異步浮選工藝回收米拉多銅礦試驗研究

李 冬 代獻仁 李世男

（中鐵建銅冠投資有限公司）

礦物資源是重要的自然資源，是經過漫長的地質變化才形成的，是人類社會發展的重要物質基礎，現代社會人們的生產生活離不開礦產資源。我國是礦產品需求大國，雖然國內礦產資源總量豐富，但由于我國人口眾多，人均礦產儲量低。隨著我國工業化進程的發展，大宗礦產資源短缺的供需矛盾日益加劇。銅是重要的大宗礦產資源，我國銅資源儲量僅占世界總儲量的3%，國內銅礦產資源供應嚴重不足，每年進口礦產銅數量巨大。國內一些大型礦業公司已經逐漸踏入國際市場，在海外收購開發礦產資源，以解決國內資源供需問題。

銅、硫礦物回收的原則流程包括優先浮選、混合浮選、半優先浮選等工藝［1］。根據礦物性質特點，大量生產實踐證實，采用半優先浮選與等可浮浮選相結合工藝能夠有效保證目的礦物能收早收，一定程度上防止過粉碎現象發生［2］。德興銅礦采用優先—混合分步浮選工藝，在原工藝條件下，提高了精礦銅品位約2個百分點，銅回收率從1991年的78.34%提升至2004年的86.72%，金、銀回收率65%左右［3］；紫金山銅礦采用分步優先浮選工藝，有效防止了目的礦物的過粉碎，提高了選礦指標 ；阿舍勒銅礦采用浮選柱設備和異步優先浮選工藝，能夠強化回收效果，提高選礦指標［5］。

米拉多銅礦是厄瓜多爾共和國東南部的薩莫拉－欽奇佩省境內的一個大型銅礦床，是科瑞安特銅礦帶的一部分。厄瓜多爾位于南美洲，屬發展中國家，經濟發展水平低于中國目前的水平。米拉多銅礦建設項目為當地首個礦山建設項目，產出的選礦產品經港口多次轉運將出口到中國。米拉多銅礦于2019年7月建成投產，對米拉多銅礦進行選礦試驗研究，查清米拉多北礦區礦石中可利用的礦產資源、開發選礦工藝、確定合適的工藝流程和藥劑制度，為礦山的建設提供依據和技術支撐。

1 礦石性質

原礦中的主要金屬礦物是黃銅礦和黃鐵礦；伴生金礦物主要為自然金，銀礦物主要為輝銀礦；另有微量閃鋅礦、輝鉬礦、磁鐵礦、方鉛礦、黑鎢礦、白鎢礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦等。脈石主要是硅酸鹽類礦物，包括鉀長石、斜長石和石英，另有少量綠泥石、黑云母和方解石。黃銅礦主要以他形粒狀及粒狀集合體分布在脈石礦物中，少量呈微細粒產出及脈狀分布；有時可見黃銅礦與黃鐵礦共生，少量呈細脈狀分布在黃鐵礦裂隙中。黃鐵礦的粒度較黃銅礦粗，在磨礦細度為-0.074 mm64.4%時，銅礦物單體解離度為60.82%，與脈石礦物的貧連生體占約14%。-0.020 mm粒級黃銅礦占約8.0%，該部分微細粒黃銅礦主要浸染于脈石礦物中，少量被包裹在黃鐵礦中，在磨礦中難以完全單體解離，是影響銅回收率的主要因素。銅硫礦物嵌布分布情況見圖1～圖4。

黃鐵礦主要呈自形—半自形粒狀及粒狀集合體分布在脈石礦物中，有的呈脈狀產出，少量呈微細粒產出；有時可見黃鐵礦與黃銅礦共生，有的被包裹在黃銅礦中；偶爾可見黃鐵礦與磁黃鐵礦、輝鉬礦、磁鐵礦等礦物共生。原礦銅礦物以原生硫化銅為主，其他硫礦物以黃鐵礦為主。原礦化學多元素分析及銅物相分析結果見表1、表2。

注：Au、Ag含量單位為g/t。

?

2 選礦試驗

2.1 磨礦細度條件試驗

為考察磨礦細度對選礦指標的影響，采用1粗2掃進行磨礦細度條件試驗。試驗固定石灰用量400 g/t，粗選pH值9.0，丁基黃藥用量（50+10+10）g/t，2#油用量（30+10+10）g/t。試驗流程及結果見圖5、圖6。

由圖6可見，隨著磨礦細度的提高，銅品位提高；當磨礦細度為-0.074 mm64.5%時，粗精礦含銅9.78%，銅回收率90.02%；繼續提高磨礦細度，銅品位提高幅度不大；綜合考慮，確定磨礦細度-0.074 mm64.5%為宜。

2.2 調整劑種類及用量條件試驗

添加調整劑石灰和碳酸氫鈉的目的一是適當調整礦漿pH值，去除礦漿中的有害離子，有利于浮選泡沫層的穩定；二是石灰和碳酸氫鈉都有分散礦泥的作用。試驗固定磨礦細度-0.074 mm64.5%、丁基黃藥用量（50+10+10）g/t、2#油用量（30+10+10）g/t，進行調整劑種類及用量試驗，試驗流程見圖5，試驗結果見表3。

?

