合精矿中石英、绢云母、钾长石、伊利石等矿物含量极少，说明已被很好抑制。闭路试验获得的尾矿中铜矿物和钼矿物以脉石矿物包裹及与脉石矿物连生状态流失为主，单体流失较少。

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Abstract：In light of the property change of a porphyry copper-molybdenum ore in Inner Mongolia that leads to sticky foam and unsatisfying flotation index in the copper-molybdenum mixed flotation process，experimental research on the copper-molybdenum mixed flotation is carried out.The results show that when the grinding fineness -0.074 mm accounts for 60 %，CG705 is used as regulator，and the closed circuit of once roughing，three times cleaning，three times scavenging and middling recycling in order is adopted，the mixed concentrates with copper grade 19.250 %，molybdenum grade 1.360 %，copper recovery rate 84.24 % and molybdenum recovery rate 51.13 %.The research solves the challenges in the mixed flotation process of the ore in a good way.

Keywords：porphyry copper-molybdenum ore;mixed flotation;collector;regulator;MLA