新疆某含石墨高鈣次生硫化銅礦石選礦試驗

張曉峰(湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410010)

銅是國民經濟建設中重要的有色金屬，廣泛應用于輕工、電氣、建筑以及國防等領域，其使用量僅次于鋁[1-3]。隨著易選銅礦石資源的大量消耗，保有的多為共伴生、低品位或難選銅礦資源[4-6]。為了滿足日益增長的銅市場需求，開發利用這些銅礦資源具有重要意義[7-8]。

新疆某含石墨高鈣型次生硫化銅礦石中有用礦物與脈石礦物的共生關系較復雜，嵌布粒度粗細不均，屬難選次生硫化銅礦石。為確定該礦石的合理開發利用工藝，對有代表性礦石進行了選礦試驗研究。

1 礦石性質

礦石的礦物組成較復雜，主要銅礦物為斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦、銅藍，屬次生硫化銅礦物，黃銅礦、黝銅礦少量，其他金屬礦物有黃鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等；脈石礦物以方解石、石英、云母、高嶺石等為主，白云石次之，長石、閃石等少量，礦石中的片狀石墨較常見。輝銅礦等銅礦物主要呈浸染狀、團粒狀、不連續脈狀、細脈狀產出，以中—細粒為主，粒徑主要為0.037～0.15 mm，與黃鐵礦、石墨等脈石礦物嵌布關系密切，常見細小黃鐵礦(<0.01 mm)以交代殘余狀被斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦等銅礦物包裹，呈草莓狀、圓粒狀產出。片狀石墨多呈不連續脈狀、脈狀與斑銅礦、黝銅礦等共生，粒度更小，多為0.01～0.037 mm。部分微細粒斑銅礦與石英和方解石接觸嵌生。礦石主要化學成分分析結果見表1，銅物相分析結果見表2。

注：Ag的含量單位為g/t。

表2 銅物相分析結果Table 2 Copper phase analysis results %

2 試驗結果與討論

礦石中的黃鐵礦、石墨及含鈣脈石礦物與銅礦物間的共生關系較為密切，因此，銅礦物分選難度較大。本文將著重介紹磨礦細度、活化劑SY(塊狀)用量、捕收劑丁基黃藥+HA(白色粉末)+WR(液體，具有起泡性)用量等對銅浮選指標影響較大的因素的研究情況，并對全流程試驗情況進行了介紹。

2.1 條件試驗

條件試驗采用1次粗選流程，見圖1。

圖1 條件試驗流程Fig.1 Flowsheet of conditional tests

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦細度試驗固定SY用量為2 000 g/t，丁基黃藥+HA+WR用量為80+80+60 g/t，試驗結果見圖2。

圖2 磨礦細度試驗結果Fig.2 Test results of coarse copper floatation with different gridding fineness▼—品位；■—回收率

由圖2可知，隨著磨礦細度的提高，銅粗精礦銅品位及銅回收率均提高；當磨礦細度達到-0.074 mm占85%后，銅粗精礦銅回收率提高幅度不大。因此，確定銅粗選的磨礦細度為-0.074 mm占85%。

2.1.2 SY用量試驗

探索試驗表明，SY可以有效改善銅礦物的浮選環境，大幅提高銅的回收率。因此，在磨礦細度為-0.074 mm占85%，丁基黃藥+HA+WR用量為80+80+60 g/t的情況下進行SY的用量試驗，結果見圖3。

圖3 SY用量試驗結果Fig.3 Test results with different dosages of SY▼—品位；■—回收率

由圖3可知，隨著SY用量的增加，銅粗精礦銅品位及銅回收率均先升高后降低。綜合考慮，確定SY用量為2 000 g/t。

2.1.3 捕收劑用量試驗

由于礦石中的銅礦物種類繁多，各銅礦物之間的可浮性不同。因此，需選擇對多種銅礦物捕收能力強、選擇性好的捕收劑。探索試驗表明，丁基黃藥、HA、WR組合能對銅礦物進行有效回收。捕收劑用量試驗固定磨礦細度為-0.074 mm占85%，SY用量為2 000 g/t。

