国外某铜金硫化矿石选矿试验研究

刘 凯 王国强 刘之能 刘伟鹏

（1.矿冶科技集团有限公司；2.北矿机电科技有限责任公司；3.矿物加工科学与技术国家重点实验室）

铜是与人类关系非常密切的有色金属［1-2］，具有优良的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀性、耐磨性等，被广泛应用于电力、电子、能源、石化、机械、冶金、交通、轻工及新兴产业，在有色金属材料消费量中仅次于铝［3-5］。金具有优异的稳定性、保值性、导电导热性、抗酸碱性、耐腐蚀性等，被广泛应用于电子、化工、航空航天、军工和金融领域等［6-8］。为满足国家建设与社会发展需求，高效开发和利用铜金矿资源对我国乃至世界的可持续发展具有重要意义。

国外某铜金硫化矿石氧化程度较低，铜、金是主要有价金属，铜矿物主要为黄铜矿，金矿物主要为细粒嵌布的裸露金，与黄铜矿共伴生关系密切，以裂隙和粒间金的形式存在于黄铜矿中，为高效开发利用该矿石资源，对有代表性矿样进行了选矿试验。

1 原矿性质

原矿中的主要金属矿物为黄铜矿，蓝辉铜矿、铜蓝少量，其他金属矿物主要为黄铁矿、磁铁矿，褐铁矿等微量；非金属矿物主要为石英、正长石、斜长石、白云母、黑云母，另有少量的高岭石、磷灰石等；金主要以自然金的形式存在，银金矿、碲金矿少量。黄铜矿主要呈不规则状嵌布，粒度分布不均，总体偏细；金矿物与黄铜矿的关系相对紧密，金矿物的嵌布粒度细，主要以裂隙和粒间的形式分布，极少部分细粒金矿物以包裹或粒间的形式分布在黄铁矿及非金属矿物中。原矿主要化学成分分析结果见表1，铜、金物相分析结果见表2、表3。

注：Au、Ag的含量单位为g/t。

表1 表明，原矿铜、金品位分别为0.39%和0.34 g/t，是矿石中最主要的有价元素。

表2 表明，原矿铜氧化率不高，主要以原生硫化铜矿物的形式存在，有利于浮选分离回收。

表3表明，原矿中的金主要为裸露金。

根据上述研究可知，原矿中易泥化的层状硅酸盐矿物含量较高，可以考虑在适当的磨矿细度条件下，在浮铜过程中强化金的回收，使金矿物进入铜精矿中。

2 试验结果与分析

由于矿石中铜主要以硫化铜的形式存在，金的嵌布粒度细，主要以粒间金和裂隙金的形式存在于硫化铜矿物中，因此，在适当的磨矿细度条件下，采用浮选流程，在浮铜过程中强化金的回收，从而实现铜、金矿物的有效回收。

2.1 粗浮选条件试验

粗浮选条件试验采用1次粗选流程。

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度是浮选工艺指标的重要影响因素。磨矿细度试验的石灰用量1 000 g/t（pH=10.9），BK916G用量40 g/t，BK204用量16 g/t，试验结果见表4。

注：Au的含量单位为g/t。

表4表明，随着磨矿细度的提高，粗精矿铜、金品位总体下降，回收率上升。综合考虑，确定磨矿细度为-0.074 mm80%。

2.1.2 石灰用量试验

石灰是硫化矿浮选的常用pH 调整剂和黄铁矿的抑制剂［9-11］，为获得较好的浮选指标，需确定合适的石灰用量。石灰用量试验磨矿细度为-0.074 mm80%，BK916G 用量40 g/t，BK204 用量16 g/t，试验结果见表5。

注：Au的含量单位为g/t。

表5表明，随着石灰用量的增加，粗精矿铜、金品位上升，回收率先升后降。综合考虑，确定石灰用量为900 g/t。

2.1.3 捕收剂种类试验

捕收剂的捕收效果会直接影响浮选效果，为获得较好的浮选指标，分别选择BK916、BK916G、Z200、丁基黄原酸钠和AP 进行捕收剂种类试验，用量均为40 g/t，磨矿细度为-0.074 mm80%，石灰用量900 g/t，BK204用量16 g/t，试验结果见表6。

