姜美光 梁澤躍 呂向文 張 軍 蔣叢國(guó)

(1.云南迪慶有色金屬有限責(zé)任公司，云南 迪慶藏族自治州 674400；2.昆明冶金研究院有限公司，昆明 650093)

銅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)原材料，被廣泛應(yīng)用到電氣、電子、交通運(yùn)輸、冶金、建筑、藝術(shù)、能源石化、海洋產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。我國(guó)是全球最大的銅生產(chǎn)國(guó)、貿(mào)易國(guó)和消費(fèi)國(guó)，在全球銅產(chǎn)業(yè)占有重要席位。我國(guó)銅礦產(chǎn)資源雖然豐富，但大多具有銅品位低、嵌布粒度細(xì)、連生包裹復(fù)雜等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響資源綜合利用效果[1，2]。提升貧、細(xì)、雜銅礦石的選礦技術(shù)和提高礦石綜合利用率對(duì)保障我國(guó)銅工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。硫化銅礦是銅的主要礦物，其主要選別方法是浮選[3-10]。近年來(lái)，硫化銅浮選工藝發(fā)展迅速，階段磨浮工藝流程、分支串流浮選工藝、充氣調(diào)漿工藝等選礦方法在國(guó)內(nèi)外礦山都得到了廣泛應(yīng)用。云南某銅礦為特大斑巖型銅礦，該礦銅品位不高，伴生有鉬，具有綜合回收價(jià)值。本文采用原礦粗磨—銅鉬混選—粗精礦再磨精選浮選工藝流程回收該銅礦，系統(tǒng)研究了工藝參數(shù)條件如原礦磨礦細(xì)度、粗精礦再磨細(xì)度、捕收劑、抑制劑、起泡劑種類及用量等對(duì)銅回收的影響，并考察伴生金屬鉬、金和銀的回收情況，為該礦的綜合利用提供參考。

1 礦石性質(zhì)

該斑巖型銅礦含銅0.32%、含鉬0.0065%，其他有價(jià)金屬含量較低。礦石中的銅主要以硫化物的形式存在，主要金屬礦物為黃銅礦，脈石礦物主要有石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、白云母、透閃石、方解石、綠泥石等。化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。銅的化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

表2 銅的化學(xué)物相分析結(jié)果

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

通過(guò)調(diào)整磨礦時(shí)間控制磨礦細(xì)度，以粗選精礦中銅的品位和回收率為指標(biāo)確定最佳磨礦細(xì)度。固定浮選藥劑丁基銨黑藥用量130 g/t、石灰用量350 g/t、起泡劑HCCL用量40 g/t，磨礦細(xì)度對(duì)銅回收的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 磨礦細(xì)度對(duì)銅回收的影響Fig.1 Effects of grinding fineness on copper recovery

從圖1可以看出，隨著礦石磨礦細(xì)度的升高，粗選精礦中銅品位呈逐漸降低趨勢(shì)，銅回收率先升高后降低。磨礦細(xì)度-0.074 mm占比由60%提升至65%時(shí)，銅品位變化不大，但磨礦細(xì)度-0.074 mm占比為65%時(shí)的銅回收率最高，因此原礦磨礦細(xì)度選擇-0.074 mm占比65%，對(duì)應(yīng)精礦銅品位為11.86%、銅回收率為84.87%。

2.2 捕收劑種類試驗(yàn)

固定捕收劑用量130 g/t、石灰用量350 g/t、起泡劑HCCL用量40 g/t，磨礦細(xì)度-0.074 mm占比65%，研究捕收劑分別為丁基銨黑藥、丁基黃藥、PL-307、PL-756、Z-200時(shí)，捕收劑種類對(duì)銅回收的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 捕收劑種類對(duì)銅回收的影響Fig.2 Effects of collector on copper recovery

從圖2可以看出，比較而言，采用PL-307和丁基銨黑藥為捕收劑時(shí)所得精礦銅品位和銅回收率均比采用其他藥劑時(shí)的高，PL-307和丁基銨黑藥兩種藥劑相比，使用PL-307為捕收劑時(shí)所得銅回收率更高，且所得銅精礦品位與選擇丁基銨黑藥為捕收劑時(shí)的接近。綜合考慮銅品位、銅回收率指標(biāo)，使用PL-307為捕收劑的選別效果最佳，后續(xù)試驗(yàn)采用PL-307為浮選銅的捕收劑。

