新疆某難選氧化銅礦浮選試驗研究

路良山，朱仁鋒

（1.招金礦業(yè)股份有限公司，山東 招遠 265400；2.拜城縣滴水銅礦開發(fā)有限責任公司，新疆 拜城 842300）

隨著世界各國對銅金屬需求量的不斷增加以及銅礦資源的不斷開發(fā)，相對易選的硫化礦和含銅富礦逐年減少，“貧、雜、氧、難”已成為當今銅資源面臨的現(xiàn)狀［1］。

新疆某難選氧化銅礦銅品位1%左右，礦石性質(zhì)復(fù)雜，礦物種類多樣，可浮性差異較大，具有高氧化、高含泥、高堿性脈石特征，是典型的難選氧化銅礦［2］。目前，選礦廠處理該礦石的工藝流程較為復(fù)雜，藥劑耗量大，選礦成本高，銅回收率75%左右。本試驗從礦物學(xué)特征入手，查明了該礦石難選原因，制定了簡單合理的浮選工藝流程，取得了較為滿意的經(jīng)濟技術(shù)指標。

1 礦石性質(zhì)

新疆某難選氧化銅礦氧化程度嚴重，肉眼下顯黃褐色～深灰黑色，結(jié)構(gòu)大多較為疏松。對原礦進行X射線衍射及掃描電鏡分析，礦物組成較為復(fù)雜，氧化銅礦物主要是藍銅礦和孔雀石，其次為赤銅礦，硫化銅礦物主要有黃銅礦、輝銅礦、銅藍等，還有少量的自然銅，其他金屬礦物主要為褐鐵礦。脈石礦物以石英、方解石居多，其次是長石、白云石、絹云母和綠泥石。

銅主要以獨立礦物的形式存在，還有少量的銅賦存在褐鐵礦中。礦石中氧化銅礦物嵌布粒度相對稍粗，但其中常包裹有微細粒的脈石礦物。硫化銅礦物嵌布粒度較細，且部分硫化銅礦物呈微細粒浸染在脈石礦物中。此外，礦石中含有綠泥石等易泥化的脈石礦物，將對銅的浮選效果造成一定的不利影響。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

原礦Cu含量為1.03%，是試驗主要回收對象，銀品位達到7.3g/t，可以在選別過程中進行富集，其余元素在目前的經(jīng)濟技術(shù)條件下暫不具有綜合回收價值。礦石中鈣、鎂堿性脈石含量較高，MgO＋CaO達到23.63%。

原礦銅化學(xué)物相分析結(jié)果表明，礦石氧化程度較高，銅主要以氧化銅形式存在，占55.34%，其中，結(jié)合氧化銅占5.83%，其次為次生硫化銅，分布率為43.69%。

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，礦石經(jīng)破碎、篩分后，磨礦前原礦中－200目含量超過30%，經(jīng)過一段磨礦、兩段分級后，入選原礦－200目含量在90%左右，其中－700目含量超過60%，說明礦石較軟，在磨礦中存在嚴重的過磨現(xiàn)象。入選原礦篩析試驗結(jié)果列于表2。

表2 原礦篩析結(jié)果

2 試驗方案

現(xiàn)場生產(chǎn)條件不宜采用浸出或選冶聯(lián)合的方法。目前，通過浮選處理氧化銅礦的選礦方法，主要有硫化后黃藥浮選法和脂肪酸浮選法等［3］。

脂肪酸浮選法只適用于脈石不是碳酸鹽類的氧化銅礦。由于該礦樣中碳酸鹽類礦物含量較高，也不適宜使用脂肪酸浮選方法。因此，試驗將重點進行硫化后黃藥浮選法的探索研究。

由于滴水銅礦礦石屬于氧硫混合銅礦，因此分別采用氧化礦/硫化礦分步浮選和氧化礦/硫化礦混合浮選［4］兩種方案進行探索試驗。

探索試驗結(jié)果表明，采用氧化礦/硫化礦分步浮選銅的總回收率略有增加，但考慮到分步浮選后流程更加復(fù)雜，中礦返回時帶來的大量礦泥和殘余藥劑也會影響到分步浮選的指標。因此，確定采用混合浮選的方法來處理該礦樣，單因素條件流程如圖1所示。

