徐啟云,　肖　駿,　楊建文,　董艷紅

(1.洛寧華泰礦業(yè)開發(fā)有限公司, 河南 洛陽　471700; 2.湖南有色金屬研究院復雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室, 湖南 長沙　410100)

國外某高云母難處理氧化銅礦選礦工藝研究

徐啟云1,肖駿2,楊建文2,董艷紅2

(1.洛寧華泰礦業(yè)開發(fā)有限公司, 河南 洛陽471700; 2.湖南有色金屬研究院復雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室, 湖南 長沙410100)

摘要：針對國外某高云母氧化銅礦開展選礦工藝研究.經工藝礦物學研究得知,以白云母為主的脈石礦物,與目的礦物在選礦時發(fā)生競爭吸附,在中礦中反復循環(huán),致使銅精礦產出困難,閉路難以實現(xiàn)金屬量的平衡等情況,在選礦工藝流程試驗基礎上,確定采用預先脫除云母—云母精礦磁選—氧化銅浮選的工藝流程.通過鏡下檢測發(fā)現(xiàn),預先脫除的云母精礦中含有部分被褐鐵礦包裹的微細粒黃銅礦,所以采用強磁法處理云母精礦,獲得了磁選精礦含Cu(質量分數(shù),下同)10.55%,Cu回收率 0.99%,浮選銅精礦含Cu 20.14%,Cu 回收率為84.76%的較好的選別指標,對同類礦床回收有價金屬有一定的參考價值.

關鍵詞：云母; 氧化銅; 難處理; 磁選

難處理復雜氧化銅礦床因其復雜的成礦條件而普遍難選[1].國內外難處理復雜氧化銅多具有高氧化率、高結合率、高泥質、細粒嵌布不均勻[2]、礦物組成和結晶類型復雜等共性特點[3].此外,部分產地的氧化銅礦物還有易浮脈石礦物含量高等特性.常見的易浮脈石主要以滑石類、簾石類、云母類等層狀硅鋁酸鹽脈石為主[4],其中層狀的云母礦物具有表面光滑、藥劑附著力強等特點[5].其在氧化銅浮選過程中,與常規(guī)的氧化銅捕收劑發(fā)生競爭吸附,導致浮選藥劑用量大,同時云母在礦漿中易被疏水泡沫夾雜至氧化銅精礦中,造成氧化銅精礦產出困難.為了最大限度地降低易浮云母對氧化銅選礦過程中選礦指標的影響[6],國內外的選礦科技工作者進行了大量的工作[7-10],主要有:(1) 在不影響氧化銅浮選指標條件下采用篩析、機械剝離、浮選等方法對云母礦物進行預先脫除[7];(2) 開發(fā)新型環(huán)保的云母礦物抑制劑在合理的藥劑制度條件下,實現(xiàn)氧化銅與云母礦物的高效分離.本文針對剛果金某地高云母難處理氧化銅礦,通過預先浮選脫除云母的方式降低了云母礦物流程的穩(wěn)定性和選礦指標的影響,在獲得較好的氧化銅選礦指標的同時對比了幾種云母礦物中銅鈷金屬的回收方法,為高云母氧化銅礦資源的高效回收提供了有價值的參考依據(jù).

1礦石性質

1.1原礦組成及主要目的金屬賦存狀態(tài)

原礦多元素分析結果如表1所示,主要目的金屬銅的化學物相如表2所示,原礦中主要礦物組成及相對含量如表3所示.

表1　原礦多元素分析結果

表2　原礦中銅的化學物相分析結果

表3　原礦主要礦物組成及相對含量

由表1、表2、表3可看出,礦石中主要可回收的元素為銅、鈷,品位分別為2.14%、0.14%,銅的主要賦存狀態(tài)為自由氧化銅,該礦氧化率較高.金屬礦物有孔雀石、黃鐵礦、斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦、褐鐵礦、赤鐵礦等,少量或微量的黃銅礦、銅藍、金紅石、水鈷礦、藍銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等;脈石礦物主要有白云母、石英、絹云母、菱鎂礦、綠泥石、黏土礦物等.

