青海某含銀低品位銅礦石選礦工藝試驗研究

常 征，熊 馨，霸慧文

(1.青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心； 2.青海省自然資源博物館)

隨著世界經(jīng)濟全球化進程的加快，多金屬礦開采業(yè)競爭愈演愈烈，銅鉛鋅礦相關(guān)選礦工藝技術(shù)的研究和開發(fā)顯得尤為重要[1]。中國銅鉛鋅礦資源總量大，但人均占有量低。銅鉛鋅礦資源的特點為貧礦多、富礦少，礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物組成復(fù)雜，共伴生礦床多，單一礦床少，開發(fā)利用難度大[2]。青海某含銀低品位銅礦隨著勘查工作的深入，銀品位逐漸增大，銅、鉛、鋅等多金屬元素含量有所降低。礦石礦物主要為黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、黝銅礦，微量方鉛礦、閃鋅礦。銀主要以微細粒狀態(tài)分布在金屬礦物中。根據(jù)礦石性質(zhì)，本次試驗研究進行了不同浮選流程對比，旨在確定礦石的可選性能和合理的選冶工藝流程，從而獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟指標，為該礦石及類似礦石的開發(fā)利用提供參考。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及礦物組成

青海某含銀低品位銅礦是一個以碎裂矽卡巖為容礦巖石，以矽卡巖為基體巖石的碎裂矽卡巖型富硫化物銀銅礦，礦石弱氧化。礦石中銀品位175 g/t，是主要回收有價元素。礦石中礦石礦物相對含量為47.8 %，其中黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦合計占礦石礦物總量的3.1 %，黃鐵礦、毒砂合計占礦石礦物總量的94.4 %，次生氧化物占礦石礦物總量的2.5 %;脈石礦物相對含量為52.2 %。礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 礦石化學(xué)成分分析結(jié)果

1.2 銀礦物嵌布特征

銀物相分析結(jié)果見表2。

表2 銀物相分析結(jié)果

從表2可以看出：礦石中銀主要為硫化銀，分布率為86.62 %，主要以超顯微形式分散在礦物中，粒度微細。此外，石英等脈石礦物包裹銀分布率為10.01 %，如果細磨后銀單體解離，這部分銀即可回收。

銀的載體礦物：樣品中僅見到2粒銀金礦，1粒暴露于氧化的褐鐵礦中，粒徑0.008 mm×0.010 mm；1粒以單體解離礦物出現(xiàn)，粒徑小于0.004 mm。

對原礦樣品和選出的精礦進行電子探針波譜分析，結(jié)果顯示：方鉛礦普遍為高含銀礦物，裂隙方鉛礦、團塊狀方鉛礦和黃鐵礦顆粒之間的方鉛礦均含銀，品位均在1.4 %以上，可以認為銀以固溶體的形式存在于方鉛礦中。

1.3 其他主要礦石礦物嵌布特征

1)黃銅礦：相對含量1.3 %。其中，細粒黃銅礦相對含量1.0 %，主要分布于黃鐵礦的裂隙和重結(jié)晶的黃鐵礦顆粒之間，粒徑一般小于0.048 mm，大多數(shù)與黃鐵礦連生，解離難度和分選難度均較大;部分黃銅礦被銅藍和斑銅礦交代。粗粒黃銅礦屬于易解離和分選的礦物，但含量較少，使黃銅礦的富集難度加大。

2)方鉛礦：相對含量1.0 %。方鉛礦多以充填微細裂隙的微粒集合體為主，也可見到方鉛礦和黝銅礦共生。

3)閃鋅礦：相對含量0.1 %。呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，團塊狀集合體，閃鋅礦中的黃銅礦包裹體較多，包裹體粒徑小于0.02 mm；閃鋅礦中的包裹體對產(chǎn)品品位影響較大。除了包裹體以外，大部分閃鋅礦易解離和分選，但閃鋅礦相對含量只有0.1 %，因此將其作為獨立礦石礦物選出的難度大。

