剛果(金)SICOMINES銅鈷礦選礦新工藝研究

2019-11-07 03:52:06張漢彪

資源信息與工程 2019年5期

張漢彪，薛偉

(1.江西有色地質礦產勘察開發院，江西南昌 330001； 2.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100)

我國是一個鈷資源相對缺乏的國家，近年來，隨著經濟的快速發展，尤其是鋰電池行業的飛速發展，對鈷的需求量越來越大。鈷絕大多數情況下都與其他元素共伴生，銅鈷礦是鈷的主要來源，在我國云南、四川、青海等地都有銅鈷礦產出。從世界范圍來看，非洲尤其以剛果(金)、贊比亞的銅鈷資源最為豐富，其鈷儲量約占世界鈷資源量的一半。

隨著國家“一帶一路”戰略的實施，大批中資企業赴剛果(金)、贊比亞進行銅鈷礦的開發與加工。本次試驗的銅鈷礦來自剛果(金)SICOMINES礦區，其礦石屬于以氧化礦為主的氧硫混合型礦，鈷含量為0.15%左右。本研究主要針對該礦中的銅進行選礦試驗研究，鈷富集在銅精礦中一并產出。

1 礦石性質

剛果(金)SICOMINES銅鈷礦的化學多元素分析結果見表1，礦石中鈷的化學物相分析見表2，礦石中銅的化學物相分析結果見表3。

表1 SICOMINES銅鈷礦的化學多元素分析結果/%

表2 SICOMINES銅鈷礦鈷的化學物相分析結果/%

礦樣中鈷礦物主要為硫銅鈷礦和水鈷礦，其次為水鈷銅礦、鈷白云石和錳銅鈷水合氧化物等。

表3 SICOMINES銅鈷礦的銅化學物相分析結果

礦樣中銅的氧化礦物主要為孔雀石，其次為硅孔雀石、黑銅礦、赤銅礦以及磷銅礦；硫化礦物主要為輝銅礦，其次為藍輝銅礦、銅藍、斑銅礦、黃銅礦；還有少量自然銅。

工藝礦物學研究表明，該礦銅、鈷氧化率高，銅高達77%，鈷高達85%；含泥量大，且礦泥中銅、鈷含量高，導致浮選過程大量消耗藥劑，嚴重惡化浮選體系，降低銅鈷礦物回收率。

2 原則工藝流程

鑒于原礦性質，試驗的原則工藝是“先硫后氧”工藝，氧化礦采用異步浮選工藝，先浮選可浮選性好的氧化銅鈷礦，難浮選的氧化銅鈷采用新型捕收劑HCC強化浮選，最大限度地提高銅、鈷的回收率。

3 試驗結果對比

試驗進行了詳細的磨礦細度條件試驗，在適宜的磨礦細度基礎上，重點研究了氧化礦浮選硫化劑、捕收劑種類等條件試驗；在條件試驗的基礎上進行了開、閉路試驗研究。

3.1 磨礦細度條件試驗及結果

礦石中硫化礦的嵌布粒度較氧化礦更細小，因此通過硫化礦浮選指標來確定該礦適宜的磨礦細度。磨礦細度條件試驗流程見圖1，試驗結果見圖2。

圖1 磨礦細度條件試驗工藝流程

圖2 磨礦細度條件試驗結果

試驗結果表明，隨著磨礦細度的增加，硫化銅精礦的回收率呈升高趨勢，當磨礦細度-74 μm大于71.5%后，精礦中銅的回收率增幅較小。暫定磨礦細度為-74 μm 71.5%。

3.2 捕收劑種類篩選試驗

在原礦磨礦細度-74 μm占71.5%條件下進行了難選氧化銅、鈷礦的捕收劑種類篩選試驗，其工藝流程見圖3，結果見圖4。其中HCC是一種高效氧化銅礦捕收劑，分子結構中的—CONH—極性官能團能與假孔雀石、藍磷銅礦等難浮銅礦物中的銅原子形成穩定的絡合物，大大提高了氧化銅礦物的疏水性，從而強化了難浮氧化銅礦物的浮選。