胡正華

（大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 黃石 435005）

1 引言

目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的含銅礦物大約有280多種，主要礦物有16種。世界上銅礦資源主要集中在智利、美國(guó)、秘魯、澳大利亞、贊比亞、非洲剛果、加拿大中東部和俄羅斯等國(guó)家。智利是世界上銅礦資源最豐富的國(guó)家，其銅金屬儲(chǔ)量約占全球總儲(chǔ)量的1/4［1］，而在產(chǎn)量方面，智利是全球最大銅產(chǎn)國(guó)，2017年其產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的47%。從礦床規(guī)模、銅金屬品位、礦床物質(zhì)組成和開采條件等因素來(lái)看，中國(guó)銅礦資源在質(zhì)量和品質(zhì)方面均比較差，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力低，特別是富銅礦資源不足，已是公認(rèn)的事實(shí)［2］。因此有必要采用更加高效的選礦開發(fā)和綜合利用技術(shù)。

銅礦石包括硫化礦和氧化礦兩大類，硫化銅礦石主要采用浮選工藝處理，而氧化銅礦石多采用浮選與濕法冶煉相結(jié)合的方式。近年來(lái)，在硫化銅浮選工藝上取得了很大的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在浮選藥劑、浮選工藝和浮選設(shè)備等方面。

2 原礦性質(zhì)

原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1，銅物相分析結(jié)果見表2。由表1、表2可知：原礦礦石化學(xué)成分較為簡(jiǎn)單，可供選礦回收的主要元素為銅，品位0.98%，貴金屬金、銀含量分別為0.57g/t、5.82g/t，注：金、銀單位為g/t，下同?？勺鳛榫C合回收利用的對(duì)象，其它如鐵、鉛、鋅等有價(jià)金屬元素均因含量太低，綜合利用價(jià)值不大。銅物相分析結(jié)果表明，礦石中銅礦物主要以硫化銅形式存在，品位0.918%，分布率92.63%，其中原生硫化銅品位0.675%，分布率68.11%。礦石中氧化銅礦物品位0.073%，分布率7.37%，其中自由氧化銅品位0.045%，分布率4.54%。

3 選礦試驗(yàn)研究

3.1 粗磨細(xì)度試驗(yàn)

為選擇合適的粗磨細(xì)度，進(jìn)行磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3，不同磨礦細(xì)度浮選尾礦銅粒度篩析結(jié)果分別見表4～6。粗磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果分析如下：

（1）磨礦細(xì)度-74μm49.4%提高到60.5%，選銅回收率94.81%提高至96.21%，增幅1.40%；伴生金回收率71.10%提高至71.70%；伴生銀回收率70.76%提高至71.69%。其中在磨礦細(xì)度-74μm55.2%時(shí)，選銅回收率95.62%，尾礦0.048%。

（2）磨礦細(xì)度-74μm49.4%提高到60.5%，浮選尾礦中+125μm粗粒級(jí)銅分布率49.77%降至25.17%；-38μm細(xì)粒級(jí)銅分布率32.82%增加至51.70%；-125～+38粒級(jí)范圍內(nèi)，銅品位較低，回收效果較好。

（3）一般來(lái)說(shuō)，硫化礦浮選合適的粒度范圍在10～74μm之間，在磨礦細(xì)度放粗條件下，不僅需要滿足提供適宜的浮選入選粒度，同時(shí)也要盡量避免存在“欠磨”［3］。綜合考慮，選擇原礦粗磨細(xì)度為-74μm55.2%。

表3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

表4 -74μm49.4%條件下尾礦銅粒度篩析結(jié)果

表5 -74μm55.2%條件下尾礦銅粒度篩析結(jié)果

表6 -74μm60.5%條件下尾礦銅粒度篩析結(jié)果

3.2 捕收劑種類試驗(yàn)

為選擇合適的捕收劑種類，進(jìn)行捕收劑種類試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表7。從試驗(yàn)結(jié)果分析可知：

（1）采用單一用藥制度，丁黃、MB作捕收劑兩者選銅指標(biāo)相當(dāng)，戊黃作捕收劑，捕收性能更強(qiáng)，選銅回收率95.62%，相比前兩者選銅回收率提高約0.4%。若結(jié)合伴生金銀指標(biāo)，單一丁基黃藥作捕收劑時(shí)，伴生金銀指標(biāo)稍差，分別為70.22%、70.07%，相比另兩者要低1%左右。

