某難選氧化金銅礦石選礦試驗(yàn)研究

楊國(guó)成 于鴻賓 郝福來(lái) 王衡嵩

摘要：針對(duì)吉爾吉斯斯坦某難選氧化金銅礦石銅氧化率高、易泥化、銅礦物孔雀石含硅且含有大量結(jié)合銅的特性，開展了選礦試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：采用重選—重尾四次粗選、粗三粗四預(yù)選并拋尾、三次掃選、三次精選流程，可獲得金品位1 386.41 g/t的重選精礦，銅、金品位分別為23.52 %、47.15 g/t的浮選精礦，重選+浮選銅、金總回收率分別為45.71 %和71.95 %。采用礦泥分散劑CG611可有效解決易泥化脈石礦物對(duì)精礦品位的影響，活化劑CG601可有效提高銅回收率，異戊基黃藥在保證銅回收率的同時(shí)，可強(qiáng)化對(duì)金礦物的回收。研究結(jié)果可為該氧化金銅礦石資源的開發(fā)利用提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：金銅礦;氧化銅;結(jié)合銅;泥化;重選;浮選;拋尾

中圖分類號(hào)：TD952文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）12-0053-06doi：10.11792/hj20211212

引 言

氧化銅礦是自然界中重要的銅礦資源，隨著易選硫化銅礦資源的逐漸減少，難選氧化銅礦的回收利用成為礦物加工領(lǐng)域重要的研究方向。利用浮選工藝回收銅礦物是目前處理氧化銅礦石的主要方法之一，但由于氧化銅礦石具有礦物組成復(fù)雜、銅礦物嵌布粒度細(xì)、含泥質(zhì)礦物等特點(diǎn)，因此會(huì)影響浮選精礦品位和回收率[1-2]。研究[3-5]認(rèn)為：對(duì)于泥化的細(xì)粒級(jí)難選孔雀石，二烴基次磷酸是其有效的捕收劑;在碳酸鹽類氧化銅礦物的浮選中，硫醇及多硫化合物捕收劑可在銅礦物表面形成硫醇銅，穩(wěn)定地吸附于其表面，從而取得較好的回收效果;羥肟酸鹽與黃藥聯(lián)合使用，可提高結(jié)合氧化銅的回收率。另有研究[6-8]發(fā)現(xiàn)：D2、硫酸銨、8-羥基喹啉、苯并三唑作為浮選活化劑，可有效提高銅的選礦回收率。

吉爾吉斯斯坦某高氧化率氧化金銅礦石屬極難選礦石，根據(jù)前期試驗(yàn)研究結(jié)果，采用原礦酸浸銅—酸浸渣氰化浸出提金工藝，可獲得銅浸出率87.40 %、金浸出率97.01 %的試驗(yàn)指標(biāo)。但是，該工藝存在建設(shè)前期所需投資較大，酸浸銅工藝的硫酸消耗高，且在吉爾吉斯無(wú)法解決硫酸來(lái)源問(wèn)題，導(dǎo)致無(wú)法有效利用該氧化金銅礦資源。為此，本文針對(duì)該難選氧化金銅礦石特性，采用浮選工藝實(shí)現(xiàn)了金、銅的綜合回收，有效解決了浮選過(guò)程中易泥化脈石礦物對(duì)精礦品位的影響，提高了礦石的金、銅回收率，對(duì)同類礦石的開發(fā)利用具有一定的指導(dǎo)意義。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分與物相分析

吉爾吉斯斯坦某難選氧化金銅礦石中金、銅品位分別為2.41 g/t和1.30 %，鉛、鋅品位較低，二氧化硅品位為47.61 %（見表1）。礦石中自由氧化銅和結(jié)合氧化銅分別占78.46 %、19.23 %（見表2），礦石銅氧化率為97.69 %。

1.2 礦物組成

礦石中礦物組成分析結(jié)果見表3。由表3可知：礦石中金屬礦物主要為氧化鐵類礦物，以磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦和褐鐵礦形式存在，其中部分褐鐵礦中含銅;銅礦物主要以孔雀石（含硅）、硅孔雀石和綠銅礦的形式存在;脈石礦物以鈣鎂硅酸鹽礦物為主，主要為輝石和石榴石，其次為蛇紋石、滑石、綠泥石等易泥化礦物。

1.3 主要礦物工藝特征

礦石中可見部分孔雀石中含硅，且硅含量變化不定，隨著硅含量增加，孔雀石性質(zhì)趨向于硅酸鹽類銅礦物，標(biāo)準(zhǔn)孔雀石和含硅孔雀石呈摻雜分布。礦石中含有部分氧化鐵結(jié)合銅，少量為與輝石及其他脈石礦物結(jié)合銅，且銅含量高低不一，這是造成該氧化金銅礦石難選的主要原因。