1.2礦石難選原因分析

由原礦多元素分析及物相分析結果可看出,礦石中的銅和鈷均可以作為綜合回收利用的對象,銅的主要賦存狀態(tài)為可浮性較好的孔雀石及藍銅礦等,脈石礦物主要為層狀的白云母,而云母礦物的天然可浮性極好,其在氧化銅浮選過程中造成的影響主要有如下:(1) 云母易與孔雀石、黃銅礦等目的礦物和黃藥發(fā)生競爭吸附,增大總捕收劑的用量;(2) 云母礦物可被機械夾雜至氧化銅浮選精礦中,導致精礦品位下降;(3) 在小型閉路試驗中,由于云母礦物在中礦中反復循環(huán),致使銅精礦產出困難,閉路難以實現(xiàn)金屬量的平衡.

2選礦工藝流程的確定及試驗研究

2.1選礦原則工藝流程的確定

由工藝礦物學分析可知,影響該難選氧化銅礦選礦工藝的確定,除了礦石中銅的賦存狀態(tài)和嵌布特征外,原礦中高達30%的云母礦物亦是影響選礦工藝流程的重要因素,所以應采用合理的工藝盡可能的消除云母礦物的影響.在大量的探索試驗的基礎上,確定了預先脫除云母—氧化銅浮選的原則工藝流程,試驗原則流程如圖1所示.

圖1　試驗原則工藝流程

2.2脫云母及云母中銅的回收

2.2.1浮選脫除云母對比試驗

該礦中的云母礦物主要為白云母和絹云母,其中白云母單晶粒度一般為0.03～0.1mm,部分粗粒者可以達到0.5mm以上.絹云母單晶粒度為0.01～0.1mm,粗粒者可達0.1～0.3mm或以上.相比于常規(guī)的大片狀的金云母礦床,本礦石中的云母礦物采用形狀選礦、手選法不能將云母礦物回收,所以采用浮選法處理.浮選脫除云母捕收劑對比試驗流程如圖2所示,試驗結果以Cu、Co在云母精礦中的損失為依據(jù),所得結果如表4所示.

圖2　浮選脫云母捕收劑對比試驗流程

產品名稱產率品位CuCo作業(yè)回收率CuCo云母捕收劑及用量云母精礦7.920.980.043.662.25銅精礦14.3611.810.6979.8870.22尾礦77.710.450.0516.4727.53原礦100.002.120.14100.00100.00MIBC22g/t云母精礦21.781.780.1318.7320.55銅精礦10.9212.190.7764.3560.18尾礦67.300.520.0416.9119.26原礦100.002.070.14100.00100.00十二烷基苯磺酸鈉30g/t云母精礦4.590.670.151.434.71銅精礦12.418.880.6051.3650.36尾礦83.001.220.0847.2144.93原礦100.002.150.15100.00100.00醋酸胺30g/t

由表4可看出,使用不同的云母捕收劑處理該礦石,均可脫除一個以云母為主的云母精礦.由于原礦中有部分天然可浮性較好的原生硫化銅礦物,所以有部分銅、鈷損失在云母精礦中.云母捕收劑的選擇既要考慮云母的脫除的效率,又要避免銅鈷金屬在云母精礦中過多的損失.對比MIBC、十二烷基磺酸鈉、醋酸胺3種捕收劑,MIBC為雜醇類起泡劑,其實際上無捕收的效果.云母在礦漿的上浮形式主要以機械夾雜泡沫黏附,對礦漿溶液環(huán)境影響最小,且云母精礦產率達到了7.92%,脫除效果較醋酸胺好,使用十二烷基磺酸鈉其對氧化銅礦物有一定的捕收作用,損失在云母精礦中銅回收率較大,所以MIBC是浮選脫除云母最適捕收劑.

2.2.2云母精礦鏡下檢測

云母精礦中含wCu=1.07%、wCo=0.03%(質量分數(shù),下同),通過偏光顯微鏡鏡下檢測分析云母精礦中銅礦物的賦存狀態(tài)如圖3、圖4所示.

