某高硫低铜难选矿石工艺矿物学及选矿试验研究

钟业康

（铜陵有色金属集团控股有限公司铜山铜矿分公司，安徽 铜陵 244000）

某开采多年的矿山，随着开采深度的增加，其矿石中铜硫含量的波动较大，其硫铜比介于15到50之间，严重影响生产指标的稳定性[1]。鉴于矿石中硫铜比较大时生产指标一般较差，且出现的频次较高，因此开展了高硫低铜矿石的试验研究工作，确定该类型矿石适宜的生产工艺流程及条件。

1 矿石工艺矿物学研究

1.1 矿石化学多元素及主要元素物相分析

矿石多元素分析结果见表1，铜、硫矿物的粒度组成见表2、表3。

表1 矿石多元素分析结果

表2 铜元素化学物相分析结果

表3 硫元素化学物相分析结果

该矿石原矿含铜0.575%、含硫25.13%；铜主要以硫化铜的形式存在，其中91.13%的铜为原生硫化铜；硫主要为硫化物。

1.2 铜硫矿物的嵌布特征

矿石中的铜矿物绝大部分为黄铜矿，另有微量的斑铜矿、铜蓝、黝铜矿以及辉铜矿等。矿石中的硫化铁矿物大部分为白铁矿。

矿石中的黄铜矿主要呈不规则状嵌布，其粒度分布很不均匀。矿石中的黄铜矿与硫化铁矿物的嵌布关系非常密切，多表现为黄铜矿与白铁矿以不规则边界共生或者相互包裹形成复杂的嵌布关系，另有少量黄铜矿呈细脉状穿插于白铁矿内，粗粒黄铜矿中也可见白铁矿、黄铁矿以细脉状充填交代。

矿石中的白铁矿主要呈粒状、不规则状嵌布在脉石矿物中，少量以细脉状嵌布；其中部分以粗粒嵌布的白铁矿压碎结构较为发育，其裂隙或空洞常被脉石矿物充填；另有一部分微细粒白铁矿呈自形、半自形结构，常以稠密浸染状或者星点状嵌布[2]。

1.3 铜硫矿物的嵌布粒度

矿石中重要金属矿物的嵌布粒度是确定矿石磨矿工艺和磨矿细度的重要依据，矿石中的硫化铜矿物（黄铜矿、斑铜矿、铜蓝等硫化铜矿物）、硫化铁矿物（白铁矿、黄铁矿）的粒度组成及其分布特征见表4。

表4 硫化铜及硫化铁矿物的粒度组成/%

由粒度分布特征表可知，矿石中的硫化铜矿物粒度分布不均，主要以中、细粒嵌布，少量以粗粒嵌布，其中有50.79%分布在0.020mm～0.100mm之间；硫化铁矿物同样主要以中、细粒嵌布，其次以粗粒嵌布。

1.4 磨矿产品中矿物解离度特征

为了解磨矿产品中硫化铜矿物（黄铜矿、斑铜矿、铜蓝等）、硫化铁矿物（白铁矿、黄铁矿）的单体解离特性，对原矿不同磨矿细度产品中铜硫矿物的单体解离度进行了系统的测定，其结果见表5及表6。

表5 不同磨矿条件下硫化铜矿物的解离特征/%

表6 不同磨矿条件下硫化铁矿物的解离特征/%

从表中可以看出，当磨矿细度为-0.074mm占77.9%时，矿石中硫化铜矿物的单体解离度只有49.61%，单体解离较差，其连生体中有一半左右以与硫化铁矿物连生的形式存在[3]。矿石中的铜矿物和硫矿物均有部分以微细粒嵌布于脉石矿物中，对铜、硫最终的回收率也会造成一定的影响。

2 选矿试验研究

在条件试验的基础上，进行了闭路试验，闭路试验采用铜硫混合浮选-中矿再磨再选的工艺流程。试验工艺流程及药剂制度见图1，试验结果见表7。

图1 闭路试验工艺流程及药剂制度

表7 闭路试验结果

闭路试验结果显示，最终获得的总铜精含铜16.12%，铜回收率86.53%，硫精矿含硫41.85%、含铜0.108%，硫回收率88.78%，混浮尾矿含铜0.046%。

3 结论

（1）该矿石原矿含铜0.575%、含硫25.13%；铜主要以硫化铜的形式存在，其中91.13%的铜为原生硫化铜；硫主要为硫化物[4,5]。

（2）矿石中的铜矿物绝大部分为黄铜矿，其粒度分布很不均匀，主要以中、细粒嵌布，少量以粗粒嵌布；矿石中的硫化铁矿物大部分为白铁矿，硫矿物同样主要以中、细粒嵌布，其次以粗粒嵌布。矿石中的铜矿物和硫矿物均有部分以微细粒嵌布于脉石矿物中，对铜、硫最终的回收率也会造成一定的影响。

（3）闭路试验最终获得的总铜精含铜16.12%，铜回收率86.53%，硫精矿含硫41.85%、含铜0.108%，硫回收率88.78%，混浮尾矿含铜0.046%。

（4）针对该类型矿石的铜硫选别，关键工艺条件主要体现在两个方面：一是适宜的一段以及再磨的磨矿细度，使铜硫矿物与脉石、铜硫矿物之间达到适宜的解离，另一个方面是再磨再选的粗扫选pH值以及捕收剂的选择。两个条件同时达到最优，该类型难选矿石就会获得较好的铜硫选别指标。