云南某含泥硫化銅礦選礦試驗研究

張自江，李自剛，李 輝

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石組成

銅是目前人類最早發(fā)現(xiàn)和使用的金屬之一，因其導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率好、抗腐蝕能力強、抗拉強度和疲勞強度高等優(yōu)點，被廣泛的應(yīng)用于電氣、機械、化工、國防等工業(yè)部門[1]。目前工業(yè)上冶煉用銅原料主要來自硫化銅礦和氧化銅礦，其中硫化銅包括黃銅礦、輝銅礦、銅藍、砷黝銅礦等[2]。本文對云南某硫化銅礦進行礦石性質(zhì)研究和選礦試驗研究，為該礦石的回收利用提供合理的選礦流程和工藝參數(shù)。原礦化學(xué)多元素分析、銅礦物物相分析和礦物組成及含量分析結(jié)果分別見表1、表2和表3，原礦XRD分析結(jié)果見圖1。

表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果（WB/%）

表2 原礦銅礦物物相分析結(jié)果（WB/%）

表3 原礦礦物組成（WB/%）

圖1 原礦的XRD

由表1原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果可知，該試驗原料中主要有價回收組分為Cu和Fe，貴金屬Ag的含量僅為12g/t，礦石性質(zhì)研究Ag在礦石中分散存在導(dǎo)致沒有回收利用價值，SiO2的含量最高為主要的脈石元素。經(jīng)過銅礦物物相和分析可知，Cu主要是以硫化銅的形式在礦石中賦存，由此可知利用浮選工藝進行銅礦的回收。此外，對浮選工藝有害的元素As的含量和0.01%，這對該原料后期的浮選工藝較為有利，同時原礦中還含有黃鐵礦，為了得到合格的銅精礦，在浮選過程中需要對其進行抑制。

1.2 原礦粒度組成

為了了解破碎后原礦粒度特性、Cu的金屬分布率情況以及為后續(xù)磨礦過程中磨礦粒度控制情況，利用標準泰勒套篩對原礦進行粒度篩分分析，粒度分析結(jié)果見表4。

表4 原礦粒度組成分析結(jié)果（%）

根據(jù)表4原礦粒度篩分試驗結(jié)果可知，銅的品位和分布律在粗粒級均比較高，在細粒級中的分布律較低。還可以發(fā)現(xiàn)，原礦破碎后細粒級比較多，小于0.074mm的粒級含量占到41.30%，在后續(xù)磨礦過程要注意細粒級礦石出現(xiàn)過粉碎而惡化浮選指標。

2 結(jié)果與討論

2.1 磨礦細度試驗

為了獲得較好的浮選指標，在浮選前必須對其進行磨礦處理以使有用礦物充分的解離[3]。由于原礦細粒級含量較多，同時通過顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，小于0.074mm的粒級銅礦物已基本實現(xiàn)單體解離，為防止細粒級出現(xiàn)過粉碎而惡化浮選環(huán)境和降低磨礦能耗，所以對原礦進行預(yù)先分級，大于0.074的礦粒進行磨礦，而小于0.074的礦粒直接進入浮選作用。

在抑制劑石灰用量1100g/t，捕收劑KMS用量為80g/t，起泡劑用量為30g/t的條件下，按照圖2所示的工藝流程進行磨礦細度試驗研究，試驗結(jié)果如圖3所示。

圖2 粗選條件試驗流程圖

從圖3磨礦細度試驗結(jié)果可以看出，隨著磨礦細度的不斷變細，銅精礦的品位和回收率均先提高后降低。其拐點是在磨礦細度-0.074mm含量占80%處，由此可知當(dāng)磨礦細度-0.074mm含量超過80%以后，由于已經(jīng)單體解離的礦物出現(xiàn)過粉碎導(dǎo)致回收率和品位均下降的現(xiàn)象，因此確定磨礦細度-0.074mm含量為80%時為最佳磨礦細度。

圖3 磨礦細度試驗結(jié)果

2.2 抑制劑用量試驗

在浮選過程中礦漿的pH值對礦物的表面電性和浮選藥劑的活性均具有很大的影響[4]，本實驗采用石灰調(diào)節(jié)礦漿的pH值，石灰不僅能調(diào)節(jié)礦漿的pH值，還能起到抑制黃鐵礦的作用。所以本文就不對礦漿pH調(diào)整劑的種類進行選擇性對比試驗，而直接用石灰來調(diào)節(jié)浮選礦漿的pH值和抑制黃鐵礦。在捕收劑KMS用量為80g/t，起泡劑用量為30g/t的條件下按照圖3所示流程進行石灰用量試驗研究，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 調(diào)整劑用量試驗結(jié)果