圖3　黃銅礦(Ccp)與黃鐵礦(Py)交代嵌生在絹云母(Bn)基底,含少量褐鐵礦(Lim)

圖4　黃膠狀褐鐵礦(Lim)包裹白云母(Q)和微細粒黃銅礦(Ccp)

由圖3可看出,云母精礦中除了白云母、絹云母外、還含有部分微細粒的無捕收劑可浮性較好的黃銅礦等含同礦物.同時有部分褐鐵礦等弱磁性礦物,這些弱磁性礦物多見與云母、微細粒黃銅礦包裹或交代(見圖4).

2.2.3云母精礦中銅的回收

云母精礦含wCu=1.07%、wCo=0.03%,損失在云母精礦中的Cu回收率為3.66%,電鏡下檢測可看出,云母精礦中的銅礦物主要以微細粒的黃銅礦為主,且該部分銅礦物與云母、褐鐵礦等礦物交代、包裹現(xiàn)象較為嚴重.為了實現(xiàn)對云母礦物中的銅金屬的最大限度的回收,研究對比了浮選和強磁對云母中銅的回收效果,對比試驗流程如圖5、圖6所示,所得結果如表5所示.

圖5　浮選法回收云母中的銅試驗流程

圖6　磁選法回收云母中的銅試驗流程

由表5可看出,采用浮選法處理云母精礦,不能使該精礦中的銅礦物得到有效的富集,這是由于云母精礦中的銅礦物以可浮性較差的微細粒黃銅礦,以及被脈石包裹的黃銅礦為主,所以采用浮選的方法不能有效將云母中的銅礦物回收.由圖3、圖4可看出,云母精礦中有部分弱磁性的褐鐵礦與黃銅礦的連生體及包裹體,采用磁選法可以得到一個含wCu=10.74%(質量分數(shù))的磁精礦產品.

2.3氧化銅浮選試驗

2.3.1氧化銅捕收劑種類條件試驗

試驗對比了幾種常規(guī)氧化銅捕收劑對該礦中的氧化銅捕收效果,試驗流程如圖2所示.固定磨礦細度為小于0.074mm占69.84%,云母捕收劑MIBC用量為22g/t,云母浮選尾礦進入氧化銅浮選作業(yè),硫化鈉作為硫化劑,用量為2 000g/t,松醇油為起泡劑,以捕收劑種類為變量,所得結果如表6所示.

由表6可看出,在相同用量的條件下,使用長鏈的黃藥對硫化后的孔雀石有較好的捕收作用,其中使用丁黃藥做捕收劑時所得銅精礦中銅的回收率與使用戊黃藥時接近,但銅精礦品位更高,有利于后續(xù)的精選,所以丁黃藥為該礦最適捕收劑.

表5　不同方式回收云母中的銅對比試驗結果

表6　捕收劑種類條件試驗結果

2.3.2硫化鈉用量條件試驗

采用硫化鈉硫化—長鏈黃藥浮選是處理氧化銅礦的主要方法.硫化鈉在氧化銅礦物浮選中的主要作用有四:一是增強礦物表面疏水性;二是加快捕收劑吸咐速率;三是改變捕收劑的吸咐形式;四是穩(wěn)定經捕收劑作用后的氧化銅礦物表面[8].由于過量的硫化鈉會抑制硫化后的氧化銅礦物,所以在試驗中需嚴格控制硫化鈉的用量.氧化銅粗選硫化鈉用量條件試驗流程如2所示.固定磨礦細度為小于0.074mm占69.84%,云母捕收劑MIBC用量為22g/t,云母浮選尾礦進入氧化銅浮選作業(yè),丁黃藥為氧化銅捕收劑,用量為120g/t,松醇油為起泡劑,硫化鈉的用量為變量.所得結果如圖7所示.

由圖7可看出,隨著硫化鈉用量的增大,銅精礦中金屬品位和金屬回收率均有明顯提高,當硫化鈉用量大于2 000g/t時,銅回收率有所下降,所以銅粗選硫化鈉最適用量為2 000g/t.

