西藏某细粒嵌布难选硫化铜矿选矿实验研究

周涛，黄国贤，李飞，黄建芬

（西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900）

本文针对西藏某铜矿中铜矿物嵌布粒度较细，与黄铁矿、脉石嵌布关系较为密切的特点，通过加强铜矿物的解离，将粗精矿再磨至90%-0.030 mm，采用选择性较好的A4 和丁铵黑药作为铜矿物捕收剂，同时采用戊基黄药进行扫选尾矿选硫实验，综合回收硫资源，降低尾矿中硫的品位，以达到环保要求。小型实验取得了良好的选矿技术指标。

1 矿石性质

1.1 矿物组成

西藏某铜矿属热液细脉浸染型铜矿床,金属矿物主要是黄铁矿、黄铜矿，其次为蓝辉铜矿、辉铜矿、闪锌矿、磁铁矿、斑铜矿、金红石、钛铁矿，少量或微量的白铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿、方铅矿、辉钼矿等，脉石矿物以石英、长石为主，其次有绢云母、白云母、黑云母、角闪石、十字石，少量方解石等。矿石中部分黄铜矿呈微细粒状，极为分散，与脉石不易单体解离，影响铜矿物的回收。

1.2 试样多元素分析及铜物相分析

矿石的多元素分析和铜的物相分析见表1、2。

表1 矿石多元素分析/%Table 1 Chemical analysis of multi-elments

表2 铜物相分析Table 2 Analysis results of copper phase

1.3 铜的赋存状态及嵌布特征

矿石中主要有价组分为铜，以黄铜矿为主，蓝辉铜矿、铜蓝含量较少，孔雀石微量。黄铜矿分布极不均匀，有些矿石中较为富集，呈稠密浸染状，一般呈稀疏浸染状分布，主要呈它形晶粒状、或者粒状集合体嵌布，其颗粒较细，大多分布在0.005～0.15 mm 之间。黄铜矿裂隙及边缘常有蓝辉铜矿等次生硫化铜矿物，有些黄铜矿以乳滴状包裹于闪锌矿中，不易解离；黄铜矿与脉石的嵌布关系密切，多充填在脉石粒间，少量呈星点状、尖角状、纤维状散布在脉石解理缝隙中或者被脉石包裹，这部分黄铜矿有些颗粒太微细，不易解离。

2 选矿实验研究

铜硫矿石浮选的关键是铜矿物与硫化铁矿物的分离，生产实践中大都采用抑制硫化铁矿物，浮选铜矿物的工艺，其中包括铜硫混浮后再抑硫浮铜、优先浮铜再活化选硫的工艺。在铜硫矿石中硫化铁矿以黄铁矿为主，因而黄铁矿的浮游性能直接影响到铜硫浮选分离的效果[1-3]。黄铁矿是易浮的硫化矿物，且黄铁矿的可浮性变化很大，使铜硫分离难以控制，因此对黄铁矿的有效抑制是铜硫矿石浮选的主要难点[4-5]。

矿石的工艺矿物学研究结果表明，矿石中黄铜矿分布极不均匀，一般呈稀疏浸染状分布，其颗粒较细，大多分布在0.005～0.15 mm 之间，部分黄铜矿被黄铁矿包裹。根据黄铜矿的嵌布特征，需要较高的磨矿细度才能达到单体解离，通过多种流程结构浮选实验的对比，最终确定采用一段磨矿，铜硫混浮，粗精矿再磨，铜硫分离，铜硫混浮尾矿脱硫的工艺流程。

2.1 铜粗选捕收剂种类选择实验

矿石中主要有价金属元素为铜，其次金、银、硫等元素，硫化铜矿物常用的捕收剂为黄药和黑药[6]，丁铵黑药对于该铜矿选择性较好，同时有利于贵金属金银的回收[7]，因此捕收剂种类选择实验重点是选择对该矿石中铜矿物捕收力较强、选择性较好的捕收剂，与丁铵黑药共同作用浮选铜矿物。捕收剂种类选择实验流程见图1，实验结果见表3。

图1 捕收剂种类选择实验流程Fig.1 Flowsheet of collector types

表3 捕收剂种类选择实验结果Table 3 Results of the collector types

实验结果表明，采用乙基黄药和乙硫氮铜粗精矿铜回收率较低；采用戊基黄药和A4 铜粗选回收率均达到89%以上，但戊基黄药铜粗精矿铜品位和回收率比A4 略低，考虑到戊基黄药捕收能力较强，会给下一步铜硫分离时造成一定的困难，因此，综合考虑，采用A4 作为该铜矿的捕收剂。

2.2 铜粗选捕收剂用量实验

固定磨矿细度为80%-0.074 mm，石灰用量为1800 g/t，丁铵黑药用量为30 g/t，MIBC 用量为30 g/t，进行铜粗选A4 用量实验，实验结果见图2。

由图2 实验结果可知，随着A4 用量的增加，铜品位呈下降趋势，铜回收率先升高后降低；当A4 用量为80 g/t 时，铜回收率达到最高为89.76%，之后随着A4 用量增加，黄铁矿竞争上浮，铜品位和铜回收率都呈下降趋势，因此确定A4 用量为80 g/t。

