張漢彪，薛偉

（1.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開發(fā)院，江西 南昌 330001；2.湖南有色金屬研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410100）

剛果（金）復(fù)雜難選氧化銅鈷礦的現(xiàn)有處理工藝主要有浮選法和化學(xué)選礦法兩大類。浮選法分為直接浮選法和硫化黃藥法，直接浮選法是銅礦物直接采用脂肪酸類捕收劑浮選，主要適用于碳酸鹽含量很低的礦石；硫化浮選法是銅礦物經(jīng)過(guò)硫化鈉、硫氫化鈉、硫化銨等充分硫化，表明形成硫化膜，再采用黃藥類捕收劑進(jìn)行捕收劑，硫化黃藥法適用于大多數(shù)氧化銅礦石[1-3]。

剛果（金）地區(qū)的銅鈷礦體通常情況下從0 ～120 m 為氧化礦，氧化率一般高于93%，該類銅鈷礦儲(chǔ)量大，開展此類難選氧化銅礦的選礦研究，開發(fā)出高效的銅礦物捕收劑、流程簡(jiǎn)單易于實(shí)施的選礦工藝對(duì)剛果（金）難選氧化銅礦開發(fā)利用具有十分重要的意義[4]。

某氧化銅礦具有高氧化率、銅賦存狀態(tài)復(fù)雜的特點(diǎn)，對(duì)該礦進(jìn)行了詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究，開展了進(jìn)行試驗(yàn)研究，開發(fā)出高效氧化銅礦捕收劑、浮選-磁選聯(lián)合工藝，獲得了良好的選礦指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

剛果（金）某復(fù)雜難選氧化銅鈷礦的化學(xué)多元素分析結(jié)果及銅物相分析結(jié)果分別見表1、表2，銅礦物及含銅礦物的微區(qū)能譜分析平均結(jié)果見表3，根據(jù)該結(jié)果，根據(jù)微區(qū)成分分析結(jié)果及礦物相對(duì)含量，對(duì)銅的賦存狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，結(jié)果見表4。

表 1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 /%Table 1 Analysis results of multi-elements of the raw ore

表 2 銅的化學(xué)物相分析結(jié)果Table 2 Analysis results of copper phase

表3 銅礦物及含銅礦物能譜微區(qū)成分分析結(jié)果 /%Table 3 Analysis results of energy spectrum of copper ore and copper - bearing ore

表4 銅的平衡計(jì)算結(jié)果 /%Table 4 Equilibrium calculation results of copper

該礦中銅的賦存狀態(tài)較為復(fù)雜，可浮性較好的銅藍(lán)、孔雀石中的銅配分比僅為52.92%，且孔雀石中往往混入其他雜質(zhì)，使其可浮性發(fā)生變化，大部分孔雀石可通過(guò)浮選回收，少部分鐵含量較高的孔雀石可通過(guò)磁選回收；假孔雀石有一定的可浮性，但通過(guò)單一的硫化黃藥法難以徹底回收，需要采用高效的捕收劑可提高該礦物的回收率，可浮性較差的銅鈷鐵錳結(jié)合物、含銅褐鐵礦難以通過(guò)浮選回收，但該部分礦物具有磁性，可通過(guò)磁選回收。

2 試驗(yàn)方案

原礦銅的硫化礦少，氧化率高，賦存狀態(tài)復(fù)雜，銅礦物可浮性差異大，本次試驗(yàn)浮選擬采用氧硫混浮工藝，通過(guò)高效捕收劑與常規(guī)捕收劑的組合協(xié)同，強(qiáng)化可浮性較差的孔雀石、假孔雀石的捕收，浮選回收該部分銅礦物。銅鈷錳氧結(jié)合物、含銅褐鐵礦及少部分可浮性極差的孔雀石、假孔雀石通過(guò)磁選進(jìn)行回收。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 浮選試驗(yàn)

浮選條件試驗(yàn)的流程見圖1。浮選條件試驗(yàn)主要包括磨礦細(xì)度、捕收劑種類與用量、硫化劑種類與用量條件試驗(yàn)。

圖1 浮選條件試驗(yàn)流程Fig .1 Flotation condition test procedure

3.1.1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

根據(jù)圖1 的流程進(jìn)行磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，粗選硫化劑為硫氫化鈉，用量為1800 g/t，捕收劑丁黃藥，用量為240 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果Fig .2 condition test results of grinding fineness

試驗(yàn)結(jié)果表明，磨礦細(xì)度60%～85%范圍內(nèi)，隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦銅的品位逐漸下降，粗精礦銅回收率呈上升趨勢(shì)，但細(xì)度超過(guò)72%后，粗精礦銅回收率上升幅度較小，因此，該礦適宜的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 72%。

3.1.2 捕收劑種類篩選試驗(yàn)

按照?qǐng)D1 流程進(jìn)行了捕收劑種類篩選試驗(yàn)，銅粗選硫化劑為硫氫化鈉，用量為1800 g/t，捕收劑總用量為240 g/t（丁黃藥與其他藥劑組合使用，丁黃藥的比例為70%）。

