國外某斑巖型銅礦石的浮選試驗(yàn)研究

魚光輝 代獻(xiàn)仁

（中鐵建銅冠投資有限公司）

目前，斑巖型銅礦石是人類社會從自然界獲取銅資源的最主要礦種之一，這類礦石普遍存在銅品位低、儲量大、可選性好等特點(diǎn)，適合大規(guī)模的開發(fā)利用［1］。

通常情況下，斑巖型銅礦石可采用階段磨礦階段浮選工藝流程處理，即粗磨后銅硫混合浮選，混合精礦再磨后抑硫浮銅［2］。工業(yè)生產(chǎn)中，常用捕收劑包括黃藥類、酯類等，起泡劑有松醇油、MIBC等，調(diào)整劑有石灰等［3-5］。

國外某大型斑巖型銅礦在投產(chǎn)初期，由于表層礦石性質(zhì)差異較大，存在部分低品位難選礦石，當(dāng)此類難選礦石配礦量較高時(shí)，往往富集比低，銅精礦銅品位僅在20%左右，不能滿足銅精礦的品質(zhì)要求。為了解決該問題，對采場各出礦點(diǎn)樣品進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究，探究了不同類型礦石的配比對銅浮選指標(biāo)的影響，為穩(wěn)定生產(chǎn)現(xiàn)場銅精礦指標(biāo)提供了依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

采場根據(jù)礦石銅品位的情況，將礦石分為3 類，高品位銅礦石（βCu＞0.7%）、中品位銅礦石（βCu=0.5%～0.7%）、低品位銅礦石（βCu=0.3%～0.5%），生產(chǎn)中通過調(diào)整高、中、低品位礦石的采出比例來調(diào)控銅精礦品位。試驗(yàn)礦樣分別取自采場4 個(gè)有代表性供礦點(diǎn)（A、B、C、D），晾干并分別破碎至2～0 mm，再配制試驗(yàn)樣。4 個(gè)代表性礦樣的主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，銅化學(xué)物相分析結(jié)果見表2。

從表1 可知，礦樣A、礦樣B、礦樣C、礦樣D 銅品位分別為0.720%、0.516%、0.497%、0.374 %，硫含量分別為3.40%、4.10%、2.70%、2.30%，各礦樣SiO2含量在61.93%～69.64%，表明礦石屬于低銅高硅硫化礦石。

從表2 可知，礦樣中的銅絕大部分為硫化銅，占總銅的94%以上，總體來說，原生硫化銅占比較高，尤其是低品位銅礦樣，次生硫化銅占比最高也僅22.08%，表明各礦樣銅品位差異較大，但氧化率均較低。進(jìn)一步的研究表明，該礦石中的主要銅礦物為斑銅礦，其次是輝銅礦，這2種銅礦物可浮性均較好。

除硫化銅礦物外，礦樣中的其他硫化礦物主要為黃鐵礦；礦樣中的脈石礦物以硅酸鹽礦物為主，包括石英、長石、方解石等。礦樣C、礦樣D 銅品位較低，但次生硫化銅含量最低，高嶺土含量較高，并存在銅礦物嵌布粒度細(xì)、礦泥多、銅硫分離難問題，屬于含泥難選銅礦石。礦樣A、礦樣B 高嶺土含量相對較低，銅礦物嵌布粒度相對較粗，屬于相對易選礦石。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)礦樣性質(zhì)的差異及選礦廠實(shí)際生產(chǎn)工藝流程，確定實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的原則流程為粗磨—銅硫混合浮選—混合粗精礦再磨—銅硫分離浮選流程。

2.1 粗選條件試驗(yàn)

條件試驗(yàn)采用控制變量法，粗選試驗(yàn)條件控制范圍參考生產(chǎn)現(xiàn)場工藝條件。試驗(yàn)用捕收劑為丁基黃藥、起泡劑為F501、調(diào)整劑為石灰，試驗(yàn)采用3次粗選流程。

2.1.1 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)固定石灰用量300 g/t（加入球磨機(jī)），混合粗選1 丁基黃藥用量35 g/t、F501 用量25 g/t，粗選2 丁基黃藥用量10 g/t、F501 用量10 g/t，粗選3 丁基黃藥用量5 g/t、F501 用量5 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

從表3 可知，在試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度范圍內(nèi)，隨著磨礦細(xì)度的提高，礦樣A、礦樣B 的混合粗精礦銅品位和銅回收率均先上升后維持在高位；礦樣C、礦樣D 的混合粗精礦銅品位和銅回收率均上升。綜合考慮，確定一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm占64%。