礦石中金礦物粒度特征分析結(jié)果見表4。由表4可知：金礦物以-0.037 mm微細(xì)粒金為主，占70.58 %;其次為-0.074～+0.037 mm中粒金，占22.34 %;+0.074 mm粗粒金占7.08 %。礦石中金礦物以角粒狀、板片狀和麥粒狀為主，分別占36.08 %、28.27 %和12.40 %，其次為長(zhǎng)角粒狀、渾圓狀和尖角粒狀，分別占9.47 %、7.66 %和6.12 %（見表5）。礦石中粗粒金、微細(xì)粒金及渾圓狀金均會(huì)影響金礦物的浮選回收。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝驗(yàn)證試驗(yàn)

以企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程為依托，開展該難選氧化金銅礦石的驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)流程及條件見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表6。由表6可知：采用常規(guī)硫化-黃藥浮選法的試驗(yàn)指標(biāo)較差，閉路試驗(yàn)獲得的精礦銅品位為5.46 %、金品位為23.77 g/t，銅、金回收率分別為14.43 %和35.62 %。因此，對(duì)于該氧化金銅礦石，在保證精礦銅品位的同時(shí)，如何進(jìn)一步提高金、銅的浮選回收率是本次試驗(yàn)的難點(diǎn)所在。

2.2 重選試驗(yàn)

由金礦物工藝特征分析可知，該礦石中含有一定量的粗粒金和中粒金，該部分金礦物密度較大且礦石中金礦物的載體礦物較少，在浮選過(guò)程中泡沫難以攜帶粗粒金和中粒金上浮，為此開展了重選試驗(yàn)，結(jié)果見表7。由表7可知：采用重選工藝，可獲得金品位1 284.80 g/t的重選精礦，金回收率為26.69 %，重選指標(biāo)較為理想。

2.3 浮選條件試驗(yàn)

為避免粗粒金和中粒金的流失，后續(xù)浮選試驗(yàn)針對(duì)重選尾礦開展，試驗(yàn)流程見圖2。

2.3.1 磨礦細(xì)度

磨礦細(xì)度是浮選工藝的重要生產(chǎn)指標(biāo)[1-2]，有用礦物的單體解離度和球磨機(jī)能耗與磨礦細(xì)度的大小息息相關(guān)。為此，在開展其他浮選條件之前，首先考察了磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。由圖3可知：隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦銅、金回收率整體逐漸增加，銅、金品位整體先升高后降低;當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占80 %時(shí)，銅、金的回收指標(biāo)較為理想，因此確定磨礦細(xì)度-0.074 mm占80 %。

2.3.2 礦泥分散劑

由礦物組成分析結(jié)果可知，礦石中含有蛇紋石、綠泥石、滑石等脈石礦物，這部分礦物在磨礦過(guò)程中易產(chǎn)生次生礦泥，礦泥隨著浮選泡沫進(jìn)入精礦產(chǎn)品中，從而影響精礦品位。不同種類礦泥分散劑對(duì)浮選指標(biāo)的影響見圖4。

由圖4可知：添加不同種類的礦泥分散劑均可不同程度地提高粗精礦銅、金品位及回收率;使用長(zhǎng)春黃金研究院有限公司自主研發(fā)的礦泥分散劑CG611，不僅能夠改善粗精礦銅、金品位，而且能提高銅、金回收率，表明CG611有助于改善浮選環(huán)境。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了CG611用量試驗(yàn)，確定CG611用量為2 000 g/t，此時(shí)粗精礦銅、金品位及回收率最佳（見圖5）。

2.3.3 硫化劑

氧化銅礦物可通過(guò)靜電吸引將水分子極化形成牢固的呈定向排列的水化膜，從而呈現(xiàn)親水狀態(tài)，捕收劑很難通過(guò)這層水化膜作用于氧化銅礦物表面;當(dāng)?shù)V漿中添加硫化劑后，氧化銅礦物吸附HS-和S2-，呈現(xiàn)金屬硫化物性質(zhì)，從而可實(shí)現(xiàn)氧化銅礦物的回收。常用的硫化劑有硫化鈉、硫氫化鈉和多硫化鈉，試驗(yàn)考察了這3種硫化劑（用量均為3 000 g/t）對(duì)浮選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖6。由圖6可知：硫氫化鈉的硫化浮選效果優(yōu)于其他2種硫化劑。后續(xù)試驗(yàn)確定硫氫化鈉用量為3 000 g/t，此時(shí)金和銅的回收效果最佳（見圖7）。

2.3.4 活化劑

對(duì)于難選氧化銅礦石而言，采用常規(guī)硫化浮選法難以取得較好的浮選指標(biāo)，此時(shí)加入氧化銅活化劑能夠顯著改善浮選效果。氧化銅活化劑分為有機(jī)活化劑和無(wú)機(jī)活化劑2種，目前生產(chǎn)中已經(jīng)獲得成功應(yīng)用的活化劑包括硫酸銨、D2、咪唑、苯并三唑等，不同活化劑對(duì)浮選指標(biāo)的影響見圖8。