2.3 捕收劑用量試驗(yàn)

控制磨礦細(xì)度為-0.074 mm占比65%，其他浮選工藝參數(shù)條件不變，改變PL-307藥劑用量，研究捕收劑PL-307用量對(duì)銅回收的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 捕收劑PL-307用量對(duì)銅回收的影響Fig.3 Effects of collector dosage on copper recovery

從圖3可以看出，隨著捕收劑PL-307用量的增加，精礦銅品位呈逐漸降低趨勢(shì)，銅回收率先升高后下降。當(dāng)PL-307用量為120 g/t時(shí)，精礦銅品位11.36%、銅回收率85.36%，捕收劑用量為130 g/t時(shí)的銅回收率較捕收劑為120 g/t時(shí)略有上升，為85.39%，但精礦銅品位由11.36%降低至9.87%，降幅明顯，因此最佳捕收劑PL-307用量選擇120 g/t為佳。

2.4 石灰用量試驗(yàn)

黃鐵礦在酸性礦漿環(huán)境中易浮，在堿性環(huán)境中上浮被抑制，因此礦漿pH值是銅硫分離浮選時(shí)需控制的重要參數(shù)，直接影響銅硫分離浮選效果。通常的分離浮選一般在堿性環(huán)境中進(jìn)行，這是因?yàn)閴A性環(huán)境可以減少重金屬陽(yáng)離子的不利影響，降低硫化礦的氧化作用，同時(shí)降低捕收劑的分解，減慢抑制礦物的活化速率[5]。

石灰是常用抑制黃鐵礦浮選的抑制劑，他對(duì)黃鐵礦的抑制主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是石灰在礦漿中產(chǎn)生的Ca2+可以在黃鐵礦礦物表面形成致密的親水性化合物，可以影響捕收劑對(duì)黃鐵礦的捕收；二是石灰可以水解生成OH-，改變黃鐵礦礦物的表面性質(zhì)，同時(shí)改變黃鐵礦的水化作用，使其由疏水性變?yōu)橛H水性，從而抑制黃鐵礦物上浮。因此，石灰用量對(duì)浮選流程有較大影響?？刂颇サV細(xì)度-0.074 mm占比65%、捕收劑PL-307用量120 g/t，其他浮選條件不變，研究石灰用量對(duì)銅回收的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 石灰用量對(duì)銅回收的影響Fig.4 Effects of CaO dosage on copper recovery

從圖4可以看出，隨著石灰用量的增加，精礦銅品位呈逐步上升趨勢(shì)，銅回收率呈逐步降低趨勢(shì)。當(dāng)石灰用量為300 g/t時(shí)所得銅精礦的銅品位和銅回收率綜合指標(biāo)最佳，對(duì)應(yīng)銅品位為11.23%、銅回收率為84.76%，因此浮選石灰用量?jī)?yōu)選300 g/t。

2.5 起泡劑HCCL用量試驗(yàn)

起泡劑在浮選流程中起到關(guān)鍵作用，不只影響氣泡的質(zhì)量和數(shù)量，還能影響礦物顆粒的接觸，從而在浮選過(guò)程中促使親水性不同的礦物分離開(kāi)來(lái)[6]。天然起泡劑松醇油的氣泡大小、起泡速率、泡沫穩(wěn)定性等難以調(diào)節(jié)，在使用過(guò)程中存在泡沫發(fā)黏、流動(dòng)性差等問(wèn)題，影響浮選效果[7]。因此引進(jìn)了新型捕收劑HCCL。在磨礦細(xì)度-0.074 mm占比65%、捕收劑PL-307用量120 g/t、石灰用量300 g/t條件下，研究起泡劑HCCL用量對(duì)銅回收的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5 起泡劑HCCL用量對(duì)銅回收的影響Fig.5 Effects of foaming agent HCCL dosage on copper recovery

