某高硫低銅難選礦石工藝礦物學(xué)及選礦試驗(yàn)研究

鐘業(yè)康

（銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司銅山銅礦分公司，安徽 銅陵 244000）

某開采多年的礦山，隨著開采深度的增加，其礦石中銅硫含量的波動較大，其硫銅比介于15到50之間，嚴(yán)重影響生產(chǎn)指標(biāo)的穩(wěn)定性[1]。鑒于礦石中硫銅比較大時生產(chǎn)指標(biāo)一般較差，且出現(xiàn)的頻次較高，因此開展了高硫低銅礦石的試驗(yàn)研究工作，確定該類型礦石適宜的生產(chǎn)工藝流程及條件。

1 礦石工藝礦物學(xué)研究

1.1 礦石化學(xué)多元素及主要元素物相分析

礦石多元素分析結(jié)果見表1，銅、硫礦物的粒度組成見表2、表3。

表1 礦石多元素分析結(jié)果

表2 銅元素化學(xué)物相分析結(jié)果

表3 硫元素化學(xué)物相分析結(jié)果

該礦石原礦含銅0.575%、含硫25.13%；銅主要以硫化銅的形式存在，其中91.13%的銅為原生硫化銅；硫主要為硫化物。

1.2 銅硫礦物的嵌布特征

礦石中的銅礦物絕大部分為黃銅礦，另有微量的斑銅礦、銅藍(lán)、黝銅礦以及輝銅礦等。礦石中的硫化鐵礦物大部分為白鐵礦。

礦石中的黃銅礦主要呈不規(guī)則狀嵌布，其粒度分布很不均勻。礦石中的黃銅礦與硫化鐵礦物的嵌布關(guān)系非常密切，多表現(xiàn)為黃銅礦與白鐵礦以不規(guī)則邊界共生或者相互包裹形成復(fù)雜的嵌布關(guān)系，另有少量黃銅礦呈細(xì)脈狀穿插于白鐵礦內(nèi)，粗粒黃銅礦中也可見白鐵礦、黃鐵礦以細(xì)脈狀充填交代。

礦石中的白鐵礦主要呈粒狀、不規(guī)則狀嵌布在脈石礦物中，少量以細(xì)脈狀嵌布；其中部分以粗粒嵌布的白鐵礦壓碎結(jié)構(gòu)較為發(fā)育，其裂隙或空洞常被脈石礦物充填；另有一部分微細(xì)粒白鐵礦呈自形、半自形結(jié)構(gòu)，常以稠密浸染狀或者星點(diǎn)狀嵌布[2]。

1.3 銅硫礦物的嵌布粒度

礦石中重要金屬礦物的嵌布粒度是確定礦石磨礦工藝和磨礦細(xì)度的重要依據(jù)，礦石中的硫化銅礦物（黃銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)等硫化銅礦物）、硫化鐵礦物（白鐵礦、黃鐵礦）的粒度組成及其分布特征見表4。

表4 硫化銅及硫化鐵礦物的粒度組成/%

由粒度分布特征表可知，礦石中的硫化銅礦物粒度分布不均，主要以中、細(xì)粒嵌布，少量以粗粒嵌布，其中有50.79%分布在0.020mm～0.100mm之間；硫化鐵礦物同樣主要以中、細(xì)粒嵌布，其次以粗粒嵌布。

1.4 磨礦產(chǎn)品中礦物解離度特征

為了解磨礦產(chǎn)品中硫化銅礦物（黃銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)等）、硫化鐵礦物（白鐵礦、黃鐵礦）的單體解離特性，對原礦不同磨礦細(xì)度產(chǎn)品中銅硫礦物的單體解離度進(jìn)行了系統(tǒng)的測定，其結(jié)果見表5及表6。

表5 不同磨礦條件下硫化銅礦物的解離特征/%

表6 不同磨礦條件下硫化鐵礦物的解離特征/%

從表中可以看出，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm占77.9%時，礦石中硫化銅礦物的單體解離度只有49.61%，單體解離較差，其連生體中有一半左右以與硫化鐵礦物連生的形式存在[3]。礦石中的銅礦物和硫礦物均有部分以微細(xì)粒嵌布于脈石礦物中，對銅、硫最終的回收率也會造成一定的影響。

2 選礦試驗(yàn)研究

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，閉路試驗(yàn)采用銅硫混合浮選-中礦再磨再選的工藝流程。試驗(yàn)工藝流程及藥劑制度見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖1 閉路試驗(yàn)工藝流程及藥劑制度

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果

閉路試驗(yàn)結(jié)果顯示，最終獲得的總銅精含銅16.12%，銅回收率86.53%，硫精礦含硫41.85%、含銅0.108%，硫回收率88.78%，混浮尾礦含銅0.046%。

3 結(jié)論

（1）該礦石原礦含銅0.575%、含硫25.13%；銅主要以硫化銅的形式存在，其中91.13%的銅為原生硫化銅；硫主要為硫化物[4,5]。

（2）礦石中的銅礦物絕大部分為黃銅礦，其粒度分布很不均勻，主要以中、細(xì)粒嵌布，少量以粗粒嵌布；礦石中的硫化鐵礦物大部分為白鐵礦，硫礦物同樣主要以中、細(xì)粒嵌布，其次以粗粒嵌布。礦石中的銅礦物和硫礦物均有部分以微細(xì)粒嵌布于脈石礦物中，對銅、硫最終的回收率也會造成一定的影響。

（3）閉路試驗(yàn)最終獲得的總銅精含銅16.12%，銅回收率86.53%，硫精礦含硫41.85%、含銅0.108%，硫回收率88.78%，混浮尾礦含銅0.046%。

（4）針對該類型礦石的銅硫選別，關(guān)鍵工藝條件主要體現(xiàn)在兩個方面：一是適宜的一段以及再磨的磨礦細(xì)度，使銅硫礦物與脈石、銅硫礦物之間達(dá)到適宜的解離，另一個方面是再磨再選的粗掃選pH值以及捕收劑的選擇。兩個條件同時達(dá)到最優(yōu)，該類型難選礦石就會獲得較好的銅硫選別指標(biāo)。