某難選氧化銅礦石選礦試驗(yàn)研究

張 魯，王宇斌，王望泊，文 堪，朱新鋒

(1.西安建筑科技大學(xué) 資源工程學(xué)院，陜西 西安 710055； 2.河南城建學(xué)院 市政與環(huán)境工程學(xué)院，河南 平頂山 467023)

針對(duì)低品位銅礦資源的浮選工藝及浮選藥劑的研究較為廣泛[1-6]。某氧化銅礦氧化率較高，含泥多，礦石成分復(fù)雜，常規(guī)浮選指標(biāo)較低。現(xiàn)場(chǎng)采用一粗—三精—三掃浮選流程及硫化—氧化異步浮選工藝，先浮選硫化銅礦物，獲得硫化銅精礦，再浮選氧化銅礦物，獲得氧化銅精礦[7]，最終銅回收率為80.25%，但礦石中的金沒有得到有效回收。為進(jìn)一步提高銅回收率，并有效回收礦石中的金，研究了采用硫化浮選工藝分選氧化銅礦石。

1 礦石性質(zhì)

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

*.單位為g/t。

由表1看出：礦石中銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%，金質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.49 g/t，是可回收的有用元素；有害元素有As和Pb等，但含量較低，對(duì)銅精礦質(zhì)量影響不大；其他金屬元素如Pb、Zn等未達(dá)綜合回收指標(biāo)。

礦石中的脈石礦物主要是石英及硅酸鹽類。礦石銅物相分析結(jié)果見表2。可以看出：礦石中的銅主要以氧化銅形式存在，約占59.14%；氧化銅以自由氧化銅為主，占氧化銅的94.54%；硫化銅以次生硫化銅為主，占硫化銅的73.69%。次生硫化銅在磨礦中易泥化，可能會(huì)惡化浮選過程，降低浮選指標(biāo)。

表2 原礦銅物相分析結(jié)果

2 試驗(yàn)原理與方法

為有效回收礦石中的銅、金，并簡化工藝流程，根據(jù)礦石性質(zhì)，采用硫化—浮選工藝對(duì)礦石進(jìn)行分選。首先用硫化劑對(duì)礦石中的氧化銅進(jìn)行硫化。硫化劑可與礦物表面銅離子反應(yīng)生成硫化銅薄膜，使礦物表面性質(zhì)接近硫化銅；然后用浮選硫化銅的捕收劑進(jìn)行浮選[8-10]。

以硫化鈉和硫酸銨為硫化劑，丁基黃藥和丁銨黑藥為捕收劑，可同時(shí)有效浮選硫化銅礦物和氧化銅礦物，對(duì)礦石中的金也有較好的回收效果[11]。為使試驗(yàn)流程與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況基本接近，磨礦細(xì)度固定為-200目顆粒占60%。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 礦石粗選銅金精礦

試驗(yàn)采用粗選流程。浮選過程中，礦石中依次加入水玻璃、碳酸鈉、羧甲基纖維素(CMC)、硫化劑、捕收劑和2#油等并進(jìn)行調(diào)漿，不同藥劑調(diào)漿時(shí)間均為2 min。刮泡浮選后得到粗精礦和尾礦。分析粗精礦金屬品位、金屬回收率等指標(biāo)，得到各藥劑最佳用量。

3.1.1水玻璃用量對(duì)礦石分選的影響

水玻璃是石英、硅酸鹽類礦物的有效抑制劑，同時(shí)也有分散劑作用[12]。試驗(yàn)條件：Na2CO3用量800 g/t，CMC用量300 g/t，Na2S+(NH4)2SO4用量500 g/t+500 g/t，丁銨黑藥+丁黃藥用量250 g/t+250 g/t，2#油用量160 g/t。水玻璃用量對(duì)礦石分選的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 水玻璃用量對(duì)礦石分選的影響

由圖1看出：隨水玻璃用量增加，粗精礦中銅品位升高，而銅回收率先提高后降低；水玻璃用量為250 g/t時(shí)，銅回收率達(dá)最大91.18%；粗精礦中金品位和金回收率均呈先增大后降低趨勢(shì)。綜合考慮成本及銅、金選別指標(biāo)，確定水玻璃最佳用量為250 g/t。

3.1.2CMC用量對(duì)礦石分選的影響

CMC能通過表面吸附對(duì)礦石中的泥質(zhì)成分起分散作用[13-14]。試驗(yàn)條件：水玻璃用量250 g/t，Na2CO3用量800 g/t，Na2S+(NH4)2SO4用量500 g/t+500 g/t，丁銨黑藥+丁黃藥用量250 g/t+250 g/t，2#油用量160 g/t。CMC用量對(duì)礦石分選的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 CMC用量對(duì)礦石分選的影響