2.1.3.1 丁基黃藥用量試驗

丁基黃藥用量試驗固定HA+WR用量為80+60 g/t，試驗結果見圖4。

圖4 丁基黃藥用量試驗結果Fig.4 Test results with different dosage of butylxanthate▼—品位；■—回收率

由圖4可知，隨著丁基黃藥用量的增大，銅粗精礦銅品位先升高后降低，銅回收率先升高后維持在高位。綜合考慮，確定銅粗選的丁基黃藥用量為80 g/t。

2.1.3.2 HA用量試驗

HA用量試驗固定丁基黃藥+WR的用量為80+60 g/t，試驗結果見圖5。

圖5 HA用量試驗結果Fig.5 Dosage test results of HA▼—品位；■—回收率

由圖5可知，隨著HA用量的增大，銅粗精礦銅品位下降，銅回收率上升。綜合考慮，確定銅粗選的HA用量為80 g/t。

2.1.3.3 WR用量試驗

WR用量試驗固定丁基黃藥+HA用量為80+80 g/t，試驗結果見圖6。

圖6 WR用量試驗結果Fig.6 Dosage test results of WR▼—品位；■—回收率

由圖6可知，隨著WR用量的增加，銅粗精礦銅品位先上升后下降，銅回收率先上升后維持在高位。綜合考慮，確定銅粗選的WR用量為60 g/t。

2.2 銅粗精礦精選流程試驗

針對礦石中銅礦物嵌布粒度粗細不均，且與脈石礦物嵌布關系復雜等特點，為提高銅精礦品位，對銅粗精礦精選尾礦順序返回、粗精礦再磨后精選、銅粗精礦精選尾礦集中粗選后再磨單獨精選等流程試驗，并對再磨細度等進行了試驗研究。結果表明，銅粗精礦采用直接精選，分選出已單體解離的銅礦物，精選尾礦集中再磨后單獨再選流程處理，可獲得較好的浮銅指標。

2.3 全流程試驗

在條件試驗、再磨給礦確定試驗、再磨細度試驗及開路試驗基礎上，進行了全流程試驗，試驗結果見表3，試驗流程見圖7。

表3 全流程試驗結果Table 3 Results of closed circuit test %

由表3可知，采用圖7所示的工藝流程處理礦石，可獲得銅品位為23.83%、銅回收率為75.06%的銅精礦1和銅品位為13.01%、銅回收率為14.08%的銅精礦2，綜合銅精礦銅品位為21.07%、銅回收率為89.14%。

3 結 論

(1)新疆某含石墨高鈣型次生硫化銅礦石銅品位為1.95%，次生硫化銅占總銅的92.82%，主要銅礦物為斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦、銅藍，其他金屬礦物有黃鐵礦等；脈石礦物以方解石、石英、云母、高嶺石等為主，并含有少量片狀石墨。輝銅礦等銅礦物主要呈浸染狀、團粒狀、不連續脈狀、細脈狀產出，與黃鐵礦、石墨等脈石礦物嵌布關系密切，常見細小黃鐵礦(<0.01 mm)以交代殘余狀被斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦等銅礦物包裹。片狀石墨多呈不連續脈狀、脈狀與斑銅礦、黝銅礦等共生，粒度多為0.01～0.037 mm。

(2)礦石在磨礦細度為-0.074 mm占85%的情況下進行1粗3精2掃流程處理，獲得了銅品位為23.83%、銅回收率為75.06%的銅精礦1；精選尾礦合并進行1粗2掃浮選，精選尾礦合并粗選的粗精礦再磨至-0.038 mm占97%后進行3次中礦精選，獲得了銅品位為13.01%、銅回收率為14.08%的銅精礦2，綜合銅精礦銅品位為21.07%、回收率為89.14%的銅精礦，較好地實現了銅礦物的分離回收。

圖7 試驗全流程Fig.7 Flowsheet of closed circuit tests

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