新疆某地氧化銅礦選礦試驗研究

焦科誠

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

新疆某地氧化銅礦選礦試驗研究

焦科誠

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

新疆某地氧化銅礦原礦含銅1.32%，屬于單一氧化銅礦。試驗結(jié)合工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，采用兩次粗選、一次掃選、一次精選工藝流程結(jié)構(gòu)，粗精礦與掃選精礦合并進(jìn)行精選，中礦返回粗選一作業(yè)。全流程閉路試驗可以獲得精礦品位為15.28%，回收率為62.74%的銅精礦。

氧化礦；氧化銅；浮選

隨著我國工業(yè)新技術(shù)的發(fā)展，對銅資源的需求量逐漸增加，銅的產(chǎn)量不能滿足其需要。隨著銅礦資源的不斷開發(fā)，相對易選的硫化礦和含銅富礦資源在逐年減少，因此氧化銅礦的開發(fā)利用得到高度重視［1］。因待開發(fā)的銅礦石資源存在“貧、雜、氧、難”的現(xiàn)狀，故不少選礦研究人員逐漸轉(zhuǎn)向難選、低品位、氧化程度高的氧銅礦研究［2］。

新疆某地氧化銅礦原礦含銅1.32%，屬于單一氧化銅礦。結(jié)合工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，本次試驗研究采用兩次粗選、一次掃選、一次精選工藝流程結(jié)構(gòu)，粗精礦與掃選精礦合并進(jìn)行精選，中礦返回粗選一作業(yè)。全流程閉路試驗可以獲得精礦品位為15.28%，回收率為62.74%的銅精礦。

1 原礦礦石性質(zhì)

1.1 原礦礦石化學(xué)成分

原礦礦石的多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1。

表1 原礦礦石多元素化學(xué)分析結(jié)果%

從表1可以得知：礦石中可供選礦回收的主要組份是銅，其品位為1.32%；金、銀等其它有價元素均因含量太低，綜合利用的價值不大。

1.2 元素賦存狀態(tài)

礦石中銅物相分析結(jié)果見表2。從表2可知，礦石中銅主要以自由氧化銅和硅酸銅兩種形式存在，可以認(rèn)為該礦石屬單一氧化銅礦石。

表2 礦石中銅物相分析結(jié)果%

1.3 礦石礦物組成及含量

礦石新鮮面在肉眼下為灰白色，局部顯不均勻分布的淡綠色，具細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀或浸染狀構(gòu)造。經(jīng)鏡下觀察、X射線衍射分析和掃描電鏡分析綜合研究表明，礦石中銅礦物主要是孔雀石，次為銅藍(lán)，但未發(fā)現(xiàn)以黃銅礦為代表的原生硫化銅礦物；其它金屬礦物以赤鐵礦為主，其次是鈦鐵礦；脈石礦物以斜長石為主，其次是角閃石、玉髓、綠泥石、榍石、磷灰石、絹云母和高嶺石；其它微量礦物尚見鋯石、黝簾石和獨(dú)居石等。礦石中主要礦物的含量見表3。

1.4 主要礦物的產(chǎn)出形式

1.4.1 銅藍(lán)

銅藍(lán)反射光下為藍(lán)色，正交鏡下具橙紅色。礦石中銅藍(lán)主要以兩種形式產(chǎn)出：一是呈不規(guī)則團(tuán)塊狀零星分布在脈石礦物中，可被赤鐵礦交代，粒度一般0.04～0.3 mm；二是呈細(xì)小的交代殘余見于孔雀石集合體中，粒度一般在0.01～0.06 mm之間。上述兩種產(chǎn)出形式的銅藍(lán)數(shù)量上以第二種為主，約占礦石中銅藍(lán)總量的75%。

1.4.2 孔雀石

孔雀石常為針狀、纖維狀，透射光下具淡綠色，反射光下顯翠綠色。集合體內(nèi)部呈放射狀、束狀構(gòu)造。根據(jù)集合體形態(tài)以及與脈石礦物之間的交生關(guān)系，可將礦石中孔雀石的產(chǎn)出形式大致分為三種：

1.呈不規(guī)則團(tuán)塊狀沿脈石礦物粒間及孔洞充填，部分交代銅藍(lán)或赤鐵礦，粒度一般0.1～0.6 mm不等。

2.呈浸染狀不均勻分布在脈石中，與前者相比，差別在于集合體粒度較為細(xì)小，細(xì)小者小于0.01 mm，個別粗者可至0.1 mm左右，一般0.02～0.06 mm。

