云南某高碳酸鹽型含銀氧化銅礦中銅銀同步浮選實(shí)驗(yàn)

李向益，王世濤，曾茂青，樂智廣

（國(guó)土資源部三江成礦作用及資源勘查利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)土資源部 昆明礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心，云南 昆明 650218）

銅作為一種有色金屬，由于其具有一系列優(yōu)異的性能，銅及銅制品被廣泛用于電氣、輕功、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、電子、郵電、軍工等行業(yè)[1]。我國(guó)銅資源短缺，銅資源存在貧礦多、富礦少、礦石品位偏低、優(yōu)質(zhì)銅礦資源少等特點(diǎn)[2]。目前隨著銅需求日益增加，硫化銅礦資源的不斷開采利用，硫化銅礦資源量逐年減少[3]。在我國(guó)銅礦資源中，氧化銅礦資源占有重要地位，是我國(guó)銅資源的重要組成部分，除大多數(shù)硫化銅礦床上部有氧化帶外，還有儲(chǔ)量巨大的獨(dú)立氧化銅礦床[4-5]。本文以云南某地含銀氧化銅礦為研究對(duì)象，開展銅銀同步浮選實(shí)驗(yàn)研究，旨在綜合回收礦石中的銅和銀，為該地區(qū)含銀氧化銅礦資源的開發(fā)利用及生產(chǎn)實(shí)踐提供技術(shù)依據(jù)和參考。

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦化學(xué)多元素及銅物相分析

原礦化學(xué)多元素分析及銅物相分析結(jié)果見表1和表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果/%Table 1 Multi-element analysis results of the run-of-mine ore

表2 原礦銅物相分析結(jié)果Table 2 Copper phase analysis results of the raw ore

1.2 原礦礦物組成、嵌布特征及銅銀賦存狀態(tài)

礦石主要由孔雀石（1.8%）、藍(lán)銅礦（0.4%）、黃銅礦（0.1%）、白云石（77%）、石英（9%）、斜長(zhǎng)石（2.2%）、絹云母（3.6%）、方解石（2%）、褐鐵礦（1.7%）等組成。其中主要的目的礦物為孔雀石和藍(lán)銅礦。礦石中碳酸鹽含量高達(dá)79%，礦石屬于高碳酸鹽型氧化銅。

礦石中目的礦物孔雀石、藍(lán)銅礦主要呈微晶狀、粉晶狀，少數(shù)柱狀，集合體呈脈狀、不規(guī)則粒狀、放射狀，與白云石、褐鐵礦和石英等脈石礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜，其中部分目的礦物與白云石呈混染狀嵌布、細(xì)脈穿插狀連生，部分孔雀石填充于石英顆?？p隙之間。嵌布粒度在10～100 μm之間，屬微細(xì)粒至細(xì)粒嵌布，嵌布粒度較細(xì)是影響銅回收率提高的主要因素。

礦石中銅主要以獨(dú)立礦物形式賦存在孔雀石和藍(lán)銅礦中，占89%，少部分銅賦存于黃銅礦、斑銅礦等硫化銅礦物中，占2.5%，少部分賦存在硅孔雀石中，占3.5%，部分以微細(xì)粒包裹體形式賦存在白云石等脈石礦物中，占5%。

礦石中銀主要以類質(zhì)同象形式存在于孔雀石和藍(lán)銅礦等銅礦物中，占86%部分銀以微細(xì)粒包裹體形式賦存在白云石、石英及褐鐵礦等脈石礦物中，占13%，極少量的銀以輝銀礦形式包裹于孔雀石中。因此銀主要是賦存或者包裹于銅礦物中，可以通過浮選回收氧化銅礦物從而達(dá)到銀的同步回收。

2 浮選實(shí)驗(yàn)研究

2.1 選礦工藝的選擇

氧化銅礦的選礦工藝最常見的主要是硫化-黃藥浮選和濕法浸出工藝。由于礦石中不僅有銅，還有較高品位的銀，同時(shí)礦石中白云石、方解石等碳酸鹽礦物高達(dá)79%，采用濕法浸出工藝成本較高，也不利于礦石中銀的回收。因此宜采用硫化-黃藥浮選工藝回收礦石中的銅和銀。通過大量預(yù)先探索實(shí)驗(yàn)，初步確定硫化劑為硫化鈉，硫化鈉添加方式為加入磨機(jī)，活化劑為B-135，捕收劑為戊基黃藥。

2.2 磨礦細(xì)度條件實(shí)驗(yàn)