3 試驗結(jié)果及討論

3.1 磨礦細度試驗

圖1 條件試驗流程

該礦石中部分硫化銅礦物嵌布粒度較細，若磨礦時間不夠，有用礦物不能單體解離。但礦石中還含有綠泥石等易泥化的脈石礦物，若磨礦時間過長，則會造成過粉碎，不僅增加磨礦成本和藥劑消耗，還會對后續(xù)浮選產(chǎn)生不利影響。因此，合理磨礦細度的選擇，是獲得較好浮選指標的關(guān)鍵。

試驗流程見圖1，粗選藥劑加入量固定為：Na2SiO3600g/t，Na2S 400g/t，異戊基黃藥600g/t，磨礦細度試驗結(jié)果列于表3。

隨著磨礦細度的增加，粗精礦的產(chǎn)率不斷增加，但品位隨之降低。這是由于磨礦細度增加，會出現(xiàn)一定的過磨現(xiàn)象，大量的次生礦泥提高了礦漿粘度，同時吸附大量藥劑，降低了捕收劑的選擇性，導(dǎo)致粗精品位下降，回收率也受到影響。當磨礦細度在82.96%時，粗精品位4.02%，尾礦0.15%，獲得較好指標。在后續(xù)條件試驗及閉路試驗中，磨礦細度均采用82.96%。

3.2 分散劑水玻璃用量試驗

由于原礦含泥量大，且在磨礦過程中易產(chǎn)生次生礦泥，因此選擇合適的分散劑強化控泥效果，將對浮選指標有較大影響。對水玻璃、六偏磷酸鈉、乙二胺磷酸鹽、丙三醇等不同分散劑進行了對比試驗，試驗結(jié)果表明，水玻璃具有較好的礦泥分散作用，對水玻璃進行用量對比試驗。

依次 改 變 水 玻 璃 用 量 為 500g/t、1000g/t、1500g/t、2000g/t，其他藥劑加入量固定為：Na2S 400g/t，異戊基鈉黃藥600g/t。試驗流程如圖1所示。

表3 磨礦細度結(jié)果

試驗結(jié)果表明，水玻璃用量由500g/t增加至1000g/t，粗精礦品位及回收率均有明顯提高，繼續(xù)增加水玻璃用量，回收率變化不大，粗精礦品位有所下降，綜合考慮浮選指標和藥劑成本，水玻璃用量以1000g/t為宜。

3.3 Na2S用量試驗

Na2S在氧化銅礦的硫化浮選中有著非常重要的作用，適量的Na2S，可以有效改變氧化銅礦表明性質(zhì)，從而被黃藥類捕收劑捕收；但過量的Na2S，反而會抑制硫化銅礦物和已被硫化的氧化銅礦物上浮，影響銅的回收率［5］。

依次改變粗選 Na2S加入量為600g/t、800g/t、1000g/t、1200g/t，其它藥劑加入量固定為水玻璃1000g/t，異戊基鈉黃藥600g/t。

對比試驗發(fā)現(xiàn)，隨著Na2S用量的不斷增加，粗精礦的品位和回收率都隨之提升。當Na2S為1000g/t時達到最佳，繼續(xù)增加Na2S用量，各項浮選指標反而迅速下降，這與過量硫化鈉會起到抑制作用的理論相符合。試驗確定最佳Na2S用量為1000g/t。

