四川某銅礦選礦試驗(yàn)研究

陳艷平,毛益林陳曉青,楊進(jìn)忠,劉小府

（1. 保山金廠河礦業(yè)有限公司，云南 保山 678000；2. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，中國地質(zhì)調(diào)查局金屬礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)研究中心，四川 成都 610041）

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，銅、鈷等各種金屬的需求量呈快速增長態(tài)勢。雖然我國有色金屬礦產(chǎn)資源種類較為齊全，但大部分資源具有貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)，綜合利用程度低，浪費(fèi)嚴(yán)重[1]。同時，我國銅礦資源品位低，性質(zhì)復(fù)雜，資源量匱乏，70%以上的銅依賴進(jìn)口[2]；我國鈷礦床品位低，加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，鈷多作為副產(chǎn)品產(chǎn)出，產(chǎn)量不能滿足國家的發(fā)展需求，嚴(yán)重依賴國外進(jìn)口，成為我國的稀缺資源[3]。因此，開展該類礦產(chǎn)資源的高效綜合回收利用意義重大。

四川某地銅礦石有價元素為銅，伴生鈷，高效綜合回收該資源的有價組分可顯著提高該資源的開發(fā)利用價值。試驗(yàn)以工藝礦物學(xué)研究結(jié)果為基礎(chǔ)，采用優(yōu)先浮選工藝流程回收銅、伴生硫鈷礦物，，較好地實(shí)現(xiàn)了該礦石資源的綜合回收利用，為高效開發(fā)利用該銅礦資源提供了技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石主要化學(xué)成分

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 /%Table 1 Main chemical analysis results of the run-of-mine ore

1.2 礦石物相分析

礦石中銅、鈷物相分析分別見表2、表3。

表2 銅物相分析結(jié)果Table 2 Analysis results of copper phase

表3 鈷物相結(jié)果Table 3 Analysis results of cobalt phase

表2、3結(jié)果表明，硫化銅占總銅的96.50%，其中原生硫化銅占93.00%、次生硫化銅占3.50%，氧化銅部分共3.30%；硫化鈷占82.83%，硅酸鹽中鈷占13.13%。

1.3 主要礦物賦存狀態(tài)及嵌布特征

銅：主要以黃銅礦形式存在，呈它形粒狀或它形粒狀集合體形式嵌布在礦石中，細(xì)者10 μm，粗者達(dá)6 mm。部分在細(xì)粒碳酸鹽粒間填隙，呈均勻浸染狀；部分沿碳酸鹽或長石集合體粒間裂隙嵌布，呈篩網(wǎng)狀；粗粒黃銅礦中包有石英和細(xì)粒碳酸鹽集合體；呈鋸齒狀嵌布在自形脈石粒間。

少量以斑銅礦形式存在，斑銅礦為次生硫化銅，含量低，部分斑銅礦與黃銅礦連生。

2 流程選擇

銅、鈷硫化礦的選礦回收目前以浮選工藝為主，由于試驗(yàn)礦樣硫化礦物含量相對較高，選擇流程相對簡單的優(yōu)先浮選流程來處理該含鈷銅礦石。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度決定了有用礦物的解離情況，對選礦回收有用礦物起著關(guān)鍵的作用。細(xì)度過粗不能使有用礦物能得到充分解離；細(xì)度過細(xì)也會產(chǎn)生較多的次生礦泥，附著在礦物表面，使礦物可浮性下降并影響浮選效果[1,4]。

石灰用量600 g/t，Z200#用量40 g/t。磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig .1 Results of grinding fineness test

由圖1可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，銅粗精礦中銅品位逐漸降低，銅回收率呈逐漸增加后趨于平緩的趨勢；而鈷在銅精礦中損失也在逐漸增加。由于銅優(yōu)先浮選應(yīng)首先考慮回收率指標(biāo)，故確定適宜的磨礦細(xì)度為-0.075 mm 75%。

3.2 銅浮選試驗(yàn)

3.2.1 碳酸鈉用量試驗(yàn)

由于該礦石為高硫硫化銅礦石，粗選介質(zhì)條件是否合理，直接影響銅和后續(xù)伴生硫鈷選別作業(yè)的綜合回收。

通過試驗(yàn)確定采用碳酸鈉作為pH值調(diào)整劑，其用量試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果Fig .2 Result of sodium carbonate doses test

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著碳酸鈉用量的增加，對銅粗精礦中銅的品位影響很小，而銅的回收率在前期（0 ～ 500 g/t）上升趨勢明顯，后期（1000 ～2000 g/t）基本保持平衡。而鈷在銅粗精礦中的損失隨著碳酸鈉用量的變大呈現(xiàn)出先增加后減少的變化趨勢，綜合考慮，最終確定粗選的碳酸鈉用量為1000 g/t。