丁黃藥作為捕收劑，粗精礦銅回收率為60%左右，采用丁黃藥與苯并三唑、苯甲羥肟酸組合使用，銅的回收率可以提高至63%左右，與CCEC18 組合使用，銅的回收率可提高至69%，且銅品位變化不大。CCEC18 是一種新型改進(jìn)型羥肟酸類捕收劑，與苯甲羥肟酸相比，其更易于銅離子形成螯合物，且形成的螯合物溶度積較小，可以使銅礦物表明形成更牢固的疏水膜，提高銅礦物的回收率。因此，本次試驗(yàn)采用丁黃藥+CCEC18 組合作為銅礦物浮選捕收劑。

圖 3 捕收劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果Fig .3 condition test results of types of collectors

3.1.3 硫化劑種類篩選試驗(yàn)

按照?qǐng)D1 流程進(jìn)行了硫化劑種類篩選試驗(yàn)，捕收劑為丁黃藥+CCEC18，用量為240 g/t。試驗(yàn)結(jié)果見圖4。銅粗選硫化劑用量為1800 g/t。

圖4 硫化劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果Fig. 4 condition test results of types of vulcanization agents

試驗(yàn)結(jié)果表明，硫化鈉、硫氫化鈉試驗(yàn)結(jié)果相近，硫氫化鈉與硫化銨組合使用效果較差，本次試驗(yàn)采用硫氫化鈉作為硫化劑。

3.2 高梯度強(qiáng)磁選背景場(chǎng)強(qiáng)條件試驗(yàn)

浮選尾礦中損失的銅礦物主要為銅鈷鐵錳結(jié)合物、含銅褐鐵礦、含鐵孔雀石、含鐵假孔雀石、含鐵硅孔雀石，其中銅鈷鐵錳結(jié)合物、含銅褐鐵礦比磁化系數(shù)較高，容易被磁選回收；比磁化系數(shù)較低的孔雀石、假孔雀石、硅孔雀石，因吸附作用或機(jī)械混入雜質(zhì)鐵，提高了其比磁化系數(shù)，在較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下，磁選可以回收該部分礦物。

不同的銅礦物或含銅礦物磁選需要的背景場(chǎng)強(qiáng)有所區(qū)別，適宜的背景場(chǎng)強(qiáng)有利于目的礦物的回收。因此，進(jìn)行了浮選尾礦磁選的背景場(chǎng)強(qiáng)條件試驗(yàn)研究，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖5 高梯度強(qiáng)磁選背景場(chǎng)強(qiáng)條件試驗(yàn)流程Fig .5 Test procedure of high gradient strong magnetic separation background field strength condition

圖6 高梯度磁選背景場(chǎng)強(qiáng)條件試驗(yàn)結(jié)果Fig. 6 Test results of background field intensity condition of high gradient magnetic separation

圖6 表明，隨著高梯度強(qiáng)磁選背景場(chǎng)強(qiáng)的升高，含銅磁選粗精礦回收率逐漸增加，背景場(chǎng)強(qiáng)高于1.3 T 后，繼續(xù)升高背景場(chǎng)強(qiáng)，不能大幅提高銅的回收率，且含銅磁選粗精礦精礦銅品位略有下降，因此強(qiáng)磁選適宜的背景場(chǎng)強(qiáng)為1.3 T。

3.3 浮選-磁選聯(lián)合閉路試驗(yàn)

浮選-磁選聯(lián)合閉路試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 浮選-磁選聯(lián)合工藝流程結(jié)果Table 3 Results of combined flotation - magnetic separation process

圖7 浮選-磁選聯(lián)合工藝流程Fig .7 Test procedure of high gradient strong magnetic separation background field strength condition

氧化銅鈷礦通過(guò)浮選-磁選聯(lián)合的工藝流程選別，獲得的浮選銅精礦銅品位24.17%，銅回收率73.08%。浮選尾礦通過(guò)一次磁選粗選，一次磁選精選，進(jìn)一步回收了尾礦中的銅礦物，獲得含銅8.14%的磁選精礦，其中耗酸物質(zhì)CaO、MgO含量?jī)H為0.21%、1.64%，可以作為銅濕法冶金的良好原料。

4 結(jié) 論

（1）剛果（金）某復(fù)雜難選氧化銅礦銅品位2.47%，氧化率為98.96%，結(jié)合率15.82%，主要銅礦物為孔雀石、假孔雀石、硅孔雀石、銅鈷鐵錳結(jié)合物、含銅褐鐵礦等，脈石礦物主要為石英、絹云母，少量綠泥石、白云石、黑云母等。

（2）原礦中銅的賦存狀態(tài)較為復(fù)雜，且諸如孔雀石、假孔雀石中往往含有雜質(zhì)，導(dǎo)致其可浮性發(fā)生變化，使用常規(guī)捕收劑與高效捕收劑組合，可以有效提高銅礦物的回收率。

（3）浮選尾礦中損失的銅鈷鐵錳結(jié)合物、含銅褐鐵礦、含鐵孔雀石、含鐵假孔雀石、含鐵硅孔雀石等，通過(guò)磁選進(jìn)一步回收，大幅提高銅礦物的回收率。浮選—高梯度強(qiáng)磁選工藝工藝簡(jiǎn)單、易于工業(yè)化、適用性強(qiáng)，對(duì)于剛果（金）的氧化銅鈷礦的選礦具有較強(qiáng)的示范作用和推廣價(jià)值。