图2 A4 用量实验结果Fig.2 Test results of A4 dosage

在A4 用量实验基础上，固定磨矿细度为80%-0.074 mm，石灰用量为1800 g/t，A4 用量为80 g/t，MIBC 用量为30 g/t，进行铜粗选丁铵黑药用量实验，实验结果见图3。

由图3 可知，随着丁铵黑药用量的增加，铜精矿品位呈下降趋势，铜回收率呈上升趋势，当丁铵黑药用量为35 g/t 时，铜回收率达到最高为89.89%，之后随着丁铵黑药用量增加，铜回收率基本保持不变，因此，确定丁铵黑药用为35 g/t。

图3 丁铵黑药用量实验结果Fig.3 Test results of ammonium dibutyl dithiophosphate dosage

2.3 精选分离再磨细度实验

由于铜矿物的嵌布粒度较细，对铜粗精矿进行再磨，可提高铜矿物的单体解离度[8]，为铜矿物与黄铁矿、脉石的分离创造良好的条件，从而获得较好的铜选矿技术指标。精选分离再磨细度实验工艺流程见图4，实验结果见图5。

图4 铜粗精矿再磨细度实验流程Fig.4 Process of regrinding fineness of copper roughing concentrate

由图5 铜粗精矿再磨细度实验结果可知，随着磨矿细度从70% -0.030 mm 增加到95% -0.030 mm，铜粗精矿铜品位呈逐渐上升趋势，回收率则先上升后下降，当磨矿细度为90% -0.030 mm 时，铜粗精矿的技术指标较好，继续增加磨矿细度至95% -0.030 mm，铜粗精矿铜品位略有增加，但铜回收率下降幅度较大，因此，铜精选适宜的磨矿细度为90% -0.030 mm。

图5 精选分离再磨细度实验结果Fig.5 Test results of cleaning separation regrinding fineness

2.4 尾矿脱硫药剂筛选实验

该矿石中含硫3.1%，黄铁矿呈稀疏浸染状，大部分颗粒较粗，有少量结晶粒状黄铁矿、胶状黄铁矿、白铁矿被脉石包裹，粒径微细不易解离。尾矿中如果硫含量超标，长期堆放过程中会产生大量酸性水，对土壤会造成严重污染[3-4]，因此考虑到资源综合利用及降低尾矿中硫的品位，保护环境，实验对选铜尾矿进行了脱硫实验。

通过尾矿产品粒度分析可知，硫在尾矿各粒级中基本均匀分布，镜下观察得知，其所含的黄铁矿多被石英等脉石包裹，这是导致粗扫选尾矿中硫较难降低的主要因素，进行尾矿脱硫药剂筛选，实验流程见图6，实验结果见表4。

图6 尾矿脱硫药剂筛选实验流程Fig.6 Screening test flow of desulfurizing agent for tailings

表4 尾矿脱硫药剂筛选实验Table 4 Results of desulfurizing agent for tailings

实验结果表明，戊基黄药对于降低尾矿中硫品位具有一定的作用，采用戊基黄药对尾矿进行脱硫，可使尾矿中硫品位降低至0.25%，但是通过添加调整剂、增大脱硫药剂用量、增大脱硫泡沫产率等措施，尾矿硫品位降低不明显。最终确定采用戊基黄药50 g/t 作为捕收剂，此时尾矿中含硫0.24%，

2.5 闭路实验

在开路条件实验的基础上，进行闭路流程实验，闭路实验流程和条件见图7，闭路实验结果见表5。

表5 闭路实验结果Table 5 Results of closed-circuit tests

图7 闭路实验流程及条件Fig.7 Process and conditions of closed-cricuit tests

由表5 可知，闭路实验取得良好的技术指标，铜精矿中铜品位25.32%，铜回收率85.56%；金品位21.02 g/t，金回收率63.37%；银品位119.25 g/t，银回收率80.53%，实验指标良好。

3 结语

（1）该硫化铜矿是以铜、硫为主的多金属硫化矿，矿石中主要有价组分为铜，以黄铜矿为主，蓝辉铜矿、铜蓝含量较少，孔雀石微量，矿石中黄铜矿分布极不均匀，部分呈微细粒状，而且很分散，与脉石不易单体解离，这是影响铜矿物的回收的主要因素。

（2）实验采用一段磨矿，铜硫混浮，粗精矿再磨，铜硫分离，铜硫混浮尾矿脱硫的工艺流程，加强了对微细粒级铜矿物的回收，且综合回收黄铁矿，降低尾矿对环境的污染

（3）本次实验药剂制度采用石灰为调整剂，A4 和丁铵黑药为铜矿物捕收剂，戊基黄药为硫矿物捕收剂，MIBC 为起泡剂，闭路实验取得了良好的选矿技术指标：铜品位25.32%，铜回收率85.5%；金品位21.02 g/t，金回收率63.37%；银品位119.25 g/t，银回收率80.53%。

（4）A4 是西北矿冶研究院研发的硫化铜矿捕收剂，对细粒级铜矿物的捕收性能较强，能够减少细粒级黄铜矿在尾矿中的损失，提高铜的回收率。