由圖2看出：隨CMC用量增加，粗精礦中銅品位逐漸降低，而銅回收率先增大后降低；CMC用量100 g/t時(shí)，銅回收率達(dá)最大，為86.88%；粗精礦中金品位和金回收率均呈先增大后降低趨勢(shì)，在CMC用量100 g/t時(shí)達(dá)最大。綜合考慮，確定CMC最佳用量100 g/t。

3.1.3活化劑用量對(duì)礦石分選的影響

Na2S+(NH4)2SO4組合藥劑可用作活化劑[15-18]。試驗(yàn)條件：水玻璃用量250 g/t，Na2CO3用量800 g/t，CMC用量100 g/t,丁銨黑藥+丁黃藥用量250 g/t+250 g/t，2#油用量160 g/t。活化劑用量對(duì)礦石分選的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 Na2S+(NH4)2SO4組合用量對(duì)礦石分選的影響

由圖3看出，隨活化劑用量增加，粗精礦中銅、金品位都有明顯提高。綜合考慮銅、金的選別指標(biāo)及生產(chǎn)成本，試驗(yàn)確定Na2S+(NH4)2SO4用量以500 g/t+500 g/t為最佳。

3.1.4捕收劑用量對(duì)礦石分選的影響

丁銨黑藥與丁基黃藥聯(lián)合使用對(duì)氧化銅礦的捕收效果比單一用藥效果要好，且對(duì)金有較好的回收作用[19-21]。試驗(yàn)條件：水玻璃用量250 g/t，Na2CO3用量800 g/t，CMC用量100 g/t，Na2S+(NH4)2SO4用量500 g/t+500 g/t，2#油用量160 g/t。捕收劑用量對(duì)礦石分選的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 捕收劑用量對(duì)礦石分選的影響

由圖4看出，隨捕收劑用量增加，粗精礦中銅、金品位都有明顯降低，而銅回收率呈增長趨勢(shì)，金回收率先降低后提高。綜合考慮生產(chǎn)成本及銅、金選別指標(biāo)，確定丁銨黑藥+丁基黃藥用量以250 g/t+250 g/t為最佳。

3.1.52#油用量對(duì)礦石分選的影響

試驗(yàn)條件：水玻璃用量250 g/t，Na2CO3用量800 g/t，CMC用量100 g/t，Na2S+(NH4)2SO4用量500 g/t+500 g/t，丁銨黑藥+丁黃藥用量250 g/t+250 g/t。2#油用量對(duì)礦石分選的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 2#油用量對(duì)礦石分選的影響

由圖5看出：隨2#油用量增加，粗精礦銅品位呈下降趨勢(shì)，回收率先降低后升高；金品位和金回收率都呈先降低后升高再降低趨勢(shì)，2#油用量為160 g/t時(shí)均達(dá)最大，分別為28.30 g/t和90.20%。綜合考慮銅、金選別指標(biāo)，試驗(yàn)確定2#油適宜用量為160 g/t。

3.2 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖6所示。

圖6 閉路試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程

由圖6看出,閉路試驗(yàn)獲得的銅金精礦中：銅品位為19.27%，銅回收率為89.32%；金品位為58.64 g/t，金回收率達(dá)86.11%。與現(xiàn)場(chǎng)原有流程指標(biāo)相比，在礦石銅品位基本不變前提下，銅回收率提高了9.07%，而且金也得到有效回收，試驗(yàn)指標(biāo)較為理想。

3.3 銅金混合精礦質(zhì)量分析

銅金混合精礦質(zhì)量分析結(jié)果見表3。

表3 銅金混合精礦元素分析結(jié)果 %

*.單位為g/t。

由表3看出，所得精礦中銅指標(biāo)達(dá)到國家銅精礦Ⅳ級(jí)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，金達(dá)到計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，其中的有害元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)都低于國家標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)。

4 結(jié)論

采用硫化浮選工藝處理銅氧化率高達(dá)59.14%的氧化銅礦石，工藝簡單，解決了藥劑制度復(fù)雜問題，在回收銅的同時(shí),金也得到有效回收。優(yōu)化條件下所得銅金精礦的銅品位為19.27%，銅回收率為89.32%；金品位為58.64 g/t，金回收率為86.11%，試驗(yàn)指標(biāo)較為理想。