剛果（金）某礦山低品位氧化銅選礦試驗研究

張曉峰，鐘先林，趙要鋒，田春友

（1.中色華鑫馬本德礦業有限公司，剛果（金） 盧本巴西 999059；2.中色華鑫濕法冶煉有限公司，剛果（金） 利卡西 999059）

剛果（金）銅、鈷資源豐富，隨著近幾年政局穩定，銅、鈷資源開發出現井噴式發展，特別是中資企業發展迅猛，隨著高品位氧化銅礦石枯竭，采用更低品位礦石冶煉是唯一選擇。然而，該地區運輸成本高昂，加之硫酸售價約350美元/噸～400美元/噸，冶煉企業直接采用低品位氧化銅礦為原料的方式生產成本較高，本文針對近年來剛果（金）冶煉發展歷程做簡要介紹，介紹剛果（金）某典型低品位氧化銅浮選實驗結果，為國內外同行提供數據參考，更好地開發剛果（金）地區銅金屬資源[1]。

1 低品位氧化銅礦選礦意義

近20年來，當地銅金屬冶煉大致經歷了三個階段。2002年前，當地基本以歐美國家資本為主的銅金屬冶煉及礦山開發，氧化銅礦金屬品位最高可達20%以上，以火法為主。隨著高品位礦石資源消耗，氧化銅礦品位降低至5%以下，采用火法冶煉工藝企業生產成本增長較快，企業被迫逐步關停[2]。2002年以后，中資企業開始逐步進入該國開展銅、鈷金屬資源開發業務，形成了一批以濕法冶煉工藝為主的工廠。企業建設期設計使用氧化銅礦金屬品位為3%～5%，同樣地隨著該類型高品位礦源消耗，目前多數中、小型冶煉企業面臨自有礦山高品位氧化銅礦開采接近尾聲，市場上外購高品位銅礦成本較高的窘境。為了降低生產成本，企業逐漸向處理更低品位礦石方向上進行技術改造。目前剛果（金）以盧本巴西-利卡西周邊為代表的冶煉企業開始對氧化銅品位2%以上的礦石進行爭奪。隨著大批中資企業新建及各企業冶煉規模不斷增張，礦石資源消耗將進一步加速。據筆者估計，10年內該地區2%銅金屬品位以上資源將基本被消耗。因此，對更低品位氧化銅礦石，特別是針對1%氧化銅品位礦石進行浮選處理，以較低的成本富集銅金屬品位，同時降低礦石攪拌浸出時硫酸消耗可能是解決企業長期發展難題的一種有效方案[3]。

2 低品位氧化礦性質及浮選工藝

本文針對剛果（金）盧本巴西市附近一座露天開采的氧化銅礦為研究對象，試驗中選取的礦石為堆存的低品位氧化銅礦。經物相檢測分析，試驗礦石中孔雀石以粗粒嵌布為主，少量為細粒嵌布。試驗礦石中銅品位為0.87%，銅氧化率為88.51%。

表1 礦石中銅物相分析結果（%）

本文選礦試驗采用浮選方法回收礦石中氧化銅。每次單元試驗取礦石700g，加入450ml水，磨礦濃度為60.87%，磨礦后的礦漿倒入XFG型單槽式浮選機中適當調漿，依次加入調整劑、捕收劑、起泡劑、然后浮選。泡沫產品和槽內產品分別是精礦和尾礦，分別烘干、稱重，制樣后化驗品位，計算回收率。本文所選用的藥劑如下表所示。

表2 浮選試驗所用藥劑

3 實驗結果及分析

3.1 磨礦細度試驗

為了回收目的礦物，必須使目的礦物達到適宜的單體解離，才能有較好的分選效果，所以采用合適的磨礦細度是最為關鍵的。本次實驗分別研究-0.075mm粒徑的碎磨礦石分別占比為65%、75%、85%、95%，分析磨礦細度對浮選效果影響。

研究結果表明，四種細度礦石經浮選金屬回收率分 別 為43.19%、51.89%、61.73%、61.13%。當 磨 礦 細度-0.075mm超過85%后，銅回收率有所下降。可見磨礦細度過細，原生礦泥及因磨礦產生的次生礦泥惡化了浮選效果。故浮選工藝選擇磨礦細度-0.075mm占85%為宜。

3.2 水玻璃用量試驗

水玻璃對礦泥有分散作用，對提高精礦中有價金屬品位有一定的效果。同時，水玻璃作為脈石的抑制劑普遍使用。由于樣品中含有較多礦泥，試驗采用水玻璃抑制脈石礦物及分散礦泥。本文研究分別采用0g/T礦，875g/T礦，1750g/T礦，2214g/T礦的水玻璃用量進行對比實驗。