圖5 捕收劑種類試驗結(jié)果

根據(jù)圖4的實驗結(jié)果可知，隨著抑制劑用量的不斷增加，精礦品位和回收率均先升高然后降低，粗選以提高回收率為主要目的，當(dāng)氧化鈣的用量為1100g/t時，精礦的回收率開始下降，而精礦的品位下降的幅度也不大，確定氧化鈣用量1100g/t為最佳用量。

2.3 捕收劑種類試驗

捕收劑種類的選擇對浮選指標的好壞至關(guān)重要，目前硫化銅礦主要捕收劑是各類型黃藥捕收劑。為了篩選出對該礦石具有較好的捕收劑，本實驗在抑制劑石灰用量1100g/t，捕收劑用量為80g/t，起泡劑用量為30g/t，磨礦細度-0.074mm占80%的條件下對丁基黃藥、已基黃藥、戊基黃藥、MA以及自制捕收劑KM進行對比實驗，試驗結(jié)果見圖5所示。

從藥劑種類試驗結(jié)果圖5中可以看出，戊基黃藥的捕收能力最強，丁基黃藥的捕收能力次之，而自制捕收劑MKS選擇性最好，且捕收能力也比較強。綜合考慮品位和回收率選用自制藥劑KMS為捕捕收劑。

2.4 捕收劑用量試驗

捕收劑KMS的用量對浮選指標具有較強的影響，用量過低時不能使有用礦物硫化銅得到有效回收，用量過大時又會使石英等脈石礦物夾雜在銅精礦中而影響精礦品位。為得到最佳的捕收劑KMS藥劑用量，在磨礦細度-0.074mm占80%、抑制劑CaO用量為1100g/t、起泡劑用量為30g/t的條件下按圖2所示的原則流程進行試驗研究，試驗結(jié)果見圖6。

圖6 捕收劑KMS用量試驗結(jié)果

根據(jù)圖6捕收劑KMS用量試驗結(jié)果可知，銅精礦的回收率與捕收劑KMS的用量呈正相關(guān)趨勢，而銅精礦的品位隨著捕收劑KMS用量的不斷增加而先升高后降低。當(dāng)捕收劑KMS的用量為80g/t時，銅精礦品位達到最高11.33%，當(dāng)用量超過80g/t以后，因藥劑用量過大使藥劑的分選性變差而導(dǎo)致精礦的品位降低，所以捕收劑KMS的用量為80g/t時為最佳用量。

2.5 開路試驗

在上述條件探索試驗的基礎(chǔ)上，按“一粗三精兩掃”浮選流程進行開路試驗研究，試驗結(jié)果如表5所示。

表5 開路流程試驗結(jié)果

根據(jù)表5浮選開路試驗結(jié)果可知，原礦預(yù)先分級后進一粗三精兩掃的開路流程后得到品位為28.58、回收率為72.55的銅精礦。說明了該開路浮選流程可以滿足原礦浮選回收銅精礦的要求。

2.6 閉路試驗

根據(jù)開路實驗的結(jié)果，將中礦順序返回上一級浮選進行閉路實驗，以考察整體工藝流程的可行性和穩(wěn)定性[5]，試驗結(jié)果見表6所示。

表6 閉路流程試驗結(jié)果

根據(jù)閉路試驗結(jié)果可知，原礦經(jīng)預(yù)先分級后精“一粗、兩掃、三精”的閉路浮選處理后，獲得了銅精礦品位25.65%、回收率89.88%的良好指標，證明了該浮選流程和藥劑的可行性和穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

（1）云南某含泥硫化銅Cu和S的品位分別問1.82%和2.96%，銅在硫化銅中的分布律為93.06%，黝銅礦為主要載銅礦物，原礦中-0.074mm的粒級占到了413.0%，脈石礦物主要是石英、絹云母、褐鐵礦、黃鐵礦等。

（2）自配藥劑KMS的對該銅礦的選擇性比丁基黃藥、乙基黃藥和戊基黃藥的選擇性好。

（3）在以CaO為粗選抑制劑、KMS為捕收劑、2#油為起泡劑，水玻璃為精選抑制劑，磨礦細度-0.074mm占80%的條件下，原礦預(yù)先分級后經(jīng)“一粗-二掃-三精”的閉路浮選試驗后可得到品位為25.65%，回收率為89.88%的良好浮選效果，可以為該礦石的開發(fā)利用提供技術(shù)參考。