安徽某富蛇紋石銅礦選礦試驗研究①

謝菲菲，王長濤，劉潤清，翟啟林，孫 偉，高 雅，張麗敏

（中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙 410083）

銅礦中常含有大量黏土礦物，蛇紋石就是其中的一種。蛇紋石在磨礦階段容易過磨引起泥化［1?2］，導致浮選環境惡化，精礦品位降低、MgO含量過高；精礦中MgO含量過高還會影響后續冶煉過程［3］。

針對蛇紋石等硅酸鹽礦物給浮選帶來的不利影響，國內外研究人員進行了大量研究，降鎂工藝主要有浸出降鎂［4］和浮選降鎂［5?7］。常用的降鎂抑制劑有羧甲基纖維素［8?9］、水玻璃、六偏磷酸鈉［10］等，但目前仍沒有較為有效的方法實現有用礦物和含鎂硅酸鹽礦物的高效分離。

本文以安徽某含銅磁黃鐵礦?蛇紋石（滑石）礦為研究對象，通過選擇具有較強選擇性的銅捕收劑、較強抑制能力的鎂硅酸鹽抑制劑以及中礦再磨再選工藝，解決了該銅礦泥化嚴重問題，獲得了品質較高的銅精礦產品，研究成果可為其他類型高泥礦石的處理提供思路。

1 原礦性質及試驗方法

1.1 原礦性質

試驗礦樣取自安徽某銅礦，XRD檢測結果表明試樣的主要礦物為黃銅礦，其次為磁黃鐵礦、黃鐵礦、蛇紋石和滑石等。試樣化學多元素分析結果如表1所示。由表1可知，試樣中具有回收價值的有價元素主要為Cu和Fe。對試樣中的銅礦物進行了化學物相分析，結果如表2所示。由表2可知，Cu主要以硫化物形式存在，其中大部分為原生硫化銅，小部分為次生硫化銅；氧化銅和墨銅礦占比較少。

表1 試樣化學多元素分析結果（質量分數） %

表2 試樣中銅化學物相分析結果

1.2 試驗方法

浮選試驗均在XFG型掛槽浮選機進行，試驗所用藥劑規格如表3所示。

表3 試驗藥劑規格

2 結果與討論

2.1 磨礦細度試驗

原礦中銅礦物與各脈石礦物關系緊密復雜，且嵌布粒度較細，合適的磨礦細度要求銅礦物既能單體解離，又不造成過磨以免加重泥化。石灰用量3 000 g／t，粗選捕收劑SN用量10 g／t、起泡劑2＃油用量20 g／t條件下進行了磨礦細度試驗，試驗流程如圖1所示，結果如圖2所示。

圖1 試驗流程

圖2 磨礦細度對銅精礦品位及回收率的影響

由圖2可以看出，隨著磨礦細度增加，銅精礦回收率不斷增加；當－0.074 mm粒級含量大于84%時，回收率幾乎不變。隨著磨礦細度增加，銅精礦品位逐漸降低，主要是由于磨礦細度增加，原礦中硬度較低的脈石礦物解離度增大，泥化現象不斷加劇，造成礦泥罩蓋和機械夾帶，導致銅精礦品位降低。后續試驗中磨礦細度定為－0.074 mm粒級占84%。

2.2 捕收劑種類試驗

浮選過程利用黃銅礦和其他脈石礦物表面物理化學性質的差異從而將黃銅礦和脈石分離，其中選擇性好、捕收能力強的黃銅礦捕收劑可以緩解泥化造成的銅精礦品位低的問題，獲得品質更高的銅精礦。磨礦細度－0.074 mm粒級占84%，其他條件不變，進行了捕收劑種類試驗，試驗流程同圖1，結果如表4所示。

表4 捕收劑種類試驗結果

由表4可知，使用以上5種捕收劑，銅精礦回收率沒有較大變化，均在93%左右。采用丁黃藥＋Z200組合藥劑時，銅精礦品位最高，可達2.99%。采用丁銨黑藥＋SN組合藥劑時，銅精礦品位最低，為2.31%。這表明丁黃藥＋Z200組合藥劑對銅礦的選擇性較好。而丁銨黑藥具有較強的起泡性能，導致礦泥機械夾帶嚴重。丁黃藥＋Z200組合藥劑對銅的選擇性強，可較大限度地緩解泥化帶來的銅精礦品位低的問題，也不會使銅在尾礦中損失過多。選擇丁黃藥＋Z200組合藥劑為捕收劑。

2.3 抑制劑種類試驗

該銅礦中含有大量的蛇紋石和滑石等硅酸鹽礦物，緩解蛇紋石和滑石泥化對浮選的不利影響是研究的關鍵。磨礦細度－0.074 mm粒級占84%，以丁黃藥＋Z200為組合捕收劑，抑制劑用量均為100 g／t，其他條件不變，進行了礦泥抑制劑種類試驗，試驗流程同圖1，結果如表5所示。

表5 抑制劑種類試驗結果

由表5可知，5種抑制劑對銅精礦回收率影響不大，回收率均在87.68 %～89.15%。使用糊精時銅精礦品位最高，為5.49%，且回收率較高，為88.00%。說明糊精對脈石的抑制效果較強，可減少礦泥上浮；并且對銅礦可浮性影響較小。選擇糊精為脈石抑制劑。

2.4 中礦再磨再選試驗

原礦性質導致中礦產率高且品位低，因此中礦的處理會影響整個浮選過程的合理性和穩定性。如果將中礦順序返回，則會造成入選品位低、返砂負荷大等問題。考慮將中礦再磨再選，減輕返砂負荷，將低品位礦泥盡早脫除。浮選流程和試驗結果分別如圖3和表6所示。

圖3 中礦處理方式試驗流程

表6 中礦處理方式試驗結果

由表6可知，經一粗兩精兩掃、中礦再磨再選浮選，可獲得銅精礦品位21.50%、回收率60.16%的指標，與中礦順序返回相比，銅精礦品位提高了4.40個百分點，中礦3品位提高了0.88個百分點、產率降低了9.46個百分點，極大緩解了泥化造成的中礦產率高、品位低、返砂負荷過大的問題。

2.5 閉路試驗

在條件試驗基礎上進行了閉路試驗，閉路試驗流程及試驗結果分別如圖4和表7所示。

表7 閉路試驗結果

圖4 閉路試驗流程

由表7可知，閉路試驗獲得了銅精礦Cu品位17.21%、回收率86.30%，尾礦Cu品位0.13%、回收率13.70%的浮選指標。與未改進指標相比，銅精礦品位提高了0.71個百分點，回收率提高了3.30個百分點。

3 結 論

1）安徽某銅礦中可回收金屬元素為Cu，Cu主要以黃銅礦形式產出。脈石礦物為硫鐵礦和易泥化的蛇紋石以及滑石。

2）選擇性較強的Z200和捕收性較強的丁黃藥作為組合捕收劑可以較好地回收銅礦并減小蛇紋石等脈石礦物的影響，糊精對蛇紋石等易泥化脈石的抑制能力較強。

3）中礦再磨再選流程可以有效解決泥化帶來的中礦產率高、品位低的難題，提高富蛇紋石銅礦浮選體系的穩定性。

4）一粗兩掃三精、中礦再磨再選浮選閉路浮選試驗可以獲得銅精礦品位17.21%、回收率86.30%的指標。