易運來，薛 偉，李曉東，毛 競

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

隨著開采年限的推移，剛果（金）歷史遺留下來的氧化銅堆存礦礦石量巨大，由于露天堆存，氧化率高，泥化嚴重，且銅品位低，銅的賦存狀態(tài)復雜，采用單一浮選工藝，浮選指標較差，選礦成本較高［1～4］。本試驗研究的該地區(qū)某氧化銅礦，除上述特點外，堿性脈石含量高，導致直接酸浸成本高，經濟效益差。因此，開發(fā)對該類型銅礦的簡單、實用的選冶聯合工藝具有重要的現實意義。

在礦石性質研究的基礎上，本文主要從選冶聯合角度探討開發(fā)此類礦石的技術工藝。

1 礦石性質

原礦取自剛果（金）某銅礦，原礦化學多元素分析結果見表1。

表1 原礦化學多元素分析結果 %

表1結果表明，礦石中可供選礦回收的主要元素是銅，銅品位1.3%左右；其它金屬礦物主要是Fe；脈石組分SiO2和Al2O3的含量為46.04%，主要是硅（鋁）酸鹽和石英；而MgO和CaO的含量高達23.31%，說明碳酸鎂和碳酸鈣在原礦中的含量較高。從雜質硅、鋁、鈣、鎂的含量來看，屬于銅礦帶上的典型礦石。

原礦銅的化學物相分析結果見表2，原礦MLA分析結果見表3。

表2 原礦銅的化學物相分析結果 %

從表2、表3分析結果來看，礦石成分較為簡單，孔雀石是礦石中最常見的氧化銅礦物，少量硅孔雀石、含銅褐鐵礦，硅孔雀石主要呈不規(guī)則粒狀分布于石英、褐鐵礦中或與孔雀石接觸嵌生，這些含銅礦物不同程度地與鐵磁性礦物關系密切，而具有一定的磁性。脈石礦物以白云石為主，其它脈石主要為石英、方解石、云母等。

2 試驗方案

工藝礦物學研究成果表明，該礦屬于高鈣、高鎂、高氧化率、低品位銅礦。白云石和方解石含量高達33%以上，直接酸浸酸礦比0.60以上，成本高，導致無工業(yè)應用價值。探索試驗表明浮選可以有效回收其中大部分孔雀石，但由于原礦品位低，且浮選工藝復雜，藥劑成本高，環(huán)保壓力大等，導致經濟效益差。鏡下分析該氧化銅礦中的銅與鐵磁性元素關系密切而具有一定磁性。因此，采用高梯度強磁選工藝是一種回收該礦中銅的行之有效方法，一方面提高濕法酸浸工藝銅的入浸品位，大幅降低鈣鎂含量；另一方面通過磁選拋掉大部分耗酸的脈石礦物，大大降低酸耗，降低濕法浸出處理量。結合工藝礦物學研究成果，在探索性試驗研究的基礎上確定采用選冶聯合的原則工藝，以確保該類型銅礦開發(fā)利用的最大價值。原則工藝如圖1所示。

圖1 原則工藝

3 試驗結果與討論

3.1 入選粒度對銅選礦指標的影響

入選粒度是影響選礦指標的重要因素。磨礦過細，目的礦物易過粉碎，不利于浮選或磁選；磨礦過粗，目的礦物未解離而無法分選。對于磁選而言，適當降低細度，有利于磁選回收。采用磁場強度1.2 T、3#介質作為磁選介質，進行不同的磨礦細度條件試驗，獲得的試驗結果如圖2所示。

圖2 入選粒度對銅選礦指標的影響

圖2 結果表明，隨著磨礦細度提高，銅品位呈上升趨勢，但-0.074 mm超過74%后，銅的回收率反而下降，可見磨礦細度太高不利于磁選。綜合考慮磁選指標和成本，選擇適宜的磨礦細度-0.074 mm占65%左右。