礦物單體解離是實(shí)現(xiàn)礦石中氧化銅礦物與脈石礦物浮選分離的基礎(chǔ)，也是浮選過程中取得良好浮選指標(biāo)的關(guān)鍵。因此，確定合適的磨礦細(xì)度至關(guān)重要。在其他條件固定不變的情況下，研究磨礦細(xì)度為-74 μm 含量對(duì)銅銀浮選指標(biāo)的影響，實(shí)驗(yàn)流程見圖1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖1 條件實(shí)驗(yàn)流程Fig.1 Conditional test flowsheet

圖2 磨礦細(xì)度對(duì)銅銀精礦中銅、銀指標(biāo)的影響Fig.2 Effects of grinding fineness on the index of copper and silver in copper and silver concentrate

由圖2 可知，當(dāng)磨礦細(xì)度從-74 μm 含量65%到95%變化時(shí)，銅銀精礦銅品位變化不大，銀品位略微有所提高，銅和銀的回收率均是先提高后降低。綜合銅銀精礦中銅、銀的品位和回收率考慮，合適的磨礦細(xì)度為-74 μm 含量為85%。

2.3 粗選條件實(shí)驗(yàn)

粗選條件主要優(yōu)化硫化劑硫化鈉用量、活化劑B-135 用量和捕收劑種類和用量，研究其對(duì)粗選銅粗精礦指標(biāo)的影響效果。

2.3.1 硫化鈉用量

硫化鈉對(duì)氧化銅礦物具有良好的硫化作用，是氧化銅礦硫化—黃藥浮選工藝中常用的硫化劑。在磨礦細(xì)度為-74 μm 含量85%，活化劑B-135 用量1500 g/t，捕收劑戊基黃藥用量250 g/t 的條件下，對(duì)硫化劑硫化鈉用量進(jìn)行條件實(shí)驗(yàn)，考查硫化鈉用量對(duì)粗選銅銀粗精礦指標(biāo)的影響，實(shí)驗(yàn)流程見圖1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 硫化鈉用量對(duì)銅銀粗選浮選指標(biāo)的影響Fig.3 Effects of sodium sulfide dosage on the index of copper and silver roughing Ⅰ

當(dāng)硫化鈉用量從1250 g/t 逐步增加到2000 g/t，粗選銅銀粗精礦Cu 和Ag 品位呈現(xiàn)先降低后略微升高的趨勢(shì)，而回收率則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。因此粗選硫化劑硫化鈉用量為1500 g/t。

2.3.2 活化劑B-135 用量

B135 是氧化銅礦的活化劑，在有硫化鈉存在的條件下，其活化效果更好。在磨礦細(xì)度為-74 μm含量85%，硫化鈉用量1500 g/t，捕收劑戊基黃藥用量250 g/t 的條件下，對(duì)活化劑B-135 用量進(jìn)行條件實(shí)驗(yàn)，考查B-135 用量對(duì)粗選銅銀粗精礦指標(biāo)的影響，實(shí)驗(yàn)流程見圖1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 B-135 用量對(duì)銅銀粗選浮選指標(biāo)的影響Fig.4 Effects of B-135 dosage on the index of coppe rand silver roughing Ⅰ

隨著活化劑B-135 用量增加，粗選銅銀粗精礦Cu 和Ag 品位呈現(xiàn)先降低趨勢(shì)，而回收率則呈現(xiàn)先升高后穩(wěn)定的趨勢(shì)。因此粗選活化劑B-135用量為1500 g/t。

2.3.3 捕收劑種類

氧化銅硫化-黃藥浮選工藝中，常見的捕收劑有丁基黃藥和戊基黃藥等。浮選銅的同時(shí)兼顧銀的回收，因此考查不同種類的黃藥對(duì)粗選銅銀浮選效果的影響，在磨礦細(xì)度為-74 μm 85%，硫化鈉用量1500 g/t，活化劑B-135 用量1500 g/t，捕收劑用量均為250 g/t 的條件下，對(duì)比丁基黃藥、戊基黃藥、541 黃藥和高效黃藥對(duì)粗選銅銀粗精礦指標(biāo)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5 可知，幾種捕收劑中對(duì)粗選銅銀同步浮選效果較好的為戊基黃藥。因此采用戊基黃藥作為該含銀氧化銅礦的捕收劑。

圖5 不同捕收劑對(duì)銅銀粗選浮選指標(biāo)的影響Fig.5 Effects of different collectors on the index of copper and silver roughingⅠ