圖7　硫化鈉用量條件試驗結果

3全流程閉路試驗

在已有的條件試驗的基礎上進行了浮選脫除云母—云母精礦強磁—氧化銅浮選全流程閉路試驗,試驗流程如圖8所示,所得結果如表7所示.

圖8　全流程閉路試驗

產品名稱產率品位CuCo回收率CuCo磁選精礦0.2010.550.320.990.49銅精礦8.9920.141.1684.7680.42磁選尾礦7.650.720.032.581.77尾礦83.160.300.0311.6717.32合計100.002.140.13100.00100.00

4結論

(1) 該礦床屬于典型的難處理氧化銅礦,其可綜合回收的元素為Cu、Co,其中銅的主要賦存狀態(tài)為可浮性較好的自由氧化銅,可預測,在合理的工藝流程和藥劑制度下,可獲得較好的選礦指標,然而,原礦中含有高達30%的易浮的層狀云母礦物,其在氧化銅浮選過程中會極大地干擾氧化銅精礦的產出.

(2) 該礦中的云母礦物主要為白云母和絹云母,選用MIBC可預先將其脫除.通過對云母精礦進行鏡下檢測,可看出云母精礦中夾雜著部分微細粒的黃銅礦和黃銅礦與其他脈石礦物的連生體.

(3) 由于云母精礦中含有部分弱磁性褐鐵礦與微細粒黃銅礦包裹體,采用強磁處理含銅的云母精礦可得到一個含wCu=10.55%的銅精礦,可進一步提高該礦的產出價值.

(4) 研究確定了預先脫除云母—云母精礦強磁—氧化銅浮選的工藝流程,全流程閉路試驗獲得磁選精礦含wCu=10.55%,Cu回收率 0.99%,浮選銅精礦含wCu=20.14%,Cu回收率為84.76%的選礦指標.

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Beneficiation Technical Study on One High Mica Refractory Copper Oxide Ore Overseas

XU Qiyun1,XIAO Jun2,YANG Jianwen2,DONG Yanhong2

(1.LuoningHuataiMiningDevelopmentCo.,Ltd.,Luoyang471700,China; 2.HunanProvincialKeyLaboratoryforComplexCopperLeadZincAssociatedMetalResourcesComprehensiveUtilization,HunanResearchInstituteforNon-ferrousMetals,Changsha410100,China)

Abstract：The investigation on the processing technology study was conducted on a high-mica refractory copper oxide ore.Through the study of process mineralogy,it can conclude that the gangue mineral with main white mica and the purpose minerals occur competitive adsorption in the ore dressing.It cycles repeatedly in the middling ore,leading to produce the copper concentrate difficultly,and the closed circuit is difficult to realize the balance of the amount of metal and so on.Based on the mineralogical analysis,the mineral processing flow sheet including removal of mica in advance-magnetic separation for mica concentrate-copper oxide flotation was determined.By microscopic examination,the mica concentrate which was removed in advanced contains some micro-fine chalcopyrites wrapped by limonite,thus magnetic method was adopted to deal with the mica concentrate,the study obtained a good choosing index of the magnetic concentrate containing 10.55%(mass fraction) Cu,and the recovery of Cu is 0.99%,flotation concentrate containing 20.14% Cu,the recovery of Cu is 84.76%.It provides a certain reference value for the recovery of valuable metal on the same ore deposit.

Keywords：mica; copper oxide ore; refractory; magnetic separation

文章編號：1005-2046(2016)02-0028-06

DOI：10.13258/j.cnki.nmme.2016.02.005

收稿日期：2016-01-20

基金項目：科研院所專項基金資助項目(2010EG115069)

作者簡介：徐啟云(1982—),男,工程師,主要從事選礦、選礦現(xiàn)場生產管理、環(huán)保及資源綜合利用等方面的研究. E-mail: xuqiyun_1982@163.com 通信作者： 肖駿(1987—),男,工程師,主要從事選礦工藝及試驗等方面的研究. E-mail: xiaojun00091@126.com

中圖分類號：TD 952

文獻標志碼：A