3.2 磁選場強試驗

磁選場強的強弱是影響磁選效果的重要因素。涉及多金屬分選而言，選擇適宜的場強尤為重要，場強太低，磁性礦物收率低；場強過高，分選不徹底，金屬互含高。而對于單一礦而言，較高的場強有利于目的礦物的回收，應綜合考慮磁選成本和能耗。采用磨礦細度-0.074 mm占65%、3#介質作為磁選介質，進行不同的磁場強度條件試驗，獲得的試驗結果如圖3所示。磁場強度由0.8 T升高至1.2 T過程，銅的回收率增幅較大，超過1.2 T后，銅的回收率略有升高，但提高幅度較小。因此該礦適宜的磁選場強1.2 T左右。

圖3 磁選場強條件試驗結果

3.3 磁選介質種類篩選試驗

磁選介質是影響高梯度磁選效果的重要因素之一。采用磨礦細度-0.074 mm占65%、磁場強度1.2 T，進行不同的介質種類條件試驗，獲得的試驗結果如圖4所示。介質對精礦銅的品位影響較小，但對銅的回收率影響較大。其中1#介質為棒介質，2#介質為網介質，3#介質為我院自主研發(fā)介質。圖4表明，3#介質銅的回收率最高，為74.58%，因此該礦采用3#介質作為磁選介質。

圖4 磁選介質種類篩選試驗結果

3.4 磁選流程試驗

在磁選試驗條件優(yōu)化的基礎上，進行了磁選流程試驗，同時為酸浸試驗提供樣品。磁選精礦的成分分析結果見表4，精礦產率11.92%，含銅8.32%，銅回收率74.77%。通過磁選可以拋掉接近90%的尾礦量，與原礦成分（MgO、CaO合計含量23.31%）相比，磁選精礦MgO、CaO含量降幅較大，合計達12%以上。

表4 磁選精礦主要成分分析結果 %

3.5 磁選精礦酸浸試驗

原礦直接酸浸，酸礦比高達0.60。通過磁選拋尾，酸耗至少降低80%。酸耗是氧化銅浸出效果的重要參數之一，磁選精礦酸浸條件：磁選精礦濃度30%、常溫、浸出時間60 min條件下進行了不同酸礦比條件試驗，試驗結果如圖5所示。結果表明，隨著酸礦比遞增，銅的浸出率逐漸升高，當酸礦比超過0.15后，銅的浸出率增幅很小，不到1%。因此，磁選精礦的酸礦比選取0.15較為合適，此時銅的浸出率為93.83%。

圖5 磁選精礦常溫浸出硫酸用量試驗結果

因此，對于含銅1.3%左右的氧化銅礦，在磨礦細度-0.074 mm占65%條件下采用磁選-浸出聯合工藝，可以獲得銅品位8%以上、銅回收率74%以上的磁選精礦，磁選精礦常溫酸浸，酸礦比0.15的條件下，銅的浸出率93%以上。綜上磁選-酸浸聯合工藝，銅的總的回收率達68%以上。

4 結 論

1.剛果（金）某氧化銅礦含銅1.3%左右，氧化率高達95%以上。含銅礦物與鐵磁性元素關系密切，具有一定的磁性特征是該銅礦的重要特性。其中脈石礦物碳酸鹽含量相當高，白云石和方解石含量高達33%以上。屬于典型的低品位、高鈣、高鎂氧化銅礦。

2.結合工藝礦物學研究成果，在探索性試驗的基礎上開發(fā)出適合該類型氧化銅礦的磁選-酸浸聯合工藝，磁選銅品位8%以上，銅收率達74%以上；浸出酸耗的酸礦比0.15，銅浸出率93%以上，與原礦直接浸出酸耗下降90%左右。

3.原礦粗磨-磁選-酸浸工藝具有環(huán)保、流程短、適用性強等特點，該工藝的成功實施，為剛果（金）同類型的礦石選冶技術提供了新的方向，將為企業(yè)帶來巨大的經濟效益和社會效益。