尼日利亞某氧化銅礦石選礦試驗

趙留成 李紹英 李程偉

（華北理工大學礦業工程學院，河北，唐山 063210）

尼日利亞某銅礦石銅品位高、氧化程度深，銅礦物的組成較為復雜，屬典型難選氧化銅礦石。而氧化銅礦石的選礦，目前主要采用浮選法［1-2］、化學浸出法［3］、生物浸出法［4］和選冶聯合工藝［5-6］。為高效開發利用該銅礦資源，擬采用硫化浮選和酸浸法分別進行試驗研究，以確定適宜的選礦工藝流程及工藝技術參數。

1 礦石性質

尼日利亞某銅礦石中的主要銅礦物為孔雀石、硅孔雀石、藍銅礦、黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦等，非金屬礦物主要為硅質脈石礦物等。由于該礦石氧化程度深，因而礦石含泥量大，且礦石呈細粒不均勻嵌布特征。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。

由表1可知，礦石Cu品位為4.10%，為主要有回收價值的元素，Pb、Zn含量分別為0.46%、0.16%，未達到工業品位，不作回收。

由表2可知，礦石中原生硫化銅和次生硫化銅含量均較低，二者僅占總銅的16.10%，而自由氧化銅含量較高，占總銅的82.44%。因此，該礦石為高品位氧化銅礦石。

由于礦石硫化銅含量較少，采用常規浮選將不能有效回收銅，硫化浮選或酸浸工藝可能更適宜該礦石的處理。

2 試驗結果與討論

2.1 浮選試驗

基于該礦石的銅氧化率高達83.90%，因此，試驗首先采用硫化浮選工藝進行銅的回收［7-9］。探索試驗確定以硫化鈉為硫化劑，長鏈烴類JP為捕收劑，在磨礦細度條件試驗、硫化鈉和JP用量條件試驗，以及開路試驗基礎上進行了閉路試驗，試驗流程見圖1，結果見表3。

由表3可看出，礦石在磨礦細度為-0.074 mm占90%的情況下，采用1粗4精3掃浮選流程處理，可獲得銅品位為20.23%、銅回收率為74.35%的銅精礦。

從試驗結果看，雖然精礦質量指標尚可，但銅回收率很低，尾礦銅品位高達1.23%，顯然未實現銅的充分、高效回收。因此，浮選工藝不適宜該礦石的合理開發利用。

2.2 酸浸試驗

酸浸條件試驗流程見圖2。

2.2.1 磨礦細度試驗

目標礦物的單體解離情況是影響浸出率的關鍵因素［10］。為確定適宜的酸浸粒度，在硫酸濃度為55 g/L、礦漿濃度為33%、浸出時間為2 h、攪拌速度為300 r/min情況下進行了磨礦細度對酸浸效果的影響試驗，結果見圖3。

由圖3可知，提高磨礦細度有利于銅浸出率的提高，但在磨礦細度范圍內影響并不顯著：磨礦細度由-0.074 mm占55%提高至-0.074 mm占85%，銅的浸出率由74.15%增加到76.34%，僅提高了2.19個百分點。綜合考慮，確定磨礦細度為-0.074 mm占55%。

2.2.2 硫酸濃度試驗

浸出劑濃度是影響浸出過程的主要因素之一，為確定浸出劑硫酸的適宜濃度，在磨礦細度為-0.074 mm占55%、礦漿濃度為33%、浸出時間為2 h、攪拌速度為300 r/min的條件下進行了不同硫酸濃度的酸浸試驗，結果見圖4。

由圖4可知，隨著硫酸濃度的提高，銅浸出率先提高后維持在較高水平。硫酸濃度由37 g/L提高至74 g/L，銅浸出率從69.27%提高至77.07%，提高了7.80個百分點，這是由于較高的硫酸濃度不僅能提高銅礦物的溶解速率，而且能使銅的溶解更完全［11-12］。因此，確定硫酸的濃度為74 g/L。

2.2.3 浸出時間試驗

在磨礦細度為-0.074 mm占55%、硫酸濃度為74 g/L、礦漿濃度為33%、攪拌速度為300 r/min的情況下進行浸出時間試驗，結果見圖5。

由圖5可知，在一定浸出時間內，浸出時間對銅浸出率的影響明顯，浸出時間為2 h時，銅浸出率達77.07%；繼續延長浸出時間，銅浸出率趨于穩定。因此，確定浸出時間為2 h。

2.2.4 酸浸驗證試驗

在磨礦細度-0.074 mm含量占55%、硫酸濃度為74 g/L、礦漿濃度為33%、浸出時間為2 h、攪拌速度為300 r/min的條件下進行酸浸工藝條件驗證試驗，結果見表4。

由表4可知，3組平行試驗獲得平均浸渣銅品位為0.93%，銅浸出率為77.22%的指標，酸浸工藝具有較好的穩定性和重現性。

2.3 工藝對比

對比浮選工藝條件下和酸浸工藝條件下的試驗指標可以看出，后一種工藝條件下雖然礦石的磨礦細度由-0.074 mm占90%降至-0.074 mm占55%，但銅浸出率達77.22%，高于浮選工藝情況下的銅回收率指標2.87個百分點。從節能、增效角度考慮，酸浸工藝相對更適合該礦石的處理。

3 結論

（1）尼日利亞某銅礦石銅品位高、氧化程度深、含泥量大、銅礦物組成復雜且嵌布粒度粗細不均，屬難選氧化銅礦石。礦石中的主要銅礦物為孔雀石、硅孔雀石、藍銅礦、黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦等，非金屬礦物主要為硅質脈石礦物等。

（2）礦石在磨礦細度為-0.074 mm占90%的情況下，采用1粗4精3掃浮選流程處理，可獲得銅品位為20.23%、銅回收率為74.35%的銅精礦。

（3）礦石在磨礦細度為-0.074 mm占55%、硫酸濃度為74 g/L、礦漿濃度為33%、浸出時間為2 h、攪拌速度為300 r/min的情況下，銅浸出率可達77.22%。

（4）對比浮選工藝和酸浸工藝的條件和指標可以看出，酸浸工藝條件下雖然礦石的磨礦細度由-0.074 mm占90%降至-0.074 mm占55%，但銅浸出率卻高出浮選工藝銅回收率指標2.87個百分點。表明從節能、增效角度考慮，酸浸工藝相對更適合該礦石的處理。