赞比亚某硫化铜矿选矿试验研究①

李 勇， 罗 星， 夏 瑜， 吕长宽， 覃 鹏

（1.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林541004； 2.中国有色矿业集团有限公司国际研发中心赞比亚实验室，赞比亚 基特韦22592）

中非铜矿带是世界上最主要的沉积型铜-钴矿成矿带之一，它从刚果（金）的东南部延伸到赞比亚的北部，其在赞比亚境内延伸的部分称为赞比亚铜矿带，长约150 km，宽约50 km，主要分布在铜带省和西北省范围内［1-4］。 赞比亚某铜矿矿床类型为砂页岩型层控铜矿床，在浅部见到极其少量的氧化铜，主要以硫化铜为主，其中浅部以黄铜矿为主，100 m 以下以斑铜矿为主。

本文以该矿硫化矿为研究对象，对原矿石进行了工艺矿物学研究和选矿试验研究，研究结果可为该矿及同类型矿产资源的开发利用提供参考。

1 矿石性质

矿石自然类型为片岩型硫化铜矿石。 铜矿物以黄铜矿、斑铜矿为主，微量辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、赤铜矿、孔雀石，其他金属矿物主要为褐铁矿、黄铁矿。 脉石矿物以白云母、石英、黑云母为主，少量绿泥石，微量碳酸盐矿物、绿帘石、辉石、电气石、玉髓等。 黄铜矿、斑铜矿均为他形粒状，晶体内可包裹石英、云母、黄铁矿等矿物，也可沿解理缝不完全交代云母或产于石英晶面凹坑，可被褐铁矿、铜蓝、褐铁矿等交代；斑铜矿中常见叶片状、乳滴状固溶分离体，以黄铜矿为主，微量蓝辉铜矿、辉铜矿。 两种铜矿化与硅化关系密切，相互交错穿插或呈脉状产出；以不规则粒状、尖角状、条带状、细脉状产出，粒径范围为0.000 1 ～5.0 mm，集中于0.05 ～2.0 mm。

原矿化学多元素分析、铜物相分析及粒度筛析结果分别见表1、表2 和表3。

表1 原矿化学多元素分析结果（质量分数）/%

表2 原矿铜物相分析结果

表3 原矿粒度筛析结果

由表1～3 可知：原矿中主要有益组分为Cu；原矿铜氧化率4.27%；原矿中12.70%的铜分布于-0.038 mm 粒级，29.09%的铜分布于-0.074 mm 粒级，70.91%的铜分布于+0.074 mm 粒级。

2 试验结果与讨论

2.1 试验方案

浮选是硫化铜矿回收的最主要工艺［5-6］。 根据原矿性质，确定选矿工艺为浮选，原则流程如图1 所示。

图1 选矿原则流程

磨矿方式采用球磨，在磨矿时加入石灰作为调整剂；以松醇油为起泡剂。

2.2 磨矿细度试验

磨矿是选矿过程中的一个关键环节，磨矿的目的是使目的矿物与脉石矿物解离，而目的矿物的解离是后续分选的前提。

按图1 所示流程，以异丙基黄药作捕收剂，用量80 g/t，以松醇油作起泡剂，用量40 g/t，进行了磨矿细度试验，结果见图2。

图2 粗精矿指标与磨矿细度关系曲线

由图2 可知，随着磨矿细度由-74 μm 粒级含量60%逐步增加到70%，粗精矿铜回收率增加幅度较大；继续增加磨矿细度至-74 μm 粒级占80%，粗精矿铜回收率几乎不变；在试验磨矿细度变化区间内，粗精矿铜品位变化幅度不大。 由此可知，在磨矿细度-74 μm粒级占70%时，目的矿物解离已较完全，因此确定最佳磨矿细度为-74 μm 粒级占70%。

2.3 石灰用量试验

在磨矿细度-74 μm 粒级占70%条件下，以异丙基黄药作捕收剂，用量80 g/t，以松醇油作起泡剂，用量40 g/t，进行了调整剂石灰用量试验，结果见图3。

图3 粗精矿指标与石灰用量关系曲线

由图3 可知，随着石灰用量增加，粗精矿铜品位快速降低，粗精矿铜回收率小幅度增加。 综合考虑粗精矿铜品位和铜回收率指标，确定粗选最佳石灰用量为500 g/t，此时矿浆pH 值为9.0。

2.4 捕收剂种类及用量试验

黄铜矿最常用的捕收剂是黄药、黑药、硫氮等，在较宽的pH 值范围（4 ～12）内黄铜矿具有良好的可浮性［6］。

在磨矿细度-74 μm 粒级占70%条件下，以石灰作调整剂，用量500 g/t，以松醇油作起泡剂，用量40 g/t，分别选用硫化铜矿常用的捕收剂异丙基黄药、丁基黄药以及丁基黄药+丁铵黑药（质量比1 ∶1）的混合用药3 种药剂进行捕收剂种类试验，用量均为80 g/t，结果见表4。

表4 捕收剂种类试验结果

由表4 可知，粗选最佳捕收剂为丁基黄药。

随即进行了捕收剂丁基黄药用量试验，结果见图4。

图4 粗精矿指标与捕收剂用量关系曲线

由图4 可知，随着捕收剂丁基黄药用量增加，粗精矿铜回收率变化不大，粗精矿品位呈现先增大后减小再又增大的变化趋势。 综合考虑粗精矿铜品位和铜回收率指标，确定粗选最佳捕收剂丁基黄药用量为60 g/t。

2.5 闭路试验

在粗选条件试验基础上进行了精选和扫选次数及药剂用量试验，最终确定了一次粗选、一次精选和一次扫选的开路流程。 根据开路流程试验结果进行了闭路流程试验，结果见表5，试验流程见图5。 闭路试验获得了精矿产率4.50%、铜品位33.86%、铜回收率97.37%。

表5 闭路试验结果

图5 闭路试验流程

3 结 论

1） 矿石自然类型为片岩型硫化铜矿石，矿石主要有益组分为铜，含量1.57%，原矿铜氧化率为4.27%。铜矿物常见黄铜矿、斑铜矿，微量辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、赤铜矿、孔雀石；脉石矿物以白云母、石英、黑云母为主。

2） 原矿经一段球磨至-74 μm 粒级占70%，以石灰作调整剂，用量500 g/t，以丁基黄药作捕收剂，粗选+扫选用量60+30 g/t，以松醇油作起泡剂，粗选+扫选用量40+20 g/t，经过一次粗选、一次精选及一次扫选，中矿返回粗选的闭路浮选工艺，可获得产率4.50%、铜品位33.86%、铜回收率97.37%的铜精矿。 试验通过较简单的选矿工艺流程及药剂制度，获得了较好的选矿指标。