剛果（金）某礦山低品位氧化銅選礦試驗(yàn)研究

張曉峰，鐘先林，趙要鋒，田春友

（1.中色華鑫馬本德礦業(yè)有限公司，剛果（金） 盧本巴西 999059；2.中色華鑫濕法冶煉有限公司，剛果（金） 利卡西 999059）

剛果（金）銅、鈷資源豐富，隨著近幾年政局穩(wěn)定，銅、鈷資源開發(fā)出現(xiàn)井噴式發(fā)展，特別是中資企業(yè)發(fā)展迅猛，隨著高品位氧化銅礦石枯竭，采用更低品位礦石冶煉是唯一選擇。然而，該地區(qū)運(yùn)輸成本高昂，加之硫酸售價(jià)約350美元/噸～400美元/噸，冶煉企業(yè)直接采用低品位氧化銅礦為原料的方式生產(chǎn)成本較高，本文針對(duì)近年來剛果（金）冶煉發(fā)展歷程做簡(jiǎn)要介紹，介紹剛果（金）某典型低品位氧化銅浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為國內(nèi)外同行提供數(shù)據(jù)參考，更好地開發(fā)剛果（金）地區(qū)銅金屬資源[1]。

1 低品位氧化銅礦選礦意義

近20年來，當(dāng)?shù)劂~金屬冶煉大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。2002年前，當(dāng)?shù)鼗疽詺W美國家資本為主的銅金屬冶煉及礦山開發(fā)，氧化銅礦金屬品位最高可達(dá)20%以上，以火法為主。隨著高品位礦石資源消耗，氧化銅礦品位降低至5%以下，采用火法冶煉工藝企業(yè)生產(chǎn)成本增長(zhǎng)較快，企業(yè)被迫逐步關(guān)停[2]。2002年以后，中資企業(yè)開始逐步進(jìn)入該國開展銅、鈷金屬資源開發(fā)業(yè)務(wù)，形成了一批以濕法冶煉工藝為主的工廠。企業(yè)建設(shè)期設(shè)計(jì)使用氧化銅礦金屬品位為3%～5%，同樣地隨著該類型高品位礦源消耗，目前多數(shù)中、小型冶煉企業(yè)面臨自有礦山高品位氧化銅礦開采接近尾聲，市場(chǎng)上外購高品位銅礦成本較高的窘境。為了降低生產(chǎn)成本，企業(yè)逐漸向處理更低品位礦石方向上進(jìn)行技術(shù)改造。目前剛果（金）以盧本巴西-利卡西周邊為代表的冶煉企業(yè)開始對(duì)氧化銅品位2%以上的礦石進(jìn)行爭(zhēng)奪。隨著大批中資企業(yè)新建及各企業(yè)冶煉規(guī)模不斷增張，礦石資源消耗將進(jìn)一步加速。據(jù)筆者估計(jì)，10年內(nèi)該地區(qū)2%銅金屬品位以上資源將基本被消耗。因此，對(duì)更低品位氧化銅礦石，特別是針對(duì)1%氧化銅品位礦石進(jìn)行浮選處理，以較低的成本富集銅金屬品位，同時(shí)降低礦石攪拌浸出時(shí)硫酸消耗可能是解決企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展難題的一種有效方案[3]。

2 低品位氧化礦性質(zhì)及浮選工藝

本文針對(duì)剛果（金）盧本巴西市附近一座露天開采的氧化銅礦為研究對(duì)象，試驗(yàn)中選取的礦石為堆存的低品位氧化銅礦。經(jīng)物相檢測(cè)分析，試驗(yàn)礦石中孔雀石以粗粒嵌布為主，少量為細(xì)粒嵌布。試驗(yàn)礦石中銅品位為0.87%，銅氧化率為88.51%。

表1 礦石中銅物相分析結(jié)果（%）

本文選礦試驗(yàn)采用浮選方法回收礦石中氧化銅。每次單元試驗(yàn)取礦石700g，加入450ml水，磨礦濃度為60.87%，磨礦后的礦漿倒入XFG型單槽式浮選機(jī)中適當(dāng)調(diào)漿，依次加入調(diào)整劑、捕收劑、起泡劑、然后浮選。泡沫產(chǎn)品和槽內(nèi)產(chǎn)品分別是精礦和尾礦，分別烘干、稱重，制樣后化驗(yàn)品位，計(jì)算回收率。本文所選用的藥劑如下表所示。

表2 浮選試驗(yàn)所用藥劑

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

為了回收目的礦物，必須使目的礦物達(dá)到適宜的單體解離，才能有較好的分選效果，所以采用合適的磨礦細(xì)度是最為關(guān)鍵的。本次實(shí)驗(yàn)分別研究-0.075mm粒徑的碎磨礦石分別占比為65%、75%、85%、95%，分析磨礦細(xì)度對(duì)浮選效果影響。

研究結(jié)果表明，四種細(xì)度礦石經(jīng)浮選金屬回收率分 別 為43.19%、51.89%、61.73%、61.13%。當(dāng) 磨 礦 細(xì)度-0.075mm超過85%后，銅回收率有所下降?？梢娔サV細(xì)度過細(xì)，原生礦泥及因磨礦產(chǎn)生的次生礦泥惡化了浮選效果。故浮選工藝選擇磨礦細(xì)度-0.075mm占85%為宜。