3.4 捕收劑種類及用量試驗

礦石中含有大量藍銅礦、赤銅礦等氧化銅礦物，需要強化捕收效果。分別對丁基鈉黃藥、異戊基鈉黃藥、丁胺黑藥、Y98、乙硫氮幾種捕收劑進行單一捕收劑試驗和組合捕收劑試驗，最終選定捕收能力較強的異戊基鈉黃藥為捕收劑。

依次改變異戊基鈉黃藥的用量為600g/t、800g/t、1000g/t、1200g/t，其他條件固定為水玻璃1000g/t，Na2S1000g/t。

試驗結(jié)果表明，隨著異戊基鈉黃藥用量的提高，粗精礦的產(chǎn)率由9.71%不斷提高至13.96%，粗精礦回收率也隨之提高，當黃藥量為800g/t時，總回收率達到89.48%，繼續(xù)提高黃藥用量，總回收率基本不變，但粗精礦品位開始大幅下降。綜合考慮粗精礦銅品位及藥劑成本，確定異戊基鈉黃藥最佳用量為800g/t。

3.5 浮選開路流程試驗

在粗選最佳藥劑用量條件下，為進一步提高總回收率以及精礦品位，確定精選、掃選次數(shù)，根據(jù)條件試驗確定的最佳藥劑用量進行了開路浮選試驗，試驗流程如圖2所示，試驗結(jié)果列于表4。

表4 浮選開路試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明，經(jīng)過二次精選后，精礦銅品位達到18.22%，但回收率僅47.09%，主要原因為粗選回收率太低，掃一精礦的品位和回收率較高。因此，在后續(xù)試驗中，將掃一精礦合并進行精選，為保證精礦品位，需進行三次精選。同時，考慮到大量礦泥會對影響閉路試驗指標，為盡可能提高總回收率，采用三次掃選。

3.6 閉路試驗

根據(jù)上述試驗確定的最佳條件進行閉路試驗，同時將掃一精礦合并進行精選，閉路試驗取得產(chǎn)率4.48%、Cu品位18.28%、Cu回收率81.09%的銅精礦，閉路試驗流程如圖3所示。

圖2 浮選開路試驗流程

圖3 閉路試驗流程

4 結(jié)論

1）該氧化銅礦石氧化程度嚴重，礦石性質(zhì)復(fù)雜，銅礦物種類多樣，堿性脈石含量高，屬于難處理氧化銅礦。礦石較軟且含泥量較高，在磨礦流程中易產(chǎn)生次生礦泥，給浮選回收銅帶來了不利影響。

2）試驗確定了氧化礦硫化礦混合浮選，通過單因素試驗確定了最佳的工藝條件，即：磨礦細度82.96%、水玻璃1000g/t、硫化鈉1000g/t、異戊基鈉黃藥800g/t。

3）試驗確定了一次粗選、三次精選、三次掃選，掃一精礦合并進行精選的閉路試驗流程，閉路試驗取得產(chǎn)率4.48%、品位18.28%、回收率81.09%的銅精礦，較現(xiàn)場75%的回收率由較大提高，取得了較好的試驗結(jié)果。試驗確定的選礦工藝流程簡單易行，具有較好的工業(yè)應(yīng)用價值。

［1］邱允武.螯合捕收劑B130浮選難選氧化銅礦石的研究［J］.有色金屬：選礦部分，2006（2）：40-44，47.

［2］李松春，楊新華，陳福亮，等.大姚某難選氧化銅礦工藝礦物學(xué)特征與浮選試驗研究［J］.有色金屬：選礦部分，2010（1）：1-4.

［3］田鋒，張錦柱，師偉紅，等.氧化銅礦浮選研究現(xiàn)狀與前景［J］.甘肅冶金，2006，28（4）：9-12.

［4］陳映雪，戈保梁.某難選氧硫混合型銅礦選礦探索研究［J］.有色礦冶，2006，22（5）：14-15.

［5］孫玉秀，周平，莊故章，等.云南某地難選氧化銅礦選礦試驗研究［J］.礦業(yè)工程，2010，8（1）：30-32.