3.呈細(xì)脈狀沿礦石裂隙充填，脈寬變化較大，寬者可達(dá)0.30mm左右，窄者小于0.01 mm，一般0.02～0.1 mm。

上述三種產(chǎn)出形式的孔雀石中，數(shù)量上以第二種為主，其次是第三種。三者礦物含量比大致為15∶60∶25?？傮w來看，孔雀石的嵌布特征：一是分散程度較高；二是粒度普遍較為細(xì)小；三是與脈石礦物之間鑲嵌關(guān)系較為復(fù)雜，二者接觸界線多為不規(guī)則的鋸齒狀或港灣狀。

1.4.3 鈦鐵礦

礦石中鈦礦物主要是鈦鐵礦，它多呈針柱狀以浸染狀的形式嵌布在脈石中，極少構(gòu)成集合體，沿邊緣及裂隙常見榍石交代，與銅藍(lán)、孔雀石等銅礦物直接嵌連者少見，粒度普遍較為細(xì)小均勻，一般0.01～0.05 mm。

1.4.4 脈石礦物

礦石中脈石礦物主要是斜長石，次為角閃石、玉髓和綠泥石等。其中斜長石多為自形、半自形板片狀，聚片雙晶發(fā)育，環(huán)帶少見，大多已發(fā)生輕微的絹云母化或高嶺石化，粒度一般在0.1～0.3 mm之間。角閃石常呈自形、半自形柱狀產(chǎn)出，閃石式解理發(fā)育，多沿斜長石粒間充填而構(gòu)成間粒結(jié)構(gòu)，粒度普遍介于0.05～015 mm之間。玉髓常為透鏡狀或不規(guī)則團(tuán)塊狀，零星見于少數(shù)礦塊的孔洞中，顯然屬晚期形成的產(chǎn)物。綠泥石為細(xì)鱗片狀，常沿斜長石或角閃石粒間、裂隙及邊緣交代。磷灰石為微細(xì)的自形柱粒狀，多沿斜長石或角閃石的粒間充填，與孔雀石等銅礦物的交生關(guān)系并不十分密切。

2 選礦工藝研究

2.1 工藝方案研究

試樣的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，試樣的目的礦物銅主要以氧化銅的形式存在，且呈細(xì)粒級狀態(tài)嵌布。針對此礦石的工藝礦物學(xué)特點(diǎn)，采用浮選法回收試樣中的銅礦物。

2.2 磨礦細(xì)度條件試驗

磨礦是在XB－Φ200×240棒磨機(jī)中進(jìn)行，磨礦濃度為57%。固定硫化鈉用量3 000 g／t，戊黃藥用量150 g／t，2＃油40 g／t，試驗考查在不同磨礦細(xì)度條件下礦石中銅礦物的浮選效果。磨礦細(xì)度條件試驗工藝流程和試驗研究結(jié)果分別如圖1、圖2所示。

圖1 不同磨礦細(xì)度試驗工藝流程

圖2 磨礦細(xì)度條件試驗結(jié)果

由圖2可知：隨著磨礦細(xì)度的提高，銅粗精礦中銅的品位隨之降低，銅回收率有所提高，適宜的磨礦細(xì)度為－0.074 mm占90%～92%。

2.3 水玻璃用量試驗

水玻璃既是有效的礦漿分散劑，也是脈石礦物的抑制劑，在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用。試驗固定條件：磨礦細(xì)度－0.074 mm占91.2%，Na2S 3 000 g／t，戊黃藥150 g／t，2＃油40 g／t，改變水玻璃用量考查其對銅浮選指標(biāo)的影響。水玻璃用量條件試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 水玻璃用量條件試驗結(jié)果

由圖3可知：隨著水玻璃用量的增加，銅粗精礦品位略有提高，但銅回收率有所降低。從盡量少用藥劑及節(jié)約成本考慮，試驗不添加水玻璃。

2.4 Na2S用量條件試驗

試驗采用硫化浮選，工業(yè)上常用的硫化劑為Na2S，試驗固定條件：磨礦細(xì)度－0.074 mm占91.2%，戊黃藥150 g／t，2＃油40 g／t，改變Na2S用量考查其對銅浮選指標(biāo)的影響。Na2S用量條件試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果如圖4所示。

圖4 Na2S用量條件試驗結(jié)果

由圖4可知：隨著Na2S用量的增加，銅精礦品位變化不太明顯，銅回收率則不斷提高，但當(dāng)Na2S用量超過2 000 g／t后，銅回收率開始降低。適宜的Na2S用量為2 000～2 500 g／t。

2.5 活化劑種類條件試驗

為了改善試樣中氧化銅礦物的可浮性，在浮選過程中添加銅礦物常用的活化劑如：硫酸銨、乙二胺硫酸鹽、乙二胺磷酸鹽等。試驗固定條件：磨礦細(xì)度－0.074mm 91.2%，Na2S 2 000 g／t，戊黃藥150 g／t， 2＃油40 g／t，選用不同的活化劑考查其對銅浮選指標(biāo)的影響?；罨瘎┓N類試驗工藝流程如圖1所示，試驗結(jié)果見表4。

