某低品位細(xì)粒嵌布硫化銅礦選礦工藝研究①

張曙光，簡(jiǎn) 勝，唐 鑫，王少東

（1.昆明冶金研究院有限公司，云南 昆明650031；2.云南省選冶新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明650031；3.共伴生有色金屬資源加壓濕法冶金技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明650031）

某銅礦山從投產(chǎn)至今數(shù)年中開采出的一部分銅礦石可選性極差，其選礦廠工藝條件不能適應(yīng)該部分銅礦石的分選加工，只能暫作堆存，且每年產(chǎn)出量還在增加，造成資源閑置和環(huán)境安全隱患。本文對(duì)該部分礦石進(jìn)行了可選性研究，以期實(shí)現(xiàn)銅的有效回收。

1 礦石性質(zhì)

對(duì)原礦進(jìn)行了化學(xué)多元素分析，結(jié)果見表1。結(jié)果表明，礦石中主要有價(jià)值元素為銅、硫等，含銅0.43%、含硫7.66%。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

礦石主要構(gòu)造為脈狀構(gòu)造及星散浸染狀構(gòu)造，其中黃銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、砷黝銅礦等礦物星點(diǎn)狀分布于礦石中，礦物分布沒有方向性。礦石中金屬礦物多數(shù)具半自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)，部分具內(nèi)部裂紋結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、浸蝕結(jié)構(gòu)，少數(shù)具自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)。

經(jīng)顯微鏡下觀察、X射線衍射分析、MLA分析、電子探針分析，礦石中有硫化物、氧化物、硅酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽6類礦物存在，以硅酸鹽為主、硫化物次之，其余為氧化物等。

礦石中礦物成分及嵌布粒度見表2，銅在各主要含銅礦物中的分配見表3。由表2～3可知，銅主要以硫化銅形式存在，該礦石以回收銅為主。銅以獨(dú)立礦物形式主要賦存于黃銅礦、銅藍(lán)、輝銅礦及砷黝銅礦中。礦石中還含大量黃鐵礦。礦石中黃銅礦嵌布特征復(fù)雜，一部分浸染于脈石礦物及黃鐵礦、磁鐵礦等金屬礦物晶粒間隙中，粒度多數(shù)在0.05～0.6 mm之間，該部分黃銅礦相對(duì)容易選別；較多的黃銅礦細(xì)粒包裹于黃鐵礦、磁鐵礦及脈石礦物中，粒度在0.02～0.1 mm之間；其余黃銅礦多呈它形粒狀、塵點(diǎn)狀微?細(xì)粒包裹于脈石礦物及磁鐵礦中，部分呈纖維狀、針狀沿脈石礦物解理縫交代脈石，粒度在0.003～0.02 mm之間，該部分黃銅礦較難選別。一部分銅藍(lán)在黃銅礦、黃鐵礦邊沿形成反應(yīng)邊或交代殘余結(jié)構(gòu)，粒度多數(shù)在0.005～0.03 mm之間，其余銅藍(lán)星散浸染狀分布于脈石礦物中，粒度多數(shù)在0.003～0.015 mm之間。輝銅礦嵌布特征與銅藍(lán)相近。砷黝銅礦多數(shù)與黃鐵礦連生或沿黃鐵礦裂隙分布，少數(shù)與石英、黑云母等脈石礦物連生，粒度在0.005～0.1 mm之間。

表2 礦物成分及嵌布粒度

表3 銅在各含銅礦物中的分布率

銅礦物嵌布特征復(fù)雜，粒度不均勻且細(xì)粒、微細(xì)粒較多，合適的磨礦細(xì)度是回收銅的關(guān)鍵要素。

2 選礦試驗(yàn)

2.1 浮選工藝的選擇

硫化銅礦石的浮選主要有銅優(yōu)先浮選和銅硫混選?銅硫分離2種方案［1-5］。在對(duì)該礦樣進(jìn)行銅優(yōu)先浮選探索試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)原礦磨礦后的礦漿呈酸性，pH＝5，浮選時(shí)需要添加大量石灰才能有效抑制黃鐵礦；在磨礦細(xì)度-0.074 mm粒級(jí)占70%條件下，粗掃選作業(yè)銅回收率只有60%左右，說(shuō)明銅礦物單體解離度較低。因此，擬對(duì)該礦樣采用銅硫混選?銅硫分離方案開展試驗(yàn)研究，試驗(yàn)原則流程見圖1。

圖1 試驗(yàn)原則流程

2.2 浮選條件試驗(yàn)

2.2.1 捕收劑種類試驗(yàn)

按照?qǐng)D1所示流程，在起泡劑24K用量50+20 g／t條件下，采用乙基黃藥、丁基黃藥、戊基黃藥、乙硫氮、Z?200、KMY?2（自主研發(fā)的新藥劑，以幾種酯類捕收劑復(fù)配而成）進(jìn)行了捕收劑種類試驗(yàn)，捕收劑用量為60+30 g／t，結(jié)果見圖2。結(jié)果表明，捕收劑丁基黃藥、戊基黃藥、Z?200、YMY?2捕收能力較強(qiáng)，其中KMY?2選擇性稍好。選擇KMY?2作捕收劑進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖2 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 捕收劑用量試驗(yàn)