2.1.2 石灰用量試驗(yàn)

在銅硫混合浮選作業(yè)中，添加適量的石灰不僅可以調(diào)節(jié)礦漿的pH 值，還可以抑制礦泥對浮選的影響［6］，因此，進(jìn)行石灰用量試驗(yàn)非常必要。石灰用量試驗(yàn)一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占64%，混合粗選1丁基黃藥用量35 g/t、F501 用量25 g/t，粗選2 丁基黃藥用量10 g/t、F501用量10 g/t，粗選3丁基黃藥用量5 g/t、F501用量5 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從表4 可知，隨著石灰用量的增大，礦樣A、礦樣B 的混合粗精礦銅品位上升；銅回收率先升后降，當(dāng)石灰用量達(dá)900 g/t 時(shí)，由于礦漿pH 值高達(dá)11.40，過高的礦漿堿度對銅硫富連生體的上浮有一定的抑制作用，因而回收率略有下降。礦樣C、礦樣D 浮選時(shí)，石灰發(fā)揮了一定的抑制礦泥的作用，從而導(dǎo)致混合粗精礦銅品位和回收率均呈上升趨勢。綜合考慮銅分選指標(biāo)、石灰對伴生貴金屬礦物的抑制作用、對泥礦的影響以及浮選成本因素，確定粗選石灰用量為300 g/t，此時(shí)的礦漿pH=9左右。

2.1.3 粗選丁基黃藥總用量試驗(yàn)

黃藥是硫化礦浮選的常用捕收劑，用量合理是獲取理想精礦指標(biāo)的前提。丁基黃藥總用量試驗(yàn)一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占64%，石灰用量為300 g/t（礦漿pH=9 左右），3 次混合粗選丁基黃藥用量質(zhì)量比為7∶2∶1，F(xiàn)501 粗選1 用量25 g/t、粗選2 為10 g/t、粗選3為5 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

從表5 可知，隨著丁基黃藥總用量的增大，各礦樣對應(yīng)的混合粗精礦銅品位小幅下降，銅回收率先明顯上升后趨于穩(wěn)定。綜合考慮，確定丁基黃藥總用量為50 g/t。

2.1.4 粗選F501總用量試驗(yàn)

F501 總用量試驗(yàn)一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占64%，石灰用量為300 g/t（礦漿pH=9 左右），3 次混合粗選F501 用量質(zhì)量比為5∶2∶1，丁基黃藥粗選1 用量35 g/t、粗選2 為10 g/t、粗選3 為5 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6 可知，隨著F501 總用量的增大，各礦樣對應(yīng)的混合粗精礦銅回收率小幅上升，銅品位小幅下降。綜合考慮，確定粗選F501總用量為50 g/t。

2.2 二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

為了實(shí)現(xiàn)銅硫礦物的有效分離，從而獲得合格品質(zhì)的銅精礦，在確定了一段磨選條件基礎(chǔ)上對混合粗精礦進(jìn)行了再磨細(xì)度試驗(yàn)。銅硫分離作業(yè)采用石灰為抑制劑，控制礦漿的pH 值在12.20 以上，試驗(yàn)流程見圖1，結(jié)果見表7。

從表7 可知，隨著二段磨礦細(xì)度的提高，各礦樣對應(yīng)的銅精礦銅品位大幅度上升，銅回收率明顯下降；受礦樣性質(zhì)差異的影響，在相同二段磨礦細(xì)度條件下，4 種礦樣所對應(yīng)的銅精礦指標(biāo)差異明顯，總體上說，在同等二段磨礦細(xì)度條件下，各礦樣對應(yīng)的銅精礦品位和回收率從高到低的順序?yàn)榈V樣A＞礦樣B＞礦樣C＞礦樣D 所。當(dāng)二段磨礦細(xì)度達(dá)-0.045 mm 占86%時(shí)，礦樣A 和礦樣B 所對應(yīng)的精礦銅品位達(dá)到了不低于26%的目標(biāo)，表明這2種礦樣可選性較好；礦樣C 和礦樣D 在二段磨礦細(xì)度達(dá)-0.045 mm 占90%時(shí)，對應(yīng)的精礦銅品位僅達(dá)22%左右，表明這2種礦樣可選性不理想。綜合考慮，確定二段磨礦細(xì)度為-0.045 mm占86%。

2.3 礦樣配比試驗(yàn)