從圖5可以看出，隨著起泡劑HCCL用量的增加，銅品位呈逐步降低而銅回收率呈先升高后降低趨勢(shì)。這是由于起泡劑用量增加后，泡沫發(fā)黏過(guò)于穩(wěn)定，夾帶起較多親水新物質(zhì)，降低了銅精礦品位，同時(shí)泡沫流動(dòng)性變差，影響選別回收率。由圖5可知，當(dāng)HCCL用量為20 g/t時(shí)，銅品位和銅回收率的綜合指標(biāo)最佳，對(duì)應(yīng)銅品位為11.34%，銅回收率為84.67%。

2.6 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

為了進(jìn)一步探尋粗精礦再磨細(xì)度對(duì)選別指標(biāo)的影響，在粗磨細(xì)度-0.074 mm占比65%、石灰用量300 g/t、PL-307用量120 g/t、HCCL用量20 g/t條件下，研究粗精礦再磨時(shí)磨礦細(xì)度對(duì)銅回收的影響，浮選原則流程見(jiàn)圖6，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖6 粗選精礦再磨磨礦細(xì)度浮選流程Fig.6 Flowsheet of fineness test of coarse concentrate regrinding

圖7 粗精礦再磨磨礦粒度對(duì)銅回收的影響Fig.7 Effects of crude concentrate regrinding on copper recovery

從圖7可以看出，隨著再磨細(xì)度的提高，銅精礦品位逐漸升高，銅回收率先逐漸升高后開(kāi)始降低，在粗精礦再磨細(xì)度-0.045 mm占比90%時(shí)所得銅精礦銅品位和銅回收率綜合指標(biāo)最佳，對(duì)應(yīng)銅品位為23.92%、銅回收率為60.97%。

2.7 開(kāi)路試驗(yàn)

全流程開(kāi)路試驗(yàn)流程見(jiàn)圖8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，隨著精選次數(shù)的增加，銅精礦品位逐步提升。采用原礦粗磨-銅鉬混合浮選-粗精礦再磨精選流程，全開(kāi)路流程可獲得精礦銅品位23.13%，銅回收率64.01%的選別指標(biāo)。

圖8 原礦粗磨-銅鉬混合浮選-粗精礦再磨精選開(kāi)路試驗(yàn)流程Fig.8 Flowsheet of open circuit test

表3 開(kāi)路流程試驗(yàn)結(jié)果

2.8 閉路試驗(yàn)

閉路試驗(yàn)工藝流程見(jiàn)圖9，閉路試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。由表5可知，閉路試所得銅精礦銅品位22.84%、銅回收率87.79%，選別指標(biāo)較佳。

圖9 原礦粗磨-銅鉬混合浮選-粗精礦再磨精選開(kāi)路試驗(yàn)流程Fig.9 Floowsheet of closed circuit test

表4 閉路流程試驗(yàn)結(jié)果

2.9 伴生鉬、金、銀回收情況考查

對(duì)閉路試驗(yàn)流程中的原礦及精礦產(chǎn)品鉬、金、銀進(jìn)行了化學(xué)元素分析，考查浮選過(guò)程伴生鉬、金、銀的回收情況，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，采用一次粗選、二次精選、二次掃選的浮選工藝流程，可獲得鉬品位0.398%、金4.33 g/t、銀62.50 g/t的銅精礦產(chǎn)品，其中鉬回收率為71.99%，金回收率為66.57%，銀回收率為14.48%。

表6 伴生金屬鉬、金、銀在原礦和精礦中的含量對(duì)比

3 結(jié)論

1)云南某斑巖型銅礦銅品位0.32%，伴生有低品位鉬和貴金屬金和銀，為低品位銅礦，可供選別回收的有價(jià)元素主要是銅，鉬含量為0.0065%，可作為綜合回收金屬，其他有價(jià)金屬含量較低，綜合回收價(jià)值不大。

2)礦石中的銅主要以硫化物存在，主要為原生硫化銅，其次為次生硫化銅。銅在原生硫化銅和次生硫化銅中的分布率分別為84.06%和11.88%。主要金屬礦物為黃銅礦，脈石礦物主要有石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、白云母、透閃石、綠泥石、方解石等。

3)采用一次粗選、二次精選、二次掃選的浮選工藝流程，可獲得鉬品位0.398%、金4.33 g/t、銀62.50 g/t的銅精礦產(chǎn)品，其中鉬回收率為71.99%、金回收率為66.57%、銀回收率為14.48%，選別指標(biāo)好，伴生金屬鉬和金也得到了較好的回收。