安徽某铁硫铜多金属矿石综合回收试验研究

王志丰 李国栋，2 彭贵雄 陈杜鹃

（1.西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900；2.江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州 341000）

随着矿产资源的持续开发利用，我国单一易处理矿石逐渐减少，矿产资源“贫、细、杂”的特点日益突出，加强共伴生矿产资源的综合回收已成为我国资源开发的必然趋势［1-3］。共伴生矿通常伴生元素含量较低，矿石组成相对复杂，各种矿物间共生紧密，嵌布关系复杂，属于难选矿石。因此，确定经济合理的选矿工艺对综合回收该类矿石资源至关重要。

安徽某含铜铁矿石为典型的多金属共伴生矿石，铁、铜、硫、钴品位分别为43.13%、0.25%、1.25%和0.013%，具有综合回收价值。为确定适宜的综合回收工艺流程，基于矿石性质，开展了系统的选矿试验研究。

1 矿石性质

1.1 矿石化学成分及矿物组成分析

对矿石进行化学成分及矿物组成分析，结果分别见表1、表2。

注：Au、Ag的含量单位为g/t。

由表1可知，矿石中主要可回收组分为Fe、Cu，Co、S，Au可作为伴生元素回收。

由表2可知，矿石中主要金属矿物为磁铁矿，少量黄铁矿、黄铜矿，微量赤铁矿、磁赤铁矿、磁黄铁矿等，主要非金属矿物为蛇纹石、透辉石、透闪石等。

1.2 矿石中主要矿物的嵌布关系

（1）磁铁矿。磁铁矿嵌布粒度普遍较粗，较易选，少量与黄铁矿形成布纹状结构。

（2）黄铜矿。黄铜矿在矿石中分布不均匀，粒径范围较广，多呈不规则状充填在磁铁矿或脉石裂隙间。

（3）黄铁矿。黄铁矿产出状态比较复杂，以结晶粒状为主，胶状黄铁矿次之，黄铁矿表面不平整，粒径较细；黄铁矿与黄铜矿关系较密切，多被黄铜矿交代，二者常形成布纹状结构，较难单体解离。

（4）磁黄铁矿。磁黄铁矿较少，分布不均匀，多呈他形粒状被黄铜矿包裹，界限清楚，容易解离，少量磁黄铁矿与硫镍钴矿形成固溶体分离结构，粒径微细，多小于0.03 mm；多和黄铁矿形成固溶体分离结构，并被黄铁矿包裹。

（5）硫镍钴矿。硫镍钴矿多被黄铜矿包裹，颗粒较细，且部分和磁黄铁矿形成固溶体分离结构。

2 试验方案

铁硫铜多金属矿石常见分选流程可分为先浮后磁和先磁后浮2种［4-5］。由于该矿石S含量相对较高，先磁后浮流程需要增加脱硫和磁选尾矿浓缩等作业，流程较复杂，现场实施较困难，因而本试验采用先浮后磁流程。铜硫分选主要有铜硫依次优先浮选、铜硫混合浮选再分离等工艺流程［6-10］，由于该矿石Cu含量较低，易浮碳酸盐及含镁脉石成分较多，存在部分次生硫化铜和氧化铜，铜硫混合浮选较优先浮选更有利于铜回收率的提高。综上所述，本试验确定采用铜硫混合浮选—铜硫分离—混浮尾矿磁选工艺流程处理该矿石，产出铜精矿、硫精矿、铁精矿，钴则主要赋存在硫精矿中。

3 试验结果与讨论

3.1 铜硫混合粗选条件试验

3.1.1 磨矿细度试验

试验采用1次粗选流程，在石灰用量为1 500 g/t、酯205（新型非离子型硫化矿捕收剂，西北矿冶研究院研发）用量为100 g/t的条件下，考察磨矿细度对浮选指标的影响，结果见图1。

由图1可知，随着磨矿细度的提高，铜硫混合粗精矿Cu和S品位升高，Cu回收率小幅升高后略幅降低，S回收率降低。综合考虑，确定后续试验磨矿细度为-74 μm占75%。