按圖1所示流程，在起泡劑24K用量50+20 g／t條件下，進(jìn)行了捕收劑KMY?2用量試驗(yàn)，其中掃選捕收劑用量為粗選捕收劑用量的一半，結(jié)果見圖3。結(jié)果表明，隨著捕收劑用量增加，銅回收率增加，銅品位降低。選擇KMY?2用量粗選60 g／t、掃選30 g／t。

圖3 粗選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

2.2.3 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

采用石灰作為硫鐵礦抑制劑，對(duì)銅粗精礦進(jìn)行銅硫分離。原礦工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，銅礦物嵌布粒度細(xì)，且與黃鐵礦等其他硫化礦物復(fù)雜共生。為了實(shí)現(xiàn)銅礦物與其他硫化礦物的單體解離及浮選分離，進(jìn)行了銅粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖4，結(jié)果見圖5。結(jié)果表明，隨著再磨細(xì)度增加，銅回收率增加，銅品位降低，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.020 mm粒級(jí)占80%后，再增加細(xì)度，銅回收率提高不明顯。選擇再磨細(xì)度-0.020 mm粒級(jí)占80%。

圖4 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)流程

圖5 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.2.4 銅硫分離脈石抑制劑種類試驗(yàn)為了獲得合格品位的銅精礦、降低再磨后細(xì)粒脈石對(duì)銅礦物浮選的影響，在銅硫分離粗選及精選作業(yè)中添加脈石抑制劑進(jìn)行試驗(yàn)。抑制劑采用常用的無(wú)機(jī)

藥劑水玻璃、六偏磷酸鈉，有機(jī)抑制劑糊精、羧甲基纖維素（CMC）、瓜爾膠、HD?1、HD?2（其中HD?1和HD?2為自主研發(fā)的復(fù)配抑制劑），對(duì)各抑制劑分別進(jìn)行了用量試驗(yàn)，然后選取各抑制劑最佳用量條件下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果見圖6。結(jié)果表明，使用HD?2作抑制劑可以獲得銅品位高于20%且回收率較高的銅精礦。選擇HD?2為銅粗精礦再磨再選時(shí)的脈石抑制劑。

圖6 銅硫分離脈石抑制劑種類試驗(yàn)結(jié)果

2.2.5 脈石抑制劑HD?2用量試驗(yàn)

進(jìn)行了脈石抑制劑HD?2用量試驗(yàn)，結(jié)果見圖7。結(jié)果表明，首先隨著HD?2用量增加，銅精礦品位、回收率均增加；當(dāng)HD?2用量大于400 g／t后，銅回收率降低，HD?2用量大于800 g／t后，銅品位也降低，說(shuō)明過量的脈石抑制劑會(huì)對(duì)銅礦物產(chǎn)生抑制。選擇HD?2用量400 g／t。

圖7 脈石抑制劑HD?2用量試驗(yàn)結(jié)果

2.3 閉路試驗(yàn)

條件試驗(yàn)確定較佳的工藝參數(shù)后，模擬連續(xù)生產(chǎn)過程進(jìn)行了閉路試驗(yàn)。為了考察銅粗精礦再磨細(xì)度對(duì)指標(biāo)的影響，進(jìn)行了-0.020 mm粒級(jí)含量70%和80%的2種磨礦細(xì)度下的閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖8，結(jié)果見表4。結(jié)果表明，再磨細(xì)度越細(xì)，尾礦2中銅損失越小，銅精礦銅品位及回收率越高，再磨細(xì)度-0.020 mm粒級(jí)占80%時(shí)，銅精礦品位23.32%、回收率78.45%，銅在尾礦2中損失率為11.65%。銅在尾礦2、尾礦1中的損失情況與原礦工藝礦物學(xué)研究結(jié)果顯示的銅礦物部分細(xì)粒、微細(xì)粒嵌布及銅礦物復(fù)雜嵌布特征相一致。

圖8 閉路試驗(yàn)流程

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 語(yǔ)

1）試驗(yàn)銅礦石樣品含銅0.43%、含硫7.66%，銅主要賦存于黃銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)及少量砷黝銅礦中，銅礦物嵌布特征復(fù)雜，粒度不均勻且細(xì)粒、微細(xì)粒含量較多。

2）根據(jù)該銅礦石中銅礦物嵌布特征，選擇采用銅硫混浮?再磨?銅硫分離方案開展了試驗(yàn)研究，閉路試驗(yàn)獲得的銅精礦銅品位23.32%、回收率78.45%。

3）再磨?銅硫分離作業(yè)使用脈石抑制劑HD?2，可有效降低細(xì)粒脈石對(duì)銅礦物浮選的影響，確保獲得合格品位的銅精礦。