（2）采用混合用藥制度，戊黃與丁胺混合捕收劑，相比丁黃與丁胺以及MB與MOS混合捕收劑，捕收性能稍好，選銅回收率95.72%，另兩者選銅回收率相當(dāng)。此外，混合用藥條件下，三者伴生金銀指標(biāo)差別不大。

（3）混合用藥相比單一用藥，具有更好的捕收效果，強(qiáng)化了目的礦物的捕收，有利于提高選礦回收率，這主要因礦物在解離過(guò)程中，解離面存在不均勻性，利用混合用藥的“協(xié)同效應(yīng)”，能更充分地回收目的礦物［4］。從上分析，本次試驗(yàn)捕收劑選擇戊黃與丁胺（3∶1）混合捕收劑。

圖2 捕收劑種類試驗(yàn)流程

3.3 浮選時(shí)間試驗(yàn)

為確定合適的浮選時(shí)間，在粗磨細(xì)度-74μm55.2%條件下進(jìn)行浮選時(shí)間試驗(yàn)，同時(shí)也對(duì)比進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)磨礦細(xì)度（-74μm～68%）條件下浮選時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表8～10，不同磨礦細(xì)度條件下選銅回收率與浮選時(shí)間關(guān)系曲線見圖4。從試驗(yàn)結(jié)果分析可知：

（1）在粗磨細(xì)度-74μm55.2%條件下，隨著浮選時(shí)間的延長(zhǎng)，在浮選時(shí)間達(dá)到26min后，銅回收率增幅較小，且品位相對(duì)較低，接近浮選終點(diǎn)。初步確定粗選時(shí)間為9min，掃選時(shí)間為18min。同時(shí)，在浮選時(shí)間達(dá)到3min時(shí)，精礦品位21.23%，達(dá)到4min時(shí)，精礦品位20.13%。綜合考慮，選擇粗選Ⅰ（優(yōu)先）時(shí)間為3min，粗選Ⅱ時(shí)間為6min。

（2）在現(xiàn)場(chǎng)細(xì)度-74μm66.7%條件下，隨著浮選時(shí)間的延長(zhǎng)，在浮選時(shí)間達(dá)到22min后，銅回收率增幅較小，接近浮選終點(diǎn)。按不同回收率計(jì)，對(duì)比不同磨礦細(xì)度條件下所需浮選時(shí)間，見表8。

（3）從表8可以看出，磨礦細(xì)度對(duì)浮選速率有著明顯的影響，磨礦細(xì)度越高，目的礦物上浮速度快，所需浮選時(shí)間短，同時(shí)也有利提高品位［5］。在細(xì)度放粗條件下，試驗(yàn)研究采用混合用藥強(qiáng)化捕收的同時(shí)，通過(guò)延長(zhǎng)浮選時(shí)間，盡可能提高粗掃選段選礦回收率，也能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)細(xì)度條件下的選礦指標(biāo)。

表7 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

圖3 不同磨礦細(xì)度浮選時(shí)間試驗(yàn)流程

表8 不同磨礦細(xì)度條件下選礦指標(biāo)與浮選時(shí)間關(guān)系

表9 -74μm55.2%條件下浮選時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

表10 -74μm66.7%條件下浮選時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

圖4 不同磨礦細(xì)度條件下選銅回收率與浮選時(shí)間關(guān)系曲線

3.4 浮選流程試驗(yàn)

3.4.1 現(xiàn)場(chǎng)流程試驗(yàn)

在粗磨細(xì)度-74μm55.2%條件下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)“二粗三掃一精”浮選流程進(jìn)行開路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表11。在一段磨礦細(xì)度-74μm55.2%條件下，經(jīng)“二粗三掃一精”浮選流程，獲得產(chǎn)率4.56%，銅品位19.95%，銅回收率91.76%的開路選礦指標(biāo)。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)開路試驗(yàn)流程