由圖8可知：不同種類活化劑均能提高銅的回收指標(biāo)，而對(duì)金的回收效果影響不大，其中長(zhǎng)春黃金研究院有限公司自主研發(fā)的活化劑CG601在提高銅回收率的同時(shí)，能夠改善粗精礦銅品位。因此，確定采用CG601作為活化劑，后續(xù)用量試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

由圖9可知：隨著CG601用量的增加，金、銅的回收率逐漸升高;當(dāng)CG601用量為2 500 g/t時(shí)，回收效果較好。綜合考慮，確定CG601用量為2 500 g/t。

2.3.5 捕收劑

近年來(lái)對(duì)氧化銅礦物捕收劑的研究主要集中于螯合捕收劑，但生產(chǎn)實(shí)踐表明，目前還沒(méi)有新型捕收劑能夠完全取代黃藥類捕收劑用于工業(yè)生產(chǎn)[2]。本次試驗(yàn)研究的礦石中除銅外，還有金需要回收，為此需考察捕收劑種類對(duì)浮選指標(biāo)的影響（見圖10）。

由圖10可知：采用十二烷基磺酸鈉作為捕收劑，銅、金的回收率較高，但粗精礦銅、金品位大幅度降低;采用單一黃藥類捕收劑與組合捕收劑對(duì)銅的影響不大，但采用異戊基黃藥對(duì)金的捕收效果較好。因此，確定捕收劑采用異戊基黃藥。在此基礎(chǔ)上考察了異戊基黃藥用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖11。

由圖11可知：隨著異戊基黃藥用量的增加，粗精礦銅、金回收率逐漸提高;當(dāng)異戊基黃藥用量超過(guò)300 g/t時(shí)，粗精礦銅、金回收率變化不明顯。

2.4 閉路試驗(yàn)

在重選試驗(yàn)和浮選條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開展了閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖12，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

由表8可知：采用原礦重選—重尾四次粗選、粗三粗四預(yù)選并拋尾、三次掃選、三次精選流程，可獲得金品位1 386.41 g/t的重選精礦，銅、金品位分別為23.52 %、47.15 g/t的浮選精礦，重選+浮選銅、金總回收率分別為45.71 %和71.95 %，試驗(yàn)指標(biāo)較現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝有大幅度的提升。

3 結(jié) 論

1）吉爾吉斯斯坦某難選氧化金銅礦石中金品位2.41 g/t、銅品位1.30 %，礦石銅氧化率為97.69 %。礦石中金屬礦物以氧化鐵類礦物為主，脈石礦物以鈣鎂硅酸鹽礦物為主，含有蛇紋石、滑石、綠泥石等易泥化礦物。

2）礦石中氧化銅礦物主要以孔雀石（含硅）、硅孔雀石和綠銅礦的形式存在，孔雀石中存在含量不定的硅元素，隨著硅含量增加，孔雀石性質(zhì)趨向于硅酸鹽類銅礦物;同時(shí)還含有部分氧化鐵結(jié)合銅，少量為與輝石及其他脈石礦物結(jié)合銅，這是造成該氧化金銅礦石難選的主要原因。

3）采用礦泥分散劑CG611可有效解決易泥化脈石礦物對(duì)精礦品位的影響，活化劑CG601可有效提高銅回收率，異戊基黃藥在保證銅回收率的同時(shí)可強(qiáng)化對(duì)金礦物的回收。

4）采用重選—重尾四次粗選、粗三粗四預(yù)選并拋尾、三次掃選、三次精選流程，可獲得金品位1 386.41 g/t的重選精礦，銅、金品位分別為23.52 %、47.15 g/t的浮選精礦，重選+浮選銅、金總回收率分別為45.71 %和71.95 %。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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Experimental study on the beneficiation of a refractory oxidized gold and copper ore

Yang Guocheng1，Yu Hongbin2，Hao Fulai2，Wang Hengsong2

（1.Liaoning Erdaogou Gold Industry Co.，Ltd.;

2.Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：A refractory oxidized gold and copper ore in Kyrgyzstan has high oxidation rate of copper and is prone to sliming.The copper mineral malachite contains silicon and a large amount of bound copper.Experimental study of beneficiation based on these properties was carried out.The results show that the process of gravity separation-four times roughing gravity tailings，pre-concentration in roughing 3 and 4 and tailings removal，three times scavenging and cleaning of gravity tailings can obtain the gravity concentrates with gold grade 1 386.41 g/t，the flotation concentrates with copper grade 23.52 % and gold grade 47.15 g/t，the total copper and gold recovery rates of gravity separation+flotation are 45.71 % and 71.95 % respectively.The effect of the easily sliming gangue minerals on the concentrate grade can be effectively solved by using CG611 ore slime dispersant，the copper recovery can be effectively improved by using CG601 activator，and isoamyl xanthate can not only ensure the recovery rate of copper，but also enhance the recovery of gold minerals.The research results can provide technical references for the development of the oxidized gold copper ore resources.

Keywords：gold and copper ore;copper oxide;bound copper;sliming;gravity separation;flotation;tailings removal