納米比亞某含銀硫化銅礦選礦試驗(yàn)研究

張益瑋，周喜軍，阮 娟，劉援軍

納米比亞某含銀硫化銅礦選礦試驗(yàn)研究

張益瑋，周喜軍，阮 娟，劉援軍

(江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，南京 210007)

納米比亞Karas礦區(qū)羅雷銅礦區(qū)的原生礦銅主要以黃銅礦、斑銅礦等硫化銅礦物形式存在，銀分別以銀黝銅礦為主的獨(dú)立銀礦物和以黃銅礦為載體的載體銀礦物形式存在，銅、銀品位分別為0.60%和3.03 g/t。浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，礦樣適當(dāng)細(xì)磨至-0.074 mm占80%，以石灰做調(diào)整劑，Z200做捕收劑，在礦漿pH值為8的條件下，可獲得銅品位22.3%，銀品位61.8 g/t的含銀銅精礦，銅、銀回收率分別為90.6%和51.8%。

有色金屬冶金；浮選；硫化銅礦；銀；回收率

納米比亞羅什皮納地區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，已發(fā)現(xiàn)羅雷銅礦、斯克皮鉛鋅礦、羅什皮納鉛銅礦及海伯超大型銅礦床等多處礦點(diǎn)，是納米比亞重要的銅礦產(chǎn)地之一。其中的羅雷銅礦和海伯銅礦具有明顯的斑巖型成礦特征，適合于大規(guī)模、機(jī)械化開采利用[1]。

以羅雷銅礦為例，礦區(qū)礦石類型有兩種：一種為氧化礦石，礦石礦物以孔雀石、藍(lán)銅礦為主，含有少量的黃鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦，局部含有輝鉬礦，呈薄膜狀、微細(xì)脈狀產(chǎn)在花崗閃長(zhǎng)巖體及少量石英脈的裂隙內(nèi)，主要分布于近地表0～1 m范圍內(nèi)；另一種為原生礦石，分布于所有鉆孔及地表局部地段，礦石礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、黃鐵礦、輝鉬礦及少量的磁鐵礦，呈微細(xì)粒狀、浸染狀、團(tuán)塊狀、細(xì)脈浸染狀存在于花崗閃長(zhǎng)巖體及花崗巖體內(nèi)[2]。

對(duì)于伴生銀的硫化銅礦，由于硫化礦的天然可浮性較好，因此普遍采用浮選法回收。在浮選流程結(jié)構(gòu)選擇上包括混合浮選[3]和優(yōu)先浮選[4]兩種。羅雷銅礦的原生礦石具有更高的工業(yè)利用價(jià)值，考慮到礦石中銅是最主要的有價(jià)元素，各工藝參數(shù)應(yīng)盡可能滿足銅的回收條件。

本研究采用更有利于獲得合格銅精礦的優(yōu)先浮選流程。在浮選過程中，各工藝參數(shù)在保證銅高效回收的同時(shí)，也需密切關(guān)注伴生銀礦物的富集趨勢(shì)，盡可能實(shí)現(xiàn)銀資源的綜合利用[5-6]，為開發(fā)相關(guān)礦產(chǎn)資源提供借鑒。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)用礦石取自納米比亞Karas礦區(qū)羅雷銅礦，主要元素分析結(jié)果見表1，銅物相分析結(jié)果列于表2，銀元素進(jìn)行了賦存狀態(tài)查定結(jié)果見表3。

表1 礦石主要元素分析結(jié)果

Tab.1 Analysis results of main elements of ore

表2 銅物相分析結(jié)果

Tab.2 Copper phase analysis results

表3 銀賦存狀態(tài)查定結(jié)果

Tab.3 Determination results of occurrence state of silver

由表1可見，原礦含銅0.60%，按照國內(nèi)銅礦床的最低開采品位要求，已經(jīng)達(dá)到了銅礦床的開采標(biāo)準(zhǔn)。此外含銀3.03 g/t，也達(dá)到了銅礦床共伴生元素的綜合利用要求，是典型的伴生銀的銅礦床。