3.2 水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃對(duì)礦泥有分散作用，對(duì)提高精礦中有價(jià)金屬品位有一定的效果。同時(shí)，水玻璃作為脈石的抑制劑普遍使用。由于樣品中含有較多礦泥，試驗(yàn)采用水玻璃抑制脈石礦物及分散礦泥。本文研究分別采用0g/T礦，875g/T礦，1750g/T礦，2214g/T礦的水玻璃用量進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著水玻璃用量地增加，銅品位和回收率累計(jì)逐漸提高，但當(dāng)水玻璃合計(jì)用量超過1750g/T后，銅回收率累計(jì)提高幅度較小，故浮選工藝中選擇水玻璃合計(jì)用量為1750g/t較為合適。

3.3 硫化鈉用量試驗(yàn)

由于礦石性質(zhì)為氧化銅礦石，需要硫化鈉硫化后加入捕收劑浮選。本文針對(duì)硫化鈉用量分別為500g/T礦、857g/T礦、1143g/T礦、1500g/T礦四種情況比較其金屬回收情況。

研究表明，隨著硫化鈉用量地增加，上述四種情況下精礦中銅回收率累計(jì)逐漸提高，但當(dāng)硫化鈉用量合計(jì)超過1143g/t后，銅回收率有一定幅度降低，說明當(dāng)硫化鈉用量過大時(shí)，對(duì)硫化后的氧化銅有一定的抑制作用。故浮選工藝中選擇硫化鈉用量為1143g/T礦較為合適。

3.4 捕收劑種類試驗(yàn)

針對(duì)不同類型的礦物，選擇有效的捕收劑，是獲得理想選礦技術(shù)指標(biāo)的重要前提。當(dāng)今浮選硫化礦使用較為廣泛的捕收劑仍然是黃藥、黑藥等。為加強(qiáng)樣品中銅的回收率，試驗(yàn)比較分析乙基黃藥、丁基黃藥、戊基黃藥三種藥劑對(duì)金屬回收率的影響。

采用丁基黃藥作捕收劑，浮選回收率要高于采用乙基黃藥、戊基黃藥作捕收劑，銅回收率累計(jì)達(dá)到52.47%，故浮選工藝中可選擇丁基黃藥作捕收劑。

3.5 原礦磨礦-脫泥-浮選氧化銅試驗(yàn)

由于原礦中含有大量的原生礦泥以及磨礦時(shí)產(chǎn)生的次生礦泥，故本文試驗(yàn)考查了采用藥劑脫泥后的浮選氧化銅效果。

試驗(yàn)結(jié)果表明，磨礦后浮選脫泥，礦泥脫除率為12.83%，礦泥中銅損失率累計(jì)為11.16%，精礦中銅品位累計(jì)為2.33%，銅回收率累計(jì)為61.21%。浮選脫泥后再浮選獲得的銅精礦品位并未達(dá)到預(yù)期目的，并且礦泥中銅損失率累計(jì)為11.16%，銅品位累計(jì)為0.64%。采用原礦磨礦-浮選脫泥-浮選氧化銅工藝流程指標(biāo)并不理想。

3.6 試驗(yàn)工藝流程的選擇

本文試驗(yàn)采用原礦直接磨礦浮選氧化銅，原礦磨礦后浮選脫泥-浮選氧化銅，原礦脫泥后磨礦-浮選氧化銅三種工藝流程對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，原礦直接磨礦浮選粗精礦經(jīng)過一次精選，銅精礦氧化銅品位雖然超過2.50%，但銅精礦中銅回收率仍較低，僅為57.20%。采用原礦磨礦后浮選脫泥-浮選氧化銅，礦泥脫除率為12.83%，礦泥中銅損失率累計(jì)為11.16%，銅精礦中氧化銅品位累計(jì)為2.33%，銅回收率累計(jì)為61.21%，原礦磨礦后浮選脫泥-浮選氧化銅獲得的銅精礦品位未達(dá)到2.50%目標(biāo)，并且礦泥中銅損失率累計(jì)為11.16%。采用原礦脫泥后磨礦-浮選氧化銅工藝流程試驗(yàn)指標(biāo)較好，原礦礦泥脫除率為49.22%，脫泥后獲得礦砂氧化銅中銅品位為1.38%，銅分布率為88.73%，礦砂浮選試驗(yàn)獲得銅精礦中氧化銅品位為5.12%，銅回收率為82.59%，對(duì)原礦氧化銅中銅回收率為73.28%。因此浮選工藝選擇原礦脫泥后磨礦-浮選氧化銅工藝流程具有優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)論

通過本文試驗(yàn)，簡(jiǎn)單驗(yàn)證了礦石細(xì)度、藥劑用量、藥劑選型、浮選方案等對(duì)低品位氧化銅礦石經(jīng)浮選后金屬品位富集、金屬回收率的影響。主要結(jié)論如下：①浮選工藝中選擇磨礦細(xì)度-0.075mm占85%、水玻璃合計(jì)用量為1750g/t、選擇硫化鈉用量為1143g/t礦等工藝參數(shù)較為合適，浮選工藝中可選擇丁基黃藥作捕收劑。②通過浮選試驗(yàn)驗(yàn)證，合適的浮選條件下可獲得銅精礦氧化銅中銅品位為5.12%，銅回收率為82.58%，對(duì)原礦銅回收率為73.28%，表明低品位氧化銅礦石浮選工藝具有技術(shù)開發(fā)前景。③浮選過程中，相關(guān)藥劑消耗相對(duì)硫化礦浮選較大，導(dǎo)致規(guī)模化生產(chǎn)成本較高。目前針對(duì)該地區(qū)低品位氧化礦石浮選還需要做大量工作，降低工業(yè)化生產(chǎn)成本，確保企業(yè)利潤。