云南某高碳酸鹽型含銀氧化銅礦中銅銀同步浮選實驗

李向益，王世濤，曾茂青，樂智廣

（國土資源部三江成礦作用及資源勘查利用重點實驗室，國土資源部 昆明礦產資源監督檢測中心，云南 昆明 650218）

銅作為一種有色金屬，由于其具有一系列優異的性能，銅及銅制品被廣泛用于電氣、輕功、機械制造、交通運輸、電子、郵電、軍工等行業[1]。我國銅資源短缺，銅資源存在貧礦多、富礦少、礦石品位偏低、優質銅礦資源少等特點[2]。目前隨著銅需求日益增加，硫化銅礦資源的不斷開采利用，硫化銅礦資源量逐年減少[3]。在我國銅礦資源中，氧化銅礦資源占有重要地位，是我國銅資源的重要組成部分，除大多數硫化銅礦床上部有氧化帶外，還有儲量巨大的獨立氧化銅礦床[4-5]。本文以云南某地含銀氧化銅礦為研究對象，開展銅銀同步浮選實驗研究，旨在綜合回收礦石中的銅和銀，為該地區含銀氧化銅礦資源的開發利用及生產實踐提供技術依據和參考。

1 原礦性質

1.1 原礦化學多元素及銅物相分析

原礦化學多元素分析及銅物相分析結果見表1和表2。

表1 原礦化學多元素分析結果/%Table 1 Multi-element analysis results of the run-of-mine ore

表2 原礦銅物相分析結果Table 2 Copper phase analysis results of the raw ore

1.2 原礦礦物組成、嵌布特征及銅銀賦存狀態

礦石主要由孔雀石（1.8%）、藍銅礦（0.4%）、黃銅礦（0.1%）、白云石（77%）、石英（9%）、斜長石（2.2%）、絹云母（3.6%）、方解石（2%）、褐鐵礦（1.7%）等組成。其中主要的目的礦物為孔雀石和藍銅礦。礦石中碳酸鹽含量高達79%，礦石屬于高碳酸鹽型氧化銅。

礦石中目的礦物孔雀石、藍銅礦主要呈微晶狀、粉晶狀，少數柱狀，集合體呈脈狀、不規則粒狀、放射狀，與白云石、褐鐵礦和石英等脈石礦物嵌布關系復雜，其中部分目的礦物與白云石呈混染狀嵌布、細脈穿插狀連生，部分孔雀石填充于石英顆粒縫隙之間。嵌布粒度在10～100 μm之間，屬微細粒至細粒嵌布，嵌布粒度較細是影響銅回收率提高的主要因素。

礦石中銅主要以獨立礦物形式賦存在孔雀石和藍銅礦中，占89%，少部分銅賦存于黃銅礦、斑銅礦等硫化銅礦物中，占2.5%，少部分賦存在硅孔雀石中，占3.5%，部分以微細粒包裹體形式賦存在白云石等脈石礦物中，占5%。

礦石中銀主要以類質同象形式存在于孔雀石和藍銅礦等銅礦物中，占86%部分銀以微細粒包裹體形式賦存在白云石、石英及褐鐵礦等脈石礦物中，占13%，極少量的銀以輝銀礦形式包裹于孔雀石中。因此銀主要是賦存或者包裹于銅礦物中，可以通過浮選回收氧化銅礦物從而達到銀的同步回收。

2 浮選實驗研究

2.1 選礦工藝的選擇

氧化銅礦的選礦工藝最常見的主要是硫化-黃藥浮選和濕法浸出工藝。由于礦石中不僅有銅，還有較高品位的銀，同時礦石中白云石、方解石等碳酸鹽礦物高達79%，采用濕法浸出工藝成本較高，也不利于礦石中銀的回收。因此宜采用硫化-黃藥浮選工藝回收礦石中的銅和銀。通過大量預先探索實驗，初步確定硫化劑為硫化鈉，硫化鈉添加方式為加入磨機，活化劑為B-135，捕收劑為戊基黃藥。