由表2可見，羅雷銅礦中的銅主要以硫化銅形式存在，占有率達(dá)到了88%。經(jīng)鏡下鑒定發(fā)現(xiàn)，銅礦物主要為黃銅礦，其次為斑銅礦，兩者的回收優(yōu)劣直接決定了銅回收效率。

表3數(shù)據(jù)顯示，礦石中存在以銀黝銅礦為主的獨(dú)立銀礦物，分配率占32%；此外以黃銅礦為載體的銀分配率為18%，兩者將是本礦石中銀的主要回收對(duì)象。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法

實(shí)際礦石礦樣取自納米比亞Karas礦區(qū)羅雷銅礦。用XMQ-240Ｘ90錐型球磨機(jī)磨礦，XFD系列單槽和XFG系列掛槽浮選機(jī)浮選。試驗(yàn)用水為自來水。單元試樣重500 g，磨礦濃度50%，粗選浮選槽1.5 L。浮選泡沫產(chǎn)品和槽內(nèi)產(chǎn)品分別過濾、烘干后稱重，送化驗(yàn)分析，根據(jù)分析結(jié)果計(jì)算回收率。

2 結(jié)果與討論

2.1 磨礦細(xì)度的選擇

首先考察了磨礦細(xì)度對(duì)銅、銀回收的影響，采用一粗、一掃流程，粗掃選精礦合并化驗(yàn)，藥劑制度為調(diào)整劑石灰用量為4000 g/t，捕收劑丁基黃藥用量為100 g/t，起泡劑2號(hào)油用量為40 g/t，結(jié)果如圖1所示。

圖1 磨礦細(xì)度的選擇試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的增加，銅、銀回收率均增加明顯。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%時(shí)，銅回收率已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)定值；但對(duì)于銀礦物，當(dāng)磨礦細(xì)度進(jìn)一步提高至-0.074 mm占80%時(shí)，銀收率才達(dá)到穩(wěn)定值。這主要是由于部分獨(dú)立銀礦物在適當(dāng)加大磨礦細(xì)度后，可以進(jìn)一步與脈石解離，顯示出自身的浮選行為特征。綜合考慮銅、銀的回收，選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%[7-8]。

2.2 調(diào)整劑種類的選擇及用量

在浮選前，通常需要加入調(diào)整劑調(diào)節(jié)礦漿pH值，常用的礦漿pH值調(diào)整劑包括石灰和碳酸鈉兩種[9]。為了對(duì)比兩種調(diào)整劑，進(jìn)行了石灰和碳酸鈉的用量對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程采用一粗一掃的流程結(jié)構(gòu)，粗掃選精礦合并化驗(yàn)，藥劑制度如下：磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%，加入調(diào)整劑，捕收劑選擇丁基黃藥，用量為100 g/t，起泡劑選擇2號(hào)油，用量為40 g/t，結(jié)果如圖2所示。

圖2結(jié)果表明，無論采用何種調(diào)整劑，在礦漿pH值為8左右時(shí)，銅和銀回收率分別可以達(dá)到90%和50%左右；采用石灰做調(diào)整劑時(shí)，銅、銀品位均明顯高于碳酸鈉捕收劑。這主要是由于石灰不僅有可以調(diào)節(jié)礦漿pH值的作用，而且可以有效抑制以黃鐵礦為主的硫礦物，更有利于獲得品質(zhì)較好的銅精礦。但隨著石灰用量增加，銀回收率明顯降低，這主要是由于石灰過量會(huì)抑制含銀礦物[10]。綜合考慮，石灰用量為2000 g/t。

2.3 捕收劑種類的選擇及用量

對(duì)于硫化銅礦物，常用的浮選捕收劑包括黃藥類、黑藥類和酯類。為了便于對(duì)比，分別選擇丁基黃藥、丁銨黑藥和Z200做捕收劑[11]，考察對(duì)銅浮選回收的影響。采用一粗、一掃，粗掃選精礦合并化驗(yàn)，藥劑制度為磨礦細(xì)度-0.074 mm占80%，石灰用量為2000 g/t；進(jìn)行丁基黃藥用量試驗(yàn)時(shí)，起泡劑2號(hào)油用量為40 g/t；進(jìn)行丁銨黑藥和Z200用量試驗(yàn)時(shí)，不加入起泡劑。浮選試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