注：Au的含量单位为g/t。

表6表明，使用丁基黄原酸钠时粗精矿铜金回收率、品位均低于其他捕收剂；使用BK916、BK916G、Z200时，粗精矿铜、金品位相当；使用AP时，粗精矿铜、金品位均高于其他捕收剂；使用BK916、BK916G、Z200和AP 时，粗精矿铜回收率分别为80.31%、80.30%、80.38%和79.92%，对铜的捕收效果无较大差异，但BK916、Z200 和AP 对应的金回收率均低于BK916G。综合考虑，选择BK916G为铜金浮选捕收剂。

2.1.4 BK916G用量试验

BK916G 用量试验磨矿细度为-0.074 mm80%，石灰用量900 g/t，BK204用量16 g/t，试验结果见表7。

注：Au的含量单位为g/t。

表7 表明，随着BK916G 用量的增加，粗精矿铜、金品位下降，铜、金回收率总体上升。综合考虑，确定BK916G用量为40 g/t。

2.1.5 起泡剂种类及用量试验

起泡剂种类及用量试验磨矿细度为-0.074 mm80%，石灰用量900 g/t，BK916G 用量40 g/t，用BK204和松醇油为起泡剂做用量试验［12-13］，结果见表8。

表8表明，用量相同时，松醇油浮选粗精矿铜、金品位略高，但铜、金回收率明显较低；随着BK204 用量的增加，粗精矿铜、金回收率上升，品位下降。综合考虑，确定BK204为起泡剂，用量为16 g/t。

注：Au的含量单位为g/t。

2.1.6 浮选时间试验

在确定了浮选药剂制度的基础上进行了浮选时间试验，试验流程和药剂制度见图1，结果见表9。

表9表明，随着粗浮选时间的延长，产品铜、金品位下降，铜、金回收率提高；浮选6 min 后，添加捕收剂继续浮选，铜、金回收率进一步提高；浮选10 min后，继续延长浮选时间，铜、金回收率小幅提高。综合考虑，确定粗选+扫选总时间为10 min。

2.2 精浮选条件试验

为提高精矿铜、金品位，对粗选精矿进行精选条件试验，试验采用1次精选流程。

2.2.1 再磨细度试验

精选试验添加石灰200 g/t（pH=12），试验结果见表10。

表10 表明，随着再磨细度的提高，精矿铜、金品位和作业回收率均上升；当再磨细度提高至-0.038 mm 占80%后，继续提高再磨细度，精矿铜、金指标变化很小。因此，确定再磨细度为-0.038 mm 占80%。

注：Au的含量单位为g/t。

2.2.2 石灰用量试验

精选石灰用量试验再磨细度为-0.038 mm 占80%，试验结果见表11。

表11 表明，随着石灰用量的增加，精矿铜、金品位和回收率均上升；石灰用量从0 g/t 提高至200 g/t，精矿铜、金品位分别提高3.21 和2.71 个百分点，回收率分别提高16.05 和2.73 个百分点；继续增加石灰用量，精矿铜、金品位和回收率变化不大。因此，确定精选石灰用量为200 g/t。

注：Au的含量单位为g/t。

2.3 开路试验

在条件试验基础上进行了开路试验，试验流程见图2，结果见表12。

注：Au的含量单位为g/t。

表12 表明，采用图2 所示的开路浮选流程处理矿石，可获得Cu 品位24.96%、Cu 回收率67.58%、Au品位18.63 g/t、Au回收率55.27%的精矿。

2.4 闭路试验

在开路试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图3，结果见表13。

表13 表明，采用图3 所示的浮选流程处理矿石，可获得Cu 品位23.50%、Cu 回收率90.46%、Au 品位17.91 g/t、Au回收率76.96%的铜金混合精矿。

3 结论

（1）国外某铜金硫化矿石中的主要金属矿物为黄铜矿，主要呈不规则状嵌布，粒度分布不均，总体偏细；金主要以自然金的形式存在，银金矿、碲金矿少量，金矿物的嵌布粒度细，主要以裂隙和粒间的形式分布，极少部分细粒金矿物以包裹或粒间的形式分布在黄铁矿及非金属矿物中，金与黄铜矿的关系相对紧密。

（2）矿石在磨矿细度为-0.074 mm80%、粗精矿再磨细度-0.038 mm80%的情况下，采用2 粗2 扫、再磨产品3 次精选、中矿顺序返回流程处理，获得了Cu 品位23.50%、Cu 回收率90.46%、Au 品位17.91 g/t、Au 回收率76.96%的铜金混合精矿。

注：Au的含量单位为g/t。