4)黃鐵礦：相對含量41.1 %。其以碎粒結(jié)構(gòu)和碎粒重結(jié)晶結(jié)構(gòu)為主，分為粗粒黃鐵礦、碎粒黃鐵礦、重結(jié)晶黃鐵礦3種不同的結(jié)構(gòu)特征。粗粒黃鐵礦和毒砂共生且為早期形成，以交代碎粒透閃石和碎粒碳酸鹽礦物為主。早期黃鐵礦中的動力裂隙，是后期黃銅礦、斑銅礦的主要賦存空間，具有碎粒重結(jié)晶結(jié)構(gòu)的黃鐵礦與黃銅礦、黝銅礦的關(guān)系十分密切。

5)毒砂：相對含量3.0 %。毒砂是和黃鐵礦共生的礦物之一，也是早期形成的主要硫化礦物，以碎粒集合體、微細粒集合體2種形式產(chǎn)出。毒砂碎粒集合體中，可見到破碎顆粒之間分布有黃銅礦和方鉛礦。

2 選礦試驗結(jié)果與討論

2.1 搖床重選探索試驗

原礦中銅、鉛、鋅含量較低，目的礦物主要為銀。通過鑒定可知，部分銀與方鉛礦的關(guān)系密切，大部分銀以超顯微形式分散在礦物中或被礦物包裹，因此在分選中要想獲得好的指標，一是要盡量將銀的載體礦物方鉛礦選出，二是要充分單體解離，使銀礦物單體暴露。由于銀及方鉛礦、黃銅礦等礦物密度較大，可采用重選法進行分選。首先，采用一段粗選—粗精礦再選工藝流程進行搖床重選探索試驗，試驗結(jié)果見表3。

表3 搖床重選探索試驗結(jié)果

從表3可以看出:無論粗磨還是細磨，重選尾礦中銀品位仍然很高，精礦銀品位較低，分選效果差，也證明了礦石中銀礦物嵌布粒度太細，不適宜用重選法選別。后續(xù)進行了浮選工藝探索。

2.2 浮選試驗流程選擇

多金屬硫化礦的浮選分離工藝主要有優(yōu)先浮選、混合—優(yōu)先浮選、部分混合浮選、等可浮浮選等。銅、鉛、鋅硫化礦在浮選時由于可浮性相近、礦物間致密共生、嵌布粒度較細且不均勻,相互鑲嵌，形成各種結(jié)構(gòu)構(gòu)造，磨礦過程中難以達到單體解離，容易造成有用礦物品位不高、回收率偏低等問題，屬難選礦石[3-5]。

根據(jù)礦石性質(zhì)，可采用混合浮選和優(yōu)先浮選2種工藝流程?；旌细∵x：即銀銅硫礦物混合浮選再分離，先將所有礦石礦物浮出，拋除52.2 %的脈石礦物，粗精礦再進行分離；對選礦廠來說，該工藝可節(jié)省磨礦費用，其不利之處是加大了粗精礦的分離難度，精礦之間互含程度可能較高。優(yōu)先浮選：優(yōu)先浮選含銀銅礦物，再選含硫礦物。

2.3 磨礦細度

選礦過程中適宜的磨礦細度非常重要，既要達到礦物之間單體解離，又要防止過磨產(chǎn)生泥化使分選效果變差。混合浮選和優(yōu)先浮選磨礦細度試驗結(jié)果分別見表4、表5。

表4 混合浮選磨礦細度試驗結(jié)果

表5 優(yōu)先浮選磨礦細度試驗結(jié)果

從表4、表5可以看出:在相同磨礦細度下，混合浮選銀、銅的回收率優(yōu)于優(yōu)先浮選。

2.4 混合浮選條件試驗

2.4.1 二段磨礦細度

混合浮選得到的混合精礦中含有黃鐵礦、毒砂等硫化礦物，為了提高銀精礦品位，必須將硫、砷分離。由于混合精礦粒度較粗，含有大量的連生體，為了使銀礦物充分裸露，混合精礦需細磨，以達到礦物盡可能單體解離，并避免過磨。選定一段磨礦細度-0.074 mm 占70 %，二段磨礦細度試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表6。

圖1 二段磨礦細度試驗流程

表6 二段磨礦細度試驗結(jié)果

從表6可以看出：隨著二段磨礦細度的增加，銀精礦中銀、銅回收率呈上升趨勢，銀精礦中砷品位有所下降；說明細磨后，被礦物包裹的銀礦物裸露出來，經(jīng)過選擇性捕收，品位得到提高，有害元素砷含量降低。綜合考慮，適宜的二段磨礦細度為-0.043 mm占90 %。