2.3.4 捕收劑戊基黃藥用量

通過捕收劑種類實(shí)驗(yàn)確定了含銀氧化銅礦銅銀同步浮選的捕收劑為戊基黃藥。為了獲得較佳的戊基黃藥用量，對(duì)戊基黃藥用量進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，考查不同戊基黃藥用量對(duì)粗選銅銀浮選效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 戊基黃藥用量對(duì)銅銀粗選效果的影響Fig.6 Effects of sodium isoamylxanthate dosage on the index of copper and silver roughingⅠ

隨著捕收劑戊基黃藥用量從150 g/t 增加到300 g/t，粗選銅銀粗精礦Cu 和Ag 品位呈現(xiàn)先降低趨勢(shì)，而回收率則呈現(xiàn)明顯升高后穩(wěn)定的趨勢(shì)。因此粗選捕收劑戊基黃藥用量為250 g/t。

2.4 閉路流程實(shí)驗(yàn)

通過磨礦細(xì)度、粗選浮選條件實(shí)驗(yàn)研究，確定了較佳的磨礦細(xì)度-74 μm 85%，粗選硫化鈉用量1500 g/t、活化劑B-135 用量1500 g/t，捕收劑為戊基黃藥，其用量250 g/t。浮選流程結(jié)構(gòu)為“兩次粗選兩次精選三次掃選”。浮選開路實(shí)驗(yàn)可得到銅銀精礦Cu 品位23.61%，Cu 回收率為61.03%，Ag 品位 1168 g/t，Ag 回收率69.48%的選礦指標(biāo)。在磨礦細(xì)度、粗選浮選條件實(shí)驗(yàn)和開路實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行浮選閉路流程實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)流程見圖7，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 閉路流程實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of the close-circuit test

圖7 浮選閉路實(shí)驗(yàn)流程Fig.7 Process flowsheet of the close-circuit test

由表2 可知，云南某高碳酸鹽型含銀氧化銅礦經(jīng)銅銀同步浮選閉路實(shí)驗(yàn)流程選別后，獲得銅銀精礦Cu 品位22.03%，Cu 回收率為71.69%，Ag品位 1095 g/t，Ag 回收率81.90%的技術(shù)指標(biāo)。銅銀精礦達(dá)到了商品精礦的質(zhì)量要求。礦石中的銅和銀均得到較好的綜合回收。

閉路實(shí)驗(yàn)銅銀精礦中Cu 和Ag 回收率較低，主要是因?yàn)榈V石中主要氧化銅礦物孔雀石和藍(lán)銅礦呈微晶狀、粉晶狀，與白云石等脈石礦物呈混染狀嵌布、細(xì)脈穿插狀連生，嵌布關(guān)系復(fù)雜，嵌布粒度較細(xì)導(dǎo)致，部分銅難以回收，而銀又主要是賦存在銅礦物中，部分銅礦物的損失從而影響銀的回收率提高。

3 結(jié) 論

（1）云南某銅礦屬于高碳酸鹽型含銀氧化銅礦。礦石品位為Cu 1.38%、Ag 60.16 g/t，含CaO 25.90%、MgO 18.51%。原礦中銅氧化率95.73%。礦石中銅主要賦存在孔雀石和藍(lán)銅礦中。礦石中銀主要以類質(zhì)同象形式存在于孔雀石和藍(lán)銅礦等銅礦物中。

（2）礦石中目的礦物孔雀石和藍(lán)銅礦呈微晶狀、粉晶狀，與白云石、石英等脈石礦物呈混染狀嵌布、細(xì)脈穿插狀連生，嵌布粒度在10～100 μm，屬微細(xì)粒至細(xì)粒嵌布。

（3）在較佳的浮選工藝條件下，原礦經(jīng)銅銀同步浮選閉路實(shí)驗(yàn)流程可獲得銅銀精礦Cu 品位22.03%，Ag 品位 1 095 g/t，Cu 回收率為71.69%，Ag 回收率81.90%的技術(shù)指標(biāo)。通過銅銀同步浮選，礦石中的銅和銀得到較好的綜合回收。

（4）銅銀精礦銅和銀回收率較低的主要原因是目的礦物孔雀石和藍(lán)銅礦呈微晶狀、粉晶狀，與白云石等脈石礦物呈混染狀嵌布、細(xì)脈穿插狀連生，嵌布關(guān)系復(fù)雜，嵌布粒度較細(xì)，導(dǎo)致磨礦過程中礦物單體難以充分解離，部分銅難以回收，而銀又主要是賦存在銅礦物中，部分銅礦物的損失從而影響銀的回收率提高。

（5）實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果為云南某地含銀氧化銅礦的開發(fā)利用及生產(chǎn)實(shí)踐提供技術(shù)依據(jù)和參考。