(a). 丁基黃藥(Butyl xanthate);(b). 丁銨黑藥(Ammonium dibutyl dithiophosphate); (c). Z200

圖3 捕收劑種類及用量試驗(yàn)結(jié)果

Fig.3 Selection of collector types and dosage test results

圖3結(jié)果表明，對(duì)于銅，采用丁基黃藥和Z200做捕收劑時(shí)，銅回收率均可達(dá)到90%左右，明顯高于丁銨黑藥；對(duì)于銀，采用Z200做捕收劑時(shí)，銀回收率可以達(dá)到50%以上，明顯高于丁基黃藥[12]。綜合考慮，選擇對(duì)銅、銀回收均較好的Z200做捕收劑，用量為80 g/t。

2.4 全流程閉路試驗(yàn)

在上述條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定的全工藝閉路流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表4。結(jié)果表明，可以獲得銅品位22.3%、銀品位61.8 g/t的含銀銅精礦，銅、銀回收率分別為90.6%、51.8%，實(shí)現(xiàn)了礦石中銅、銀資源的綜合利用。

圖4 全工藝流程閉路試驗(yàn)

表4 全工藝流程閉路試驗(yàn)結(jié)果

Tab.4 Closed circuit test results of the whole process

3 結(jié)論

1) 納米比亞Karas礦區(qū)羅雷銅礦的原生礦石銅品位為0.60%，銀品位為3.03 g/t，其中銅主要以黃銅礦、斑銅礦等硫化銅礦物形式存在，銀分別以銀黝銅礦為主的獨(dú)立銀礦物和以黃銅礦為載體的載體銀礦物形式存在。

2) 適當(dāng)增加磨礦細(xì)度至-0.074 mm占80%，可以使部分微細(xì)粒嵌布的獨(dú)立銀礦物進(jìn)一步解離并加以回收。

3) 調(diào)整劑石灰不僅可以調(diào)節(jié)礦漿pH值，還可以有效抑制黃鐵礦，但石灰添加過量后抑制含銀礦物；與丁基黃藥和丁銨黑藥相比，Z200不僅銅回收率可以達(dá)到90%，而且銀回收率也最高，可以達(dá)到50%，捕收效果最佳。

4) 采用優(yōu)化條件進(jìn)行全工藝流程閉路試驗(yàn)，獲得了銅品位22.3%、銀品位61.8 g/t的含銀銅精礦，銅、銀回收率分別為90.6%、51.8%，實(shí)現(xiàn)了納米比亞karas礦區(qū)羅雷銅礦原生礦石中銅銀資源的綜合利用。

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Experimental study on beneficiation of a silver-bearing copper sulfide ore in Namibia

ZHANG Yi-wei, ZHOU Xi-jun, RUAN Juan, LIU Yuan-jun

(East China Mineral Exploration and Development Bureau, Nanjing 210007, China)

The primary copper ore in Roray copper mine area of Karas mining area in Namibia mainly exists in the form of copper sulfide minerals such as chalcopyrite and bornite. Silver exists in the form of independent silver minerals dominated by silver tetrahedrite and carrier silver minerals supported by chalcopyrite. The grades of copper and silver are 0.60% and 3.03 g/t, respectively. The flotation test results show that the silver-containing copper concentrate contains 22.3% of copper and 61.8 g/t of silver when the ore sample is properly ground to -0.074mm, accounting for 80%, using lime as the regulator and Z200 as a collector, under the condition of pulp pH 8, and that the recovery rates of copper and silver are 90.6% and 51.8%, respectively.

nonferrous metallurgy; flotation; copper sulphide ore; silver; recovery rate

TD925.7

A

1004-0676(2022)03-0035-05

2022-01-22

財(cái)政部、國土資源部國外礦產(chǎn)資源風(fēng)險(xiǎn)勘查專項(xiàng)“納米比亞KARAS地區(qū)EPL4234礦權(quán)區(qū)銅礦詳查”(201211BO1000115)

張益瑋，男，碩士，工程師。研究方向：境外礦權(quán)管理與開發(fā)可行性研究。E-mail：zzdzyw@foxmail.com