3.2.2 抑制劑亞硫酸鈉用量試驗(yàn)

優(yōu)先選銅作業(yè)中，在盡可能有效地回收銅的情況下，同時也要盡可能地減少伴生硫鈷的損失，以利于選銅作業(yè)銅精礦品位的提高及后續(xù)選鈷作業(yè)鈷的高效回收。石灰作為黃鐵礦最為常用的抑制劑，但在該礦中不宜與碳酸鈉介質(zhì)調(diào)整劑同時添加；亞硫酸及其鹽類藥劑一定意義上可以活化黃銅礦，且對黃鐵礦表現(xiàn)出較好的抑制作用，故選擇亞硫酸鈉做為黃鐵礦抑制劑，考察亞硫酸鈉用量對銅浮選的影響。試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 亞硫酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果Fig .3 Results of sodium sulfite doses test

圖3 數(shù)據(jù)表明，添加抑制劑亞硫酸鈉后，隨著其用量的增加，銅粗精礦中含銅品位越來越高，含鈷品位越來越低，表明黃鐵礦在亞硫酸鈉的作用下受到較好的抑制。綜合考慮，亞硫酸鈉用量為1000 g/t。

3.2.3 捕收劑Z200#用量試驗(yàn)

采用常規(guī)藥劑Z200#作為銅礦物捕收劑，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 Z200#用量試驗(yàn)結(jié)果Fig .4 Results of Z200# doses test

由圖4結(jié)果可知，隨著Z200#用量的增加，銅粗精礦中的含銅品位越來越低，而銅回收率卻越來越高，且這一規(guī)律在前期表現(xiàn)明顯。在Z200#用量較大的情況下，粗精礦中鈷的損失增加，而銅回收率基本保持不變。綜合考慮，確定Z200#的用量為48 g/t。

3.3 鈷浮選試驗(yàn)

由于礦樣中鈷主要以鈷黃鐵礦形式存在，且大部分存在于選銅尾礦中，為了更好地綜合回收含鈷硫礦物，考慮對其進(jìn)行回收加以利用。

黃鐵礦比重較大，原則上可通過重選回收富集，但原礦中含有其它比重較大的重礦物，不易于與其分離，難于產(chǎn)出一個品位較高的硫精礦；浮選選硫的工藝流程較為成熟，可與銅選別流程有效銜接，故考慮采用浮選工藝綜合回收含鈷硫礦物。

3.3.1 粗選活化劑硫酸銅用量試驗(yàn)

硫酸銅作為黃鐵礦的常用活化劑之一，往往在選黃鐵礦之前添加以提高其回收率，故試驗(yàn)采用硫酸銅作為選鈷作業(yè)的活化劑。硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果Fig .5 Results of copper sulphate doses test

由圖5試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著硫酸銅用量的增加，鈷硫粗精礦中鈷的作業(yè)回收率是先增加后降低，且當(dāng)硫酸銅用量為50 g/t時，鈷的作業(yè)回收率達(dá)到最高。最終確定，硫酸銅的用量為50 g/t。

3.3.2 粗選捕收劑丁基黃藥用量試驗(yàn)

采用常規(guī)黃鐵礦捕收劑丁基黃藥作為其捕收劑，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果Fig .6 Results of butyl xanthate doses test

由圖6試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著捕收劑用量的增加，鈷作業(yè)回收率呈增加趨勢，且當(dāng)用量大于40 g/t時，其變化轉(zhuǎn)為平緩增加。綜合考慮，確定丁基黃藥用量為40 g/t。

3.4 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)確定的藥劑制度下，對其進(jìn)行微調(diào)后開展銅鈷依次優(yōu)先浮選的閉路流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of closed-circuit test

圖7 閉路試驗(yàn)流程及條件Fig .7 Flowsheet of closed-circuit test

4 結(jié) 論

（1）四川某含鈷銅礦石銅、鈷含量分別為1.00%、0.0099%，主要有用礦物有黃銅礦、黃鐵礦，硫化銅、鈷分別占對應(yīng)金屬總量的96.50%、82.83%。

（2）針對該含鈷銅礦石開展的可選性試驗(yàn)，采用1粗2精2掃優(yōu)先選銅、選銅尾礦1粗2精1掃選硫鈷的優(yōu)先浮選工藝流程，可以得到Cu品位24.57%、回收率97.06%的銅精礦；Co品位0.31%、回收率33.30%的硫鈷精礦。

（3）充分回收了主金屬銅及伴生鈷金屬礦物，所獲各種產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)優(yōu)異，達(dá)到了綜合回收的目的。