根據(jù)4種礦樣可選性差異，在進(jìn)行配礦時(shí)先固定易選礦樣A、礦樣B等量，難選礦樣C、礦樣D等量，在此基礎(chǔ)上配制3個(gè)混合礦樣：n易∶n難=80%∶20%（命名為礦樣1）、n易∶n難=60%∶40%（命名為礦樣2）、n易∶n難=50%∶50%（命名為礦樣3），并對這3 個(gè)混合礦樣進(jìn)行選礦試驗(yàn)，不同混合礦樣選礦試驗(yàn)流程見圖1，不同磨礦細(xì)度條件下的選礦試驗(yàn)結(jié)果見表8。

從表8 可知，隨著二段磨礦細(xì)度的提高，各配礦樣對應(yīng)的銅精礦銅品位大幅度上升，銅回收率呈先慢后快的下降趨勢；在相同二段磨礦細(xì)度下，3 種配礦樣所對應(yīng)的銅精礦指標(biāo)仍存在一定的差異，總體上說，在同等二段磨礦細(xì)度條件下，各配礦樣對應(yīng)的銅精礦品位和回收率從高到低的順序?yàn)榈V樣1＞礦樣2＞礦樣3，即易選礦占比越高銅精礦指標(biāo)越好。礦樣1 只有在二段磨礦細(xì)度（-0.045 mm）超過86%時(shí)，銅精礦銅品位才能確保達(dá)到26%的目標(biāo)；礦樣2只有在二段磨礦細(xì)度（-0.045 mm）達(dá)90%時(shí)，銅精礦銅品位才能達(dá)到26%的目標(biāo)；礦樣3在二段磨礦細(xì)度（-0.045 mm）達(dá)90%時(shí)，銅精礦銅品位仍不能達(dá)到26%的目標(biāo)。綜合考慮，建議生產(chǎn)中按礦樣1 的配礦比例、在二段磨礦細(xì)度為-0.045 mm 占86%的情況下組織生產(chǎn)。

2.4 閉路試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)結(jié)果，為了滿足生產(chǎn)對銅精礦銅品位指標(biāo)的要求，并考慮二段磨礦實(shí)際生產(chǎn)能力，對難選礦占比20%的礦樣進(jìn)行了閉路全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，結(jié)果見表9。

從表9 可見，采用圖2 所示的流程處理原礦，可獲得銅品位26.18%、銅回收率89.54%的銅精礦，硫品位為26.79%、硫回收率為82.68%的硫精礦，閉路試驗(yàn)指標(biāo)良好。

3 結(jié)論

（1）國外某大型斑巖型銅礦表層礦石性質(zhì)差異較大，存在部分低品位難選礦石，總體可描述為4 種有代表性礦石，銅品位分別為0.720%、0.516%、0.497%、0.374 %，硫含量分別為3.40%、4.10%、2.70%、2.30%，SiO2含量在61.93%～69.64%；礦石的硫化銅占比均在94%以上，且大部分為原生硫化銅，次生硫化銅占比最高的礦樣也僅占22.08%，主要銅礦物為斑銅礦，其次是輝銅礦；礦石中的主要硫化礦物為黃鐵礦；脈石礦物以硅酸鹽礦物為主，包括石英、長石、方解石等；銅品位較低的礦石次生硫化銅含量雖然最低，但高嶺土含量較高，并且銅礦物嵌布粒度較細(xì)、礦泥較多、銅硫分離較困難，屬于含泥難選銅礦石；銅品位較高的礦石高嶺土含量較低，銅礦物嵌布粒度較粗，屬于相對易選礦石。因此，該礦區(qū)礦石屬低銅高硅硫化礦石。

（2）當(dāng)二段磨礦細(xì)度達(dá)-0.045 mm 占86%時(shí)，較高品位的銅礦石對應(yīng)的精礦銅品位較高；較低品位的銅礦石在二段磨礦細(xì)度達(dá)-0.045 mm 占90%時(shí)，對應(yīng)的精礦銅品位仍較低。

（3）在相同磨礦細(xì)度下，品位較高礦石占比較大的配礦樣對應(yīng)的銅精礦品位和回收率較高，品位較高礦石占比50%情況下的配礦樣對應(yīng)的銅精礦品位和回收率較低。

（4）礦石在一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm占64%情況下3 次銅硫混合粗選、混合粗精礦二段磨礦細(xì)度為-0.045 mm占86%情況下1粗2精2掃銅硫分離，可獲得銅品位26.18%、銅回收率89.54%的銅精礦，硫品位為26.79%、硫回收率為82.68%的硫精礦，取得了理想的試驗(yàn)指標(biāo)。因此，合理配礦是保證精礦品質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。