姚書俊，王周和

（金冠銅業(yè)分公司，安徽 銅陵 244001）

某公司與2012年12月投產(chǎn)，年產(chǎn)電解銅40萬噸，選礦車間于2013年1月份投產(chǎn)，渣選礦工藝流程為渣緩冷+粗碎+半自磨+球磨磨礦（磨礦細(xì)度-325目85%）二粗三掃三精浮選（中礦返回球磨再磨）得到銅精礦。設(shè)計(jì)選礦指標(biāo)：原礦銅品位2.3%、銅精礦品位26%、銅回收率85.86%，尾礦含銅0.35%。目前年處理熔煉渣110萬噸，原礦含銅1.78%、銅精礦含銅21%、尾礦含銅0.30%、銅回收率84%。

從三年的生產(chǎn)情況看，生產(chǎn)過程中存在著尾礦含銅不穩(wěn)定的情況，部分月份的尾礦含銅在0.25%以下，部分月份尾礦含銅高達(dá)0.45%以上，全年平均含銅0.30%。

生產(chǎn)中存在熔煉渣含銅、鐵硅比及銅氧化率等熔煉渣性質(zhì)的變化，尾礦含銅在0.25%～0.60%之間波動(dòng)，波動(dòng)較大，且銅精礦含砷較高。為確定影響金冠銅業(yè)分公司渣選礦尾礦含銅高的因素，對(duì)熔煉渣進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，查清影響指標(biāo)的因素。

為了便于對(duì)比，把生產(chǎn)過程中尾礦含銅低于0.30%的爐渣，稱為正常熔煉渣，尾礦含銅大于0.30%以上的爐渣稱為難選熔煉渣。

1 正常熔煉渣工藝礦物學(xué)研究

1.1 樣品主要的化學(xué)成分分析

見表1。

表1 熔煉渣的化學(xué)成分分析結(jié)果

1.2 樣品中銅化學(xué)物相分析

見表2。

表2 熔煉渣中銅的化學(xué)物相分析結(jié)果

1.3 銅物相集合體、冰銅粒度測(cè)量結(jié)果

見表3。

表3 銅物相集合體、冰銅粒度測(cè)量結(jié)果

1.4 不同磨礦細(xì)度下銅的解離特征

分別對(duì)不同磨礦細(xì)度下銅物相集合體的解離度進(jìn)行測(cè)定，統(tǒng)計(jì)結(jié)果分別見表。

結(jié)果表明，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm占80%時(shí)，銅物相集合體解離度為80.44%；當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm占85%時(shí)，銅物相集合體解離度達(dá)81.88%，隨著磨礦細(xì)度的增加，銅物相集合體解離度提升幅度較小。同時(shí)，從銅物相集合體與其它礦物連生體的分布率來看，銅物相集合體與磁鐵礦、鐵橄欖石、非晶質(zhì)鐵鋁硅酸鹽和鈣鐵硅酸鹽的連生關(guān)系均較密切。

表4 銅物相集合體的單體解離度測(cè)定結(jié)果

1.5 樣品中影響銅回收的礦物學(xué)因素

（1）該熔煉渣中銅元素主要賦存于冰銅中，其次有27.01%的銅存在于砷銅合金中，且砷銅合金與冰銅嵌布關(guān)系較密切，在磨礦過程中不易與冰銅解離。同時(shí)，冰銅與砷銅合金浮游性能相近，因此，在銅的浮選過程中，砷銅合金會(huì)隨冰銅進(jìn)入銅精礦中，帶入雜質(zhì)元素As，影響銅精礦的品質(zhì)。

（2）銅物相集合體中0.010mm以下微粒部分占13.16%，這部分銅物相集合體在磨礦過程中解離難度較高，即使解離為單體，其浮選效果相對(duì)較差，會(huì)對(duì)銅的回收率造成一定影響。

1.6 小結(jié)

（1）該熔煉渣中Cu、As元素的含量分別為1.69%和0.11%；該熔煉渣中的Cu元素主要賦存于冰銅中，其次分布在砷銅合金中；As元素主要賦存在銅砷合金中，少量分布于非晶質(zhì)中，而在鐵橄欖石和磁鐵礦中均未見有Cu、As元素分布。

（2）該熔煉渣中的物質(zhì)主要為鐵橄欖石和磁鐵礦，其次為非晶質(zhì)鐵鋁硅酸鹽和鈣鐵硅酸鹽，少量硫化物和金屬合金。硫化物和金屬合金中，銅物相主要為冰銅，其次為砷銅合金，偶見銅鉍合金等；砷物相主要為砷銅合金，另有少量砷化鐵。砷銅合金中，按照砷含量的不同可以分為兩類，含砷較高的為高砷銅合金，另一類為低砷銅合金。

（3）該熔煉渣中銅元素主要賦存于冰銅中，其次有27.01%的銅存在于砷銅合金中，是銅回收的主要對(duì)象；冰銅與砷銅合金浮游性能相近，而且二者嵌布關(guān)系較密切，因此在銅的浮選過程中，雜質(zhì)元素As會(huì)隨砷銅合金進(jìn)入銅精礦中，影響銅精礦的品質(zhì)。

