國外某難選氧化銅礦選冶聯(lián)合試驗研究

安源水，鄧紅飛，楊有智，李儒仁，李國棟

（湖北大江環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，湖北 黃石 435005）

世界氧化銅礦床和混合銅礦床占全部銅礦床的10%~15%，約占總儲量的25%。在我國的銅礦資源中，氧化銅礦約占25%[1，2]。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，銅的消耗量逐年增加，高品位硫化銅礦資源逐漸減少。加強(qiáng)氧化銅礦石的選別技術(shù)研究對資源綜合利用意義重大。

常見的氧化銅礦物有孔雀石和藍(lán)銅礦，其次是硅孔雀石和赤銅礦[3，4]?？兹甘a(chǎn)于銅的硫化物礦床氧化帶，常懷其他含銅礦物（藍(lán)銅礦、輝銅礦、赤銅礦、自然銅）共生，化學(xué)成分為CuCO3·Cu(OH)2。藍(lán)銅礦也是含銅的碳酸鹽礦物，化學(xué)成分與孔雀石相同。孔雀石和藍(lán)銅礦的可浮性較好，較易回收。硅孔雀石的化學(xué)成分為CuSiO3·2H2O，硅孔雀石表面具有很強(qiáng)的親水性，可浮性很差，采用浮選法很難回收。

氧化銅礦處理方法主要分化學(xué)選礦（濕法冶金）和浮選法[5，6]?；瘜W(xué)選礦（濕法冶金）包括酸浸、氨浸、浸出（酸浸、氨浸）—沉淀—浮選法、浸出（酸浸）—萃取-電極、離析-浮選工藝、生物（細(xì)菌）浸出法等；浮選法是目前處理氧化銅礦石主要方法之一，浮選法主要分為硫化后黃藥浮選和直接浮選法，直接浮選法包括脂肪酸或高級黃藥浮選法、胺類浮選法、螯合劑浮選法等?；谘趸~礦或混合銅礦石或多或少有硫化銅礦物或者有難選氧化銅礦物，這樣單一處理方法如化學(xué)選礦或浮選都有其不適應(yīng)的銅礦物對象，因此選-冶（冶-選）聯(lián)合工藝越來越得到廣泛應(yīng)用。

某銅礦品位4.08%，自由氧化銅占67.30%，結(jié)合氧化銅礦占21.88%，硫化銅礦僅占10.82%，為充分開發(fā)利用該資源，進(jìn)行詳細(xì)系統(tǒng)的選別試驗是十分有必要的。

1 礦石性質(zhì)

該礦石屬典型的氧化銅礦石，主要有用金屬礦物為孔雀石、藍(lán)銅礦等、次為硅孔雀石、水膽礬、鐵酸銅、氯銅礦及少量（藍(lán)）輝銅礦等，伴生少量金銀礦物；其他金屬礦物有（赤）褐鐵礦、磁鐵礦。脈石礦物主要為石英、長石、輝石，少量石榴石、云母、高嶺石等。礦樣多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1，銅物相分析結(jié)果見表2。

表1 礦石的主要化學(xué)成分（%）

表2 銅物相分析結(jié)果 %

根據(jù)礦樣多元素化學(xué)分析結(jié)果及銅物相分析結(jié)果可看出：銅為主要有價金屬元素，金和銀可供綜合回收。礦石中的銅礦物以自由氧化銅為主，次為結(jié)合氧化銅，含少量硫化銅。礦石中銅氧化率近90%，其中結(jié)合氧化銅含量較高，達(dá)20%以上，會對浮選回收銅礦物不利；硫化銅含量約11%，對濕法冶金浸出不利。

2 選礦試驗

該礦石屬典型的氧化銅礦石，自由氧化銅為主，次為結(jié)合氧化銅，含少量硫化銅。礦石中銅氧化率近90%，其中結(jié)合氧化銅含量較高，達(dá)20%以上。單一處理方法如濕法冶金或浮選法都有其不適應(yīng)的銅礦物對象，因此，選-冶（冶-選）聯(lián)合工藝為首選推薦工藝；考慮到礦石酸性脈石為主（硅、鋁質(zhì)占67.5%，鈣鎂質(zhì)占約5%），濕法冶金首選酸浸（硫酸）。

2.1 選-冶聯(lián)合工藝試驗

2.1.1 浮選

浮選試驗流程圖見圖1。根據(jù)不同銅礦物可浮性差異采用分步浮選的工藝流程，先浮硫化礦后浮氧化礦。不同銅礦物浮選匹配使用合適捕收劑：銅硫化物浮選采用Z-200；一般氧化銅采用活化-硫化-強(qiáng)化捕收（螯合劑XTT-中性油與混黃藥）；難選氧化銅采用螯合劑（XTT:YTT 2:1）-中性油與混黃藥（戊黃：丁胺黑藥2：1）三元組合捕收劑強(qiáng)化回收。試驗結(jié)果見表3。