3.1.2 石灰用量试验

石灰是硫化矿物浮选的常用pH调整剂，过量对黄铁矿有抑制作用。试验采用1次粗选流程，在磨矿细度为-74 μm占75%、酯205用量为100 g/t的条件下，考察石灰用量对浮选指标的影响，结果见图2。

由图2可知，随着石灰用量的增加，铜硫混合粗精矿Cu品位略微升高，Cu回收率先小幅升高后维持在高位，S品位和回收率先升后降。综合考虑，确定后续试验石灰用量为1 000 g/t。

3.1.3 酯205用量试验

试验采用1次粗选流程，在磨矿细度为-74 μm占75%、石灰用量为1 000 g/t的条件下，考察酯205用量对浮选指标的影响，结果见图3。

由图3可知，随着酯205用量的增加，铜硫混合粗精矿Cu品位降低，Cu回收率升高，S品位和回收率均升高。综合考虑，确定混合粗选酯205用量为120 g/t，此时混合精矿Cu和S品位分别为3.70%、14.52%，Cu和S回收率分别为80.34%和57.25%。

3.2 铜硫分离试验

石灰是铜硫分离的常用抑制剂，采用石灰法进行铜硫分离时，矿浆中游离的CaO含量显著影响分离效果。以铜硫混合粗精矿空白精选2次后的精矿为给矿，采用1次粗选流程，考察石灰用量对铜硫分离效果的影响，结果见图4。

由图4可知，随着石灰用量的增加，铜粗精矿Cu品位及硫粗精矿S品位均升高，铜粗精矿Cu作业回收率降低，硫粗精矿S作业回收率基本不变；在石灰用量为1 000 g/t时，铜硫分离效果最好。因此，确定后续试验铜硫分离粗选石灰用量为1 000 g/t，此时铜粗精矿Cu品位和作业回收率分别为28.11%、71.00%，硫粗精矿S品位和作业回收率分别为40.00%、40.32%。

3.3 磁选试验

以1次铜硫混合粗选2次铜硫混合扫选尾矿为给矿进行磁选选铁试验，试验采用1粗1精选铁流程，固定二段磁选磁场强度为63.66 kA/m，考察一段磁场强度对选别指标的影响，结果见表3。

由表3可知，随着一段磁场强度的提高，铁精矿Fe品位降低，Fe作业回收率升高，综合考虑，确定一段磁场强度为95.50 kA/m。

3.4 全流程试验

在条件试验基础上，采用铜硫混合浮选—铜硫分离—混浮尾矿磁选工艺流程进行了全流程试验，试验全流程见图5，结果见表4。

由表4可知，全流程试验可获得Cu品位22.18%、Cu回收率76.85%的铜精矿，S品位43.29%、S回收率45.71%、Co品位0.43%、Co回收率45.04%的硫精矿，及Fe品位62.36%、Fe回收率93.09%、含S 0.18%的铁精矿。该流程实现了主要有价成分Fe、S、Cu的有效回收，同时伴生成分Co在硫精矿中有效富集，实现了有价金属的综合回收。

4 结论

（1）安徽某铁硫铜多金属矿石中主要可回收成分为Fe、Cu、S、Co，金属矿物主要为磁铁矿，少量黄铁矿、黄铜矿，微量赤铁矿、磁赤铁矿、磁黄铁矿等；非金属矿物主要为蛇纹石、透辉石、透闪石等。

（2）采用铜硫混合浮选—铜硫分离—混浮尾矿磁选的工艺流程处理矿石，全流程试验最终可获得Cu品位22.18%、Cu回收率76.85%的铜精矿，S品位43.29%、S回收率45.71%、Co品位0.43%、Co回收率45.04%的硫精矿，及Fe品位62.36%、Fe回收率93.09%、含S 0.18%的铁精矿。试验指标良好，成功实现了矿石中有价成分Fe、S、Cu、Co的综合回收。