表4 活化劑種類條件試驗結(jié)果

由表4可知：添加不同類型的銅礦物活化劑，銅的浮選指標(biāo)并沒有明顯的改善，試驗可不添加活化劑。

2.6 捕收劑種類條件試驗

從試樣的工藝礦物學(xué)研究中得知，試樣中含銅礦物部分應(yīng)該以硅孔雀石的相態(tài)存在，為了能夠回收這部分含銅礦物，選用對硅酸鹽礦物有捕收作用的不同類型捕收劑進(jìn)行了對比試驗，試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果見表5。

表5 捕收劑選擇條件試驗結(jié)果

由表5可知：除YF、油酸浮選指標(biāo)很差外，其它幾種捕收劑浮選指標(biāo)沒有明顯的變化?？紤]到BBZ和羥污酸價格較高及對人員、環(huán)境的影響，選用戊黃藥為銅礦物捕收劑。

2.7 戊黃藥用量條件試驗

固定磨礦細(xì)度－0.074 mm占91.2%，Na2S 2 000 g／t，2＃油40 g／t，戊黃藥為捕收劑，改變戊黃藥用量，考查其對銅浮選指標(biāo)的影響。試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果如圖5所示。

圖5 戊黃藥用量條件試驗結(jié)果

由圖5可以看出：隨著戊黃藥用量的增加，銅回收率有所提高，但銅粗精礦品位有較明顯的下降，當(dāng)戊黃藥用量超過100 g／t后，銅回收率提高幅度不大。適宜的戊黃藥用量為100～150 g／t。

2.8 全流程閉路試驗

因該氧化銅礦物氧化程度高，目的礦物上浮速度慢，粗掃選精礦品位相差不大，故粗掃選精礦合并進(jìn)入精選作業(yè)。在開路試驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全流程閉路試驗，中礦返回至浮銅粗選，粗掃選精礦合并精選。閉路試驗流程如圖6所示，試驗結(jié)果見表6。

表6 全流程閉路試驗結(jié)果%

由表6可以得知：全流程閉路試驗可以獲得品位為15.28%，回收率為62.74%的銅精礦。

圖6 閉路試驗流程

3 結(jié) 語

1.該礦石屬于強(qiáng)烈氧化的單一銅礦石。礦石中銅礦物主要是孔雀石，次為銅藍(lán)，其它金屬礦物包括赤鐵礦和鈦鐵礦；脈石礦物以斜長石為主，其次是角閃石、玉髓、綠泥石、榍石和磷灰石等。

2.礦石中銅藍(lán)多呈細(xì)小的交代殘余分布在孔雀石中，少數(shù)呈團(tuán)塊狀沿脈石粒間充填?？兹甘植驾^銅藍(lán)廣泛，常呈粒度大小不一的不規(guī)則狀集合體以浸染狀的形式嵌布在脈石中，部分呈細(xì)脈狀沿裂隙充填交代?？傮w來看，礦石中以孔雀石為代表的銅礦物嵌布特征是分散程度較高、粒度較為細(xì)小、與脈石礦物之間的嵌布關(guān)系較為復(fù)雜。

3.原礦經(jīng)一次硫化浮選，兩粗一掃一精，粗選精礦和掃選精礦合在一起進(jìn)行一次精選的原則工藝流程。在銅原礦品位為1.32%，可以獲得銅精礦品位15.28%，銅回收率62.74%的精礦產(chǎn)品。

［1］ 楊磊，孫建偉.低品位氧化藍(lán)銅礦硫化浮選試驗研究［J］.新疆有色金屬，2009，（S2）：100－102.

［2］ 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.

Experimental Research on M ineral Processing of a Copper Oxide Ore from Xinjiang

JIAO Ke-cheng
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

oxide ore；copper oxide；flotation

TD923

A

1003－5540（2017）02－0010－05

2016－12－20

焦科誠（1984－），男，工程師，主要從事選礦工藝研究及礦山工程設(shè)計等工作。

Abstract：A copper oxide ore from Xinjiang contains Cu 1.32%which the oxidation rate of Cu is 100%.The experimental research indicated that using a flotation flowsheet consisting of two-stage roughing，one-stage cleaning，one-stage scavenging，and the rough concentrate combined with scavenger concentratewere in the cleaning，middling returning to the first-stage roughing operation based on processmineralogy，the copper concentrate of15.28%Cu and recovery of 62.74%can be obtained by the closed-circuit test.