圖1 選—冶聯(lián)合浮選試驗流程圖

表3 選—冶聯(lián)合浮選試驗流程圖

試驗結(jié)果表明：按硫化物—氧化物順序浮選，不同銅礦物浮選匹配使用合適捕收劑，獲得精礦產(chǎn)率10.2%，精礦品位23.72%,銅回收率59.76%；另產(chǎn)出中礦產(chǎn)率4.84%，含銅品位6.47%，回收率7.91%，這部分中礦可單獨酸浸處理。

2.1.2 濕法冶金

浮選產(chǎn)生的氧化中礦品位為6.47%，遠(yuǎn)達(dá)不到浮選精礦的品位要求，但直接丟尾會造成資源浪費。為了提高資源利用率，充分回收有價金屬元素，該中礦采用濕法冶金工藝進(jìn)行回收。

硫酸用量150 Kg/t，pH1～1.5，控制L/S=(3～4)/1，溫度：常溫，反應(yīng)時間：2h，試驗結(jié)果見表4。

表4 濕法冶金試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明：銅浸出率為72.1%，含銅貴液（9.44g/l），用鐵粉置換，置換率95%，獲產(chǎn)率0.268%，含銅80%，對原礦回收率5.26%。

2.2 冶-選聯(lián)合工藝試驗

冶-選聯(lián)合工藝試驗流程見圖2。先冶（酸浸）后浸出渣浮選工藝，常規(guī)攪拌浸出，控制L/S=(3～4)/1，溫度：常溫，反應(yīng)時間：2h，pH1～1.5，硫酸用量110 Kg/t.礦，試驗結(jié)果見表5。

銅浸出率達(dá)80%，含銅貴液（9.7g/l）。用鐵粉置換，置換率95%，獲海綿銅產(chǎn)率3.87%，含銅80%，對原礦回收率76%。浸出渣含銅0.7%偏高，礦石中含硫化銅0.45%，還有伴生金和銀礦物，可作浮選原料進(jìn)一步回收。浸出渣浮選獲得銅精礦產(chǎn)率2.68%，銅精礦品位14.32%,銅精礦含金37.35g/t,含銀438.8g/t，對原礦銅回收率10.98%；金回收率65%，銀回收率60%。相比較，先冶（酸浸）后浸出渣浮選工藝效率更高。

3 結(jié)論

（1）本研究礦石原礦含銅（Cu）3.70%，鐵（TFe）12.07%，硫（S）0.08%，伴生金（Au）1.54g/t，銀（Ag）19.6g/t等，屬典型的氧化銅礦石，銅為主要有價金屬元素，金和銀可供綜合回收。

（2）礦石中的銅礦物以自由氧化銅為主，次為結(jié)合氧化銅，含少量硫化銅。礦石中銅氧化率近90%，其中結(jié)合氧化銅含量較高，達(dá)20%以上，會對浮選回收銅礦物不利；硫化銅含量約11%，對濕法冶金浸出不利。單一浮選或酸浸對回收礦石中銅及有加金、銀礦物不利；選-冶（冶-選）聯(lián)合工藝為首選推薦工藝。

（3）選-冶聯(lián)合工藝浮選獲得銅精礦產(chǎn)率10.2%，銅精礦品位23.72%,銅精礦含金10.1g/t,含銀118.6g/t，銅回收率60.76%，金回收率66.4%，銀回收率61.2%；另浮選中礦單獨酸浸處理，銅浸出率為72.1%，含銅貴液（9.44g/l），用鐵粉置換，置換率95%，獲海綿銅產(chǎn)品產(chǎn)率0.268%，含銅80%，對原礦回收率5.26%。

表5 選-（酸浸）冶（冶-選）聯(lián)合工藝試驗結(jié)果 %

（4）冶-選聯(lián)合工藝，常規(guī)攪拌浸出銅浸出率達(dá)80%，含銅貴液（9.7g/l）。用鐵粉置換，置換率95%，獲得海綿銅產(chǎn)品產(chǎn)率3.87%，含銅80%，對原礦回收率76%。浸出渣浮選獲得銅精礦產(chǎn)率2.68%，銅精礦品位14.32%,銅精礦含金37.35g/t,含銀438.8g/t，對原礦銅回收率10.98%；金回收率65%，銀回收率60%。

（5）從技術(shù)上來說，選-冶聯(lián)合工藝（先選后冶或先冶后選）兩種工藝都可行；相對來講，先酸浸，后浸出渣浮選效率更高。實際選擇工藝主要取決于當(dāng)?shù)毓I(yè)基礎(chǔ)和業(yè)主礦業(yè)（投資）戰(zhàn)略思路。