試驗結果表明，隨著水玻璃用量地增加，銅品位和回收率累計逐漸提高，但當水玻璃合計用量超過1750g/T后，銅回收率累計提高幅度較小，故浮選工藝中選擇水玻璃合計用量為1750g/t較為合適。

3.3 硫化鈉用量試驗

由于礦石性質為氧化銅礦石，需要硫化鈉硫化后加入捕收劑浮選。本文針對硫化鈉用量分別為500g/T礦、857g/T礦、1143g/T礦、1500g/T礦四種情況比較其金屬回收情況。

研究表明，隨著硫化鈉用量地增加，上述四種情況下精礦中銅回收率累計逐漸提高，但當硫化鈉用量合計超過1143g/t后，銅回收率有一定幅度降低，說明當硫化鈉用量過大時，對硫化后的氧化銅有一定的抑制作用。故浮選工藝中選擇硫化鈉用量為1143g/T礦較為合適。

3.4 捕收劑種類試驗

針對不同類型的礦物，選擇有效的捕收劑，是獲得理想選礦技術指標的重要前提。當今浮選硫化礦使用較為廣泛的捕收劑仍然是黃藥、黑藥等。為加強樣品中銅的回收率，試驗比較分析乙基黃藥、丁基黃藥、戊基黃藥三種藥劑對金屬回收率的影響。

采用丁基黃藥作捕收劑，浮選回收率要高于采用乙基黃藥、戊基黃藥作捕收劑，銅回收率累計達到52.47%，故浮選工藝中可選擇丁基黃藥作捕收劑。

3.5 原礦磨礦-脫泥-浮選氧化銅試驗

由于原礦中含有大量的原生礦泥以及磨礦時產生的次生礦泥，故本文試驗考查了采用藥劑脫泥后的浮選氧化銅效果。

試驗結果表明，磨礦后浮選脫泥，礦泥脫除率為12.83%，礦泥中銅損失率累計為11.16%，精礦中銅品位累計為2.33%，銅回收率累計為61.21%。浮選脫泥后再浮選獲得的銅精礦品位并未達到預期目的，并且礦泥中銅損失率累計為11.16%，銅品位累計為0.64%。采用原礦磨礦-浮選脫泥-浮選氧化銅工藝流程指標并不理想。

3.6 試驗工藝流程的選擇

本文試驗采用原礦直接磨礦浮選氧化銅，原礦磨礦后浮選脫泥-浮選氧化銅，原礦脫泥后磨礦-浮選氧化銅三種工藝流程對比試驗。試驗結果表明，原礦直接磨礦浮選粗精礦經過一次精選，銅精礦氧化銅品位雖然超過2.50%，但銅精礦中銅回收率仍較低，僅為57.20%。采用原礦磨礦后浮選脫泥-浮選氧化銅，礦泥脫除率為12.83%，礦泥中銅損失率累計為11.16%，銅精礦中氧化銅品位累計為2.33%，銅回收率累計為61.21%，原礦磨礦后浮選脫泥-浮選氧化銅獲得的銅精礦品位未達到2.50%目標，并且礦泥中銅損失率累計為11.16%。采用原礦脫泥后磨礦-浮選氧化銅工藝流程試驗指標較好，原礦礦泥脫除率為49.22%，脫泥后獲得礦砂氧化銅中銅品位為1.38%，銅分布率為88.73%，礦砂浮選試驗獲得銅精礦中氧化銅品位為5.12%，銅回收率為82.59%，對原礦氧化銅中銅回收率為73.28%。因此浮選工藝選擇原礦脫泥后磨礦-浮選氧化銅工藝流程具有優勢。

4 結論

通過本文試驗，簡單驗證了礦石細度、藥劑用量、藥劑選型、浮選方案等對低品位氧化銅礦石經浮選后金屬品位富集、金屬回收率的影響。主要結論如下：①浮選工藝中選擇磨礦細度-0.075mm占85%、水玻璃合計用量為1750g/t、選擇硫化鈉用量為1143g/t礦等工藝參數較為合適，浮選工藝中可選擇丁基黃藥作捕收劑。②通過浮選試驗驗證，合適的浮選條件下可獲得銅精礦氧化銅中銅品位為5.12%，銅回收率為82.58%，對原礦銅回收率為73.28%，表明低品位氧化銅礦石浮選工藝具有技術開發前景。③浮選過程中，相關藥劑消耗相對硫化礦浮選較大，導致規模化生產成本較高。目前針對該地區低品位氧化礦石浮選還需要做大量工作，降低工業化生產成本，確保企業利潤。