2.2 磨礦細度條件實驗

礦物單體解離是實現礦石中氧化銅礦物與脈石礦物浮選分離的基礎，也是浮選過程中取得良好浮選指標的關鍵。因此，確定合適的磨礦細度至關重要。在其他條件固定不變的情況下，研究磨礦細度為-74 μm 含量對銅銀浮選指標的影響，實驗流程見圖1，實驗結果見圖2。

圖1 條件實驗流程Fig.1 Conditional test flowsheet

圖2 磨礦細度對銅銀精礦中銅、銀指標的影響Fig.2 Effects of grinding fineness on the index of copper and silver in copper and silver concentrate

由圖2 可知，當磨礦細度從-74 μm 含量65%到95%變化時，銅銀精礦銅品位變化不大，銀品位略微有所提高，銅和銀的回收率均是先提高后降低。綜合銅銀精礦中銅、銀的品位和回收率考慮，合適的磨礦細度為-74 μm 含量為85%。

2.3 粗選條件實驗

粗選條件主要優化硫化劑硫化鈉用量、活化劑B-135 用量和捕收劑種類和用量，研究其對粗選銅粗精礦指標的影響效果。

2.3.1 硫化鈉用量

硫化鈉對氧化銅礦物具有良好的硫化作用，是氧化銅礦硫化—黃藥浮選工藝中常用的硫化劑。在磨礦細度為-74 μm 含量85%，活化劑B-135 用量1500 g/t，捕收劑戊基黃藥用量250 g/t 的條件下，對硫化劑硫化鈉用量進行條件實驗，考查硫化鈉用量對粗選銅銀粗精礦指標的影響，實驗流程見圖1，實驗結果見圖3。

圖3 硫化鈉用量對銅銀粗選浮選指標的影響Fig.3 Effects of sodium sulfide dosage on the index of copper and silver roughing Ⅰ

當硫化鈉用量從1250 g/t 逐步增加到2000 g/t，粗選銅銀粗精礦Cu 和Ag 品位呈現先降低后略微升高的趨勢，而回收率則呈現先升高后降低的趨勢。因此粗選硫化劑硫化鈉用量為1500 g/t。

2.3.2 活化劑B-135 用量

B135 是氧化銅礦的活化劑，在有硫化鈉存在的條件下，其活化效果更好。在磨礦細度為-74 μm含量85%，硫化鈉用量1500 g/t，捕收劑戊基黃藥用量250 g/t 的條件下，對活化劑B-135 用量進行條件實驗，考查B-135 用量對粗選銅銀粗精礦指標的影響，實驗流程見圖1，實驗結果見圖4。

圖4 B-135 用量對銅銀粗選浮選指標的影響Fig.4 Effects of B-135 dosage on the index of coppe rand silver roughing Ⅰ

隨著活化劑B-135 用量增加，粗選銅銀粗精礦Cu 和Ag 品位呈現先降低趨勢，而回收率則呈現先升高后穩定的趨勢。因此粗選活化劑B-135用量為1500 g/t。

2.3.3 捕收劑種類

氧化銅硫化-黃藥浮選工藝中，常見的捕收劑有丁基黃藥和戊基黃藥等。浮選銅的同時兼顧銀的回收，因此考查不同種類的黃藥對粗選銅銀浮選效果的影響，在磨礦細度為-74 μm 85%，硫化鈉用量1500 g/t，活化劑B-135 用量1500 g/t，捕收劑用量均為250 g/t 的條件下，對比丁基黃藥、戊基黃藥、541 黃藥和高效黃藥對粗選銅銀粗精礦指標的影響，實驗結果見圖5。

由圖5 可知，幾種捕收劑中對粗選銅銀同步浮選效果較好的為戊基黃藥。因此采用戊基黃藥作為該含銀氧化銅礦的捕收劑。

圖5 不同捕收劑對銅銀粗選浮選指標的影響Fig.5 Effects of different collectors on the index of copper and silver roughingⅠ