由表3可知，以石灰和碳酸氫鈉作為調整劑，浮選泡沫層都比較穩定；當石灰用量400 g/t時，粗選尾礦銅損失率較低；此外，石灰價格低、來源廣，故采用石灰作為粗選調整劑，用量400 g/t為宜。

2.3 半優先粗選捕收劑條件試驗

米拉多銅礦一期采用混合粗選—粗精礦再磨—銅硫分離的工藝流程，該工藝的不足之處一是部分粗顆粒銅礦物在再磨過程中容易過磨、不利于銅礦物的回收及后期銅精礦過濾，二是銅精礦粒度較細，不利于脫水作業的進行。故該試驗考慮是否能優先選出部分已單體解離的粗顆粒銅精礦，然后再采用混合粗選—粗精礦再磨—銅硫分離的工藝來回收剩余的細顆粒銅精礦。

在石灰用量400 g/t、2#油用量10 g/t、磨礦細度-0.074 mm64.5%的條件下，分別采用捕收劑Z-200、HBS-01、HB-421和BK-301進行1次粗選捕收劑種類及用量試驗。試驗流程見圖7，結果見表4。

?

由表4可知，HBS-01、HB-421和BK-301的選擇性較差；Z-200選擇性相對較好，1次粗選作業銅精礦品位即可達到21%以上，可作為優先浮選銅礦物的捕收劑，綜合考慮，選擇用量20 g/t。

2.4 中礦再磨細度試驗

1次粗選作業以Z-200為捕收劑、2#油為起泡劑，所獲得粗選精礦進行1次空白精選后，即可獲得含銅27%以上的銅精礦。將1次精選尾礦和2粗及3粗泡沫合并作為中礦，當中礦不磨（-0.044 mm73.6%）時，黃銅礦單體解離度僅為51.68%，主要與脈石礦物連生，少量與黃鐵礦連生；當中礦再磨細度為-0.044 mm88.0%時，嵌布粒度為5～50μm，黃銅礦的單體解離度為90.73%，少量與脈石礦物和黃鐵礦連生。中礦再磨前后黃銅礦解離度見表5。

?

根據鏡下檢查結果，對中礦進行再磨細度條件試驗，中礦再磨再選試驗采用1粗1精1掃工藝流程，再磨磨機中添加1 000 g/t的石灰，礦漿pH值為12.15，試驗結果見圖8。

由圖8可見，隨再磨細度地提高，再選精礦銅品位提高；當再磨細度為-0.044 mm85.0%時，再磨精礦含銅8.31%、銅回收率89.72%；故選擇再磨細度為-0.044 mm85%。

2.5 綜合開路試驗

在上述條件試驗的基礎上，采用半優先半混合工藝進行綜合開路試驗，開路流程優先選出部分已單體解離的粗顆粒銅精礦，然后再采用混合粗選—粗精礦再磨—銅硫分離工藝，試驗結果見表6。

?

由表6可知，綜合開路試驗銅精礦1和銅精礦2品位都達到了25%以上，尾礦1和尾礦2含銅較低，可以在此基礎上進行閉路試驗。

2.6 閉路試驗結果

采用異步浮選—中礦再磨再選流程進行閉路試驗，試驗流程及藥劑制度見圖9，試驗結果見表7。

?

由表7可知，銅精礦含銅26.34%、含金3.01 g/t、含銀48.88 g/t，銅、金、銀回收率分別為91.15%，47.62%和66.89%，閉路試驗銅選別指標良好。

3 結論

（1）米拉多銅礦屬于大型斑巖型銅礦，其中銅礦物主要以黃銅礦為主，少量次生銅及微量氧化銅，硫礦物主要以黃鐵礦的形式存在，礦石性質相對簡單，屬于低品位易選銅硫礦石。

（2）結合黃銅礦嵌布粒度不均勻，且包裹在黃鐵礦和脈石礦物之中的性質特點，采用異步選銅工藝，優先回收可浮性較好的粗顆粒銅礦物，再采用混浮再磨再選工藝回收細顆粒銅礦物，取得了良好的選別指標。

（3）閉路試驗獲得了銅精礦含銅26.34%、含金3.01 g/t、含銀48.88 g/t，銅、金、銀回收率分別為91.15%、47.62%和66.89%的試驗指標。由于金、銀大部分以-10μm微細粒包裹于黃鐵礦和脈石礦物之中，浮選過程中主要損失于尾礦中，造成銅精礦中金、銀回收率不高。