2.4.2 其他條件

試驗進行了捕收劑、抑制劑種類及用量等條件試驗。試驗最終采用丁基黃藥+丁銨黑藥+乙硫氮3種 藥劑作為組合捕收劑，確定粗選一3種藥劑用量分別為50 g/t、20 g/t、20 g/t；分離作業(yè)抑制劑亞硫酸鈉用量2 500～3 500 g/t，腐植酸鈉用量600 g/t。

2.4.3 混合浮選閉路試驗

在獲得的最佳條件基礎(chǔ)上，進行了混合浮選閉路試驗，試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表7。從表7可以看出：原礦經(jīng)過三次粗選、一次精選得到銅銀硫混合精礦，混合精礦磨至-0.043 mm占90 %后分離銀硫，得到的銀精礦銀品位3 882.0 g/t、銀回收率82.32 %，銀精礦含銅10.43 %、銅回收率67.94 %。

圖2 混合浮選閉路試驗流程

表7 混合浮選閉路試驗結(jié)果

2.5 優(yōu)先浮選試驗

銀銅礦物優(yōu)先浮選進行了磨礦細度、砷硫抑制劑、捕收劑等條件試驗，最終選定磨礦細度-0.074 mm占90 %，砷硫抑制劑石灰用量5 000 g/t，組合捕收劑丁基黃藥、乙硫氮、丁銨黑藥用量20 g/t、20 g/t、10 g/t。此外，為了加強對砷的抑制，選擇亞硫酸鈉與腐植酸鈉組合用藥，用量2 500 g/t+500 g/t。按照最優(yōu)條件進行優(yōu)先浮選閉路試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見表8。

圖3 優(yōu)先浮選閉路試驗流程

表8 優(yōu)先浮選閉路試驗結(jié)果

從表8可以看出：在磨礦細度-0.074 mm占90 % 條件下，經(jīng)過一次粗選、二次掃選、三次精選優(yōu)先浮選流程選別，獲得的銀精礦銀品位4 566.0 g/t、銀回收率80.82 %，銀精礦含銅11.35 %、銅回收率66.02 %。

2.6 流程對比

根據(jù)混合浮選、優(yōu)先浮選試驗結(jié)果，混合浮選流程與優(yōu)先浮選流程相比，銀回收率高1.50百分點，銅回收率高1.92百分點，混合浮選流程一段磨礦細度-0.074 mm占70 %，并提前拋除52.2 %的尾礦，雖然混合精礦需進行二段磨礦分離銀硫，但優(yōu)先浮選磨礦細度-0.074 mm占90 %，同樣需要二段磨礦，且磨礦量為全部入選礦量，磨礦費用相對偏高。因此，通過對比，推薦原礦采用混合浮選，混合精礦二段磨礦分離銀硫工藝流程。

3 結(jié) 論

1)青海某含銀低品位銅礦石中礦石礦物主要是黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦。礦石中可回收礦物主要為硫化銀，分布率86.62 %，以超顯微形式分散在礦物中。

2)原礦混合浮選流程一段磨礦細度-0.074 mm占70 %，經(jīng)三次粗選、一次精選獲得銅銀硫混合精礦，混合精礦二段磨礦細度-0.043 mm占90 %。分離銀硫后獲得的銀精礦銀品位3 882.0 g/t、銀回收率82.32 %，銀精礦含銅10.43 %、銅回收率67.94 %。

3)在磨礦細度-0.074 mm占90 %條件下，經(jīng)過一次粗選、二次掃選、三次精選優(yōu)先浮選銅銀，獲得的銀精礦銀品位4 566.0 g/t、銀回收率80.82 %，銀精礦含銅11.35 %、銅回收率66.02 %。

4)混合浮選流程與優(yōu)先浮選流程相比，銀回收率提高了1.50百分點，銅回收率提高了1.92百分點，且混合浮選可提前拋除52.2 %的尾礦。綜合考慮磨礦成本，推薦原礦采用混合浮選，混合精礦二段磨礦分離銀硫工藝流程。