（4）熔煉渣中銅物相集合體的粒度銅物相集合體粒度分布不均勻，當(dāng)細(xì)度為-0.045mm占85%時(shí)，單體解離度為81.88%，粗粒已經(jīng)基本解離，再增加磨礦細(xì)度，銅物相的解離度提高幅度很小，可見微細(xì)粒部分銅物相由于其粒度細(xì)單體解離難度大。

（5）結(jié)合原礦工藝礦物學(xué)研究和產(chǎn)品檢查結(jié)果可以看出，樣品中一部分銅物相單體粒度大于0.074mm，以連生體形式存在的銅物相粒度集中分布在0.010-0.043mm之間，因此需要加強(qiáng)對(duì)較粗銅單體的回收，同時(shí)可通過細(xì)磨增加解離度，以提高銅的回收率。此外，另有一部分銅物相以微細(xì)粒形式嵌布在鐵橄欖石、磁鐵礦和非晶質(zhì)鐵鋁、鈣鐵硅酸鹽中，容易損失在尾礦中。

2 難選熔煉渣工藝礦物學(xué)研究

2.1 樣品主要的化學(xué)成分分析

見表5。

表5 樣品主要的化學(xué)成分分析 ＊單位g/t

2.2 樣品中銅的化學(xué)物相分析

見表6。

表6 熔煉渣中銅的化學(xué)物相分析結(jié)果

2.3 銅物相集合體粒度測(cè)量結(jié)果

見表7。

表7 銅物相集合體粒度測(cè)量結(jié)果

2.4 不同磨礦細(xì)度下銅物相集合體的解離特征

表8 銅物相集合體的單體解離度測(cè)定結(jié)果

結(jié)果表明，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.044mm占87.2%時(shí)，銅物相集合體解離度為79.41%；當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.044mm占93.0%和99.2%時(shí)，銅物相集合體解離度分別為84.41%和86.76%，此時(shí)磨礦細(xì)度再提升解離度提升難度較大。同時(shí)，從銅物相集合體與其它礦物連生體的分布率來看，銅物相集合體與鐵橄欖石、非晶質(zhì)鐵鋁硅酸鹽和鈣鐵硅酸鹽的連生關(guān)系均較密切。

2.5 樣品中影響銅回收的礦物學(xué)因素

（1）該熔煉渣中銅有71.77%賦存于冰銅中，占其次有14.22%和12.31%的銅分別存在于砷銅合金和非晶質(zhì)鈣鐵硅酸鹽中。由于砷銅合金與冰銅嵌布關(guān)系較密切，在磨礦過程中不易與冰銅解離，而且冰銅與砷銅合金浮游性能相近，因此，在銅的浮選過程中，砷銅合金會(huì)隨冰銅進(jìn)入銅精礦中，帶入雜質(zhì)元素As，影響銅精礦的品質(zhì)。同時(shí)，非晶質(zhì)鈣鐵硅酸鹽的銅會(huì)損失在尾礦中，影響銅的回收率。

（2）綜合銅物相粒度、解離度測(cè)量結(jié)果可知，銅物相集合體中0.020mm以下比例較大，占40.77%，其中0.010mm以下微粒部分占20.67%。因此，這部分銅物相集合體在磨礦過程中解離難度較高，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)0.044mm占99.2%時(shí)，解離度僅為86.76%，仍有部分未能解離；同時(shí)，即使這部分解離為單體，不但造成較高的能耗，而且單體粒度大部分在0.010以下，浮選效果相對(duì)較差，也會(huì)對(duì)銅的回收率造成一定影響。

2.6 小結(jié)

（1）該熔煉爐渣中Cu、As元素的含量分別為1.49%和0.24%；該熔煉爐渣中的Cu元素主要賦存于冰銅中，其次分布在砷銅合金和非晶質(zhì)鈣鐵硅酸鹽中；As元素主要分布在砷銅合金、非晶質(zhì)鈣鐵硅酸鹽和鈣鋁硅酸鹽中，而在鐵橄欖石和磁鐵礦中均未見有Cu、As元素分布。

（2）該熔煉爐渣中的物質(zhì)主要為鐵橄欖石，其次為磁鐵礦、非晶質(zhì)鈣鐵硅酸鹽和鐵鋁硅酸鹽，少量硫化物和金屬合金。硫化物和金屬合金中，銅物相主要為冰銅，其次為砷銅合金，偶見金屬銅、銅鉍合金等；砷物相主要為砷銅合金，少量砷化鐵、砷鉛合金，偶見砷化鎳等。砷銅合金中按照砷含量的高低，可以高砷銅合金和低砷銅合金兩類。此外樣品中還含有少量硫化鉛、硫化鋅，微量硫化鐵、自然鉍、金屬鐵、鉻鐵礦、赤鐵礦等。