2.3.4 捕收劑戊基黃藥用量

通過捕收劑種類實驗確定了含銀氧化銅礦銅銀同步浮選的捕收劑為戊基黃藥。為了獲得較佳的戊基黃藥用量，對戊基黃藥用量進行優化實驗，考查不同戊基黃藥用量對粗選銅銀浮選效果的影響。實驗結果見圖6。

圖6 戊基黃藥用量對銅銀粗選效果的影響Fig.6 Effects of sodium isoamylxanthate dosage on the index of copper and silver roughingⅠ

隨著捕收劑戊基黃藥用量從150 g/t 增加到300 g/t，粗選銅銀粗精礦Cu 和Ag 品位呈現先降低趨勢，而回收率則呈現明顯升高后穩定的趨勢。因此粗選捕收劑戊基黃藥用量為250 g/t。

2.4 閉路流程實驗

通過磨礦細度、粗選浮選條件實驗研究，確定了較佳的磨礦細度-74 μm 85%，粗選硫化鈉用量1500 g/t、活化劑B-135 用量1500 g/t，捕收劑為戊基黃藥，其用量250 g/t。浮選流程結構為“兩次粗選兩次精選三次掃選”。浮選開路實驗可得到銅銀精礦Cu 品位23.61%，Cu 回收率為61.03%，Ag 品位 1168 g/t，Ag 回收率69.48%的選礦指標。在磨礦細度、粗選浮選條件實驗和開路實驗的基礎上進行浮選閉路流程實驗，實驗流程見圖7，實驗結果見表3。

表3 閉路流程實驗結果Table 3 Results of the close-circuit test

圖7 浮選閉路實驗流程Fig.7 Process flowsheet of the close-circuit test

由表2 可知，云南某高碳酸鹽型含銀氧化銅礦經銅銀同步浮選閉路實驗流程選別后，獲得銅銀精礦Cu 品位22.03%，Cu 回收率為71.69%，Ag品位 1095 g/t，Ag 回收率81.90%的技術指標。銅銀精礦達到了商品精礦的質量要求。礦石中的銅和銀均得到較好的綜合回收。

閉路實驗銅銀精礦中Cu 和Ag 回收率較低，主要是因為礦石中主要氧化銅礦物孔雀石和藍銅礦呈微晶狀、粉晶狀，與白云石等脈石礦物呈混染狀嵌布、細脈穿插狀連生，嵌布關系復雜，嵌布粒度較細導致，部分銅難以回收，而銀又主要是賦存在銅礦物中，部分銅礦物的損失從而影響銀的回收率提高。

3 結 論

（1）云南某銅礦屬于高碳酸鹽型含銀氧化銅礦。礦石品位為Cu 1.38%、Ag 60.16 g/t，含CaO 25.90%、MgO 18.51%。原礦中銅氧化率95.73%。礦石中銅主要賦存在孔雀石和藍銅礦中。礦石中銀主要以類質同象形式存在于孔雀石和藍銅礦等銅礦物中。

（2）礦石中目的礦物孔雀石和藍銅礦呈微晶狀、粉晶狀，與白云石、石英等脈石礦物呈混染狀嵌布、細脈穿插狀連生，嵌布粒度在10～100 μm，屬微細粒至細粒嵌布。

（3）在較佳的浮選工藝條件下，原礦經銅銀同步浮選閉路實驗流程可獲得銅銀精礦Cu 品位22.03%，Ag 品位 1 095 g/t，Cu 回收率為71.69%，Ag 回收率81.90%的技術指標。通過銅銀同步浮選，礦石中的銅和銀得到較好的綜合回收。

（4）銅銀精礦銅和銀回收率較低的主要原因是目的礦物孔雀石和藍銅礦呈微晶狀、粉晶狀，與白云石等脈石礦物呈混染狀嵌布、細脈穿插狀連生，嵌布關系復雜，嵌布粒度較細，導致磨礦過程中礦物單體難以充分解離，部分銅難以回收，而銀又主要是賦存在銅礦物中，部分銅礦物的損失從而影響銀的回收率提高。

（5）實驗研究結果為云南某地含銀氧化銅礦的開發利用及生產實踐提供技術依據和參考。