（3）該熔煉爐渣中銅有71.77%賦存于冰銅中，占其次有14.22%和12.31%的銅分別存在于砷銅合金和非晶質(zhì)鈣鐵硅酸鹽中。由于砷銅合金與冰銅嵌布關(guān)系較密切，在磨礦過程中不易與冰銅解離，而且冰銅與砷銅合金浮游性能相近，因此，在銅的浮選過程中，砷銅合金會(huì)隨冰銅進(jìn)入銅精礦中，帶入雜質(zhì)元素As，影響銅精礦的品質(zhì)。同時(shí)，非晶質(zhì)鈣鐵硅酸鹽的銅會(huì)損失在尾礦中，影響銅的回收率。

（4）熔煉爐渣中銅物相集合體的粒度分布不均，且0.020mm以下占有率較大，共占40.77%，其中0.010mm以下部分占20.67%。同時(shí)，當(dāng)磨礦細(xì)度為0.044mm以下占93.0%和99.2%時(shí)，銅物相集合體解離度分別為84.41%和86.76%，此時(shí)粗粒已經(jīng)基本解離，但即使增加磨礦細(xì)度，微細(xì)粒部分銅物相解離難度較大。然而，即使微細(xì)粒銅物相解離為單體，但會(huì)造成較高的能耗，且單體粒度大部分在0.010mm以下，浮選效果相對(duì)較差，也會(huì)對(duì)銅的回收率造成一定影響。

（5）樣品中的磁鐵礦嵌布粒度較細(xì)，并含有少量Al、Si等雜質(zhì)元素，然而即便如此，磁鐵礦中的Fe含量仍然達(dá)65.31%～66.28%，而且磁鐵礦的相對(duì)物質(zhì)含量為19.71%，因此若通過控制爐渣冷卻溫度等手段，使磁鐵礦的粒度增加，有可能使樣品中的磁鐵礦成為可利用資源，提高樣品的綜合利用程度。此外，改變冷卻制度使磁鐵礦粒度增加的同時(shí)也可促使銅物相粒度的增加，同樣也會(huì)有利于銅物相的回收。

（6）樣品中鋅含量達(dá)1.31%，但由于大部分分散在鐵橄欖石、磁鐵礦、非晶質(zhì)鐵鋁硅酸鹽和鈣鐵硅酸鹽中，僅少量分布于硫化鋅中，因此通過浮選方法富集回收鋅元素的難度較大。

3 影響熔煉渣選銅指標(biāo)的原因分析

結(jié)合上述正常熔煉渣、難選熔煉渣的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，以及堆場(chǎng)難選熔煉渣部分工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，對(duì)三種熔煉渣的性質(zhì)進(jìn)行綜合分析，從主要元素化學(xué)分析結(jié)果、銅元素化學(xué)物相分析結(jié)果、銅物相集合體粒度分布特征以及不同磨礦細(xì)度條件下銅物相解離度四個(gè)方面進(jìn)行綜合對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見表9～12。

表9 主要元素分析結(jié)果對(duì)比

表10 銅元素化學(xué)物相分析結(jié)果對(duì)比

表11 銅物相集合體粒度分布特征對(duì)比

表12 不同磨礦細(xì)度時(shí)銅物相集合體解離度對(duì)比

正常熔煉渣、難選熔煉渣中銅物相集合體粒度分布特征對(duì)比結(jié)果顯示：正常熔煉渣中銅物相集合體在0.074mm以上粒級(jí)占34.59%，難選熔煉渣為28.93%，0.020mm以上粒級(jí)三者的比例分別為62.96%、59.24%、69.32%，0.010mm以下粒級(jí)三者的比例分別為13.16%、20.67%、13.31%；由此可見，正常熔煉渣與難選熔煉渣相比，后者銅物相集合體的粒度偏細(xì)，因此在選別過程中需要更高的磨礦細(xì)度，這可能是導(dǎo)致其被稱為“難選熔煉渣”的主要原因。

正常熔煉渣與難選熔煉渣不同磨礦細(xì)度時(shí)銅物相集合體的解離對(duì)比結(jié)果顯示：正常熔煉渣磨礦細(xì)度（-0.045mm）75%時(shí)解離度為77.08%，難選熔煉渣磨礦細(xì)度（-0.045mm）74%時(shí)解離度為65.36%；正常熔煉渣磨礦細(xì)度（-0.045mm）85%時(shí)，解離度達(dá)81.88%，難選熔煉渣磨礦細(xì)度（-0.045mm）87.2%時(shí)，解離度達(dá)79.41%；正常熔煉渣磨礦細(xì)度（-0.045mm）為95%時(shí)，解離度達(dá)85.64%，難選熔煉渣磨礦細(xì)度為99.2%時(shí)，解離度達(dá)86.76%；由此可見，與正常熔煉渣相比，難選熔煉渣需要更高的磨礦細(xì)度，才能使兩者銅物相集合體的解離度相近。