表11 現(xiàn)場(chǎng)開路試驗(yàn)結(jié)果

3.4.2 中礦粒度分析

將上述現(xiàn)場(chǎng)流程試驗(yàn)中粗選Ⅱ產(chǎn)品（精礦2、中礦1），以及掃選Ⅰ產(chǎn)品（中礦2）合并進(jìn)行粒度篩析，試驗(yàn)篩析結(jié)果見表12?？梢钥闯?，銅礦物的嵌布粒度呈粗細(xì)兩端分布，分別主要集中在+74μm粗粒級(jí)以及-38μm細(xì)粒級(jí)，其中+74μm粗粒級(jí)占19.61%，-38μm細(xì)粒級(jí)占70.42%。余下9.97%分布在-74～38μm粒級(jí)。結(jié)合銅礦物粒度嵌布特征，后續(xù)將掃選Ⅰ并入到粗選Ⅱ進(jìn)行中礦再磨試驗(yàn)。

表12 中礦銅粒度篩析結(jié)果

3.4.3 中礦再磨試驗(yàn)

在現(xiàn)場(chǎng)流程基礎(chǔ)上，優(yōu)化流程結(jié)構(gòu)（將掃選Ⅰ并入到粗選Ⅱ），并進(jìn)行中礦再磨試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表15。試驗(yàn)結(jié)果分析如下：

（1）將掃選Ⅰ并入到粗選Ⅱ，優(yōu)化流程中礦不磨（-74μm69.7%），直接精選，與現(xiàn)場(chǎng)流程相比，精礦品位相當(dāng)，選銅回收率91.76%提高到91.97%，增幅0.21%?？梢钥闯觯瑑H通過(guò)提高粗選段回收率，對(duì)提高總回收率效果并不明顯。

（2）從表13可知，中礦再磨細(xì)度-74μm76.8%提高到-74μm81.3%時(shí)，選銅回收率92.58%提高到92.97%，繼續(xù)提高再磨細(xì)度至-74μm87.8%時(shí)，選銅回收率93.08%，回收率增幅趨于平緩。由此可見，磨礦細(xì)度-74μm81.3%時(shí)，已達(dá)到中礦再磨細(xì)度要求。

（3）中礦再磨細(xì)度-74μm81.3%條件下，優(yōu)化流程與現(xiàn)場(chǎng)流程相比，精礦品位略有提高，選銅回收率91.76%提高到92.97%，增幅1.21%。說(shuō)明，在原礦一段粗磨條件下，通過(guò)提高粗選段回收率的同時(shí)，有必要對(duì)中礦進(jìn)行再磨，才能達(dá)到原礦粗磨的預(yù)期目標(biāo)。

（4）從表14看出，中礦再磨精選相比不磨直接精選，精礦品位與作業(yè)回收率均有明顯提高，進(jìn)一步說(shuō)明中礦再磨的必要性。究其原因，在于一段磨礦細(xì)度放粗（-74μm55.2%），相比現(xiàn)場(chǎng)一段磨礦細(xì)度（～68%），目的礦物單體解離程度降低，貧連生體比例增加，部分富連生體在粗Ⅰ段（優(yōu)先）能進(jìn)入銅精礦，貧連生體可浮性差，需要較長(zhǎng)的時(shí)間上?。◤?qiáng)化捕收、延長(zhǎng)粗選Ⅱ時(shí)間）［6］，同時(shí)這部分產(chǎn)品（中礦）還需進(jìn)一步單體解離（中礦再磨），才能實(shí)現(xiàn)原礦一段粗磨預(yù)期目標(biāo)。

表13 優(yōu)化流程與現(xiàn)場(chǎng)流程指標(biāo)對(duì)比

表14 不同再磨細(xì)度與精選作業(yè)指標(biāo)對(duì)比

表15 中礦不同再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

圖6 中礦再磨試驗(yàn)流程

3.5 閉路試驗(yàn)

綜合上述粗磨條件試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表16。在一段磨礦細(xì)度-74μm55.2%、中礦再磨細(xì)度-74μm81.3%條件下，經(jīng)“二粗二掃一精”浮選流程，獲得產(chǎn)率4.58%，銅精礦品位20.37%（Au9.04g/t;Ag93.27 g/t），銅回收率94.40%（Au71.85%;Ag71.78%）的選礦指標(biāo)。

圖7 粗磨閉路試驗(yàn)流程

表16 粗磨閉路試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

（1）原礦礦石化學(xué)成分較為簡(jiǎn)單，可供選礦回收的主要元素為銅，貴金屬金、銀作為綜合回收利用的對(duì)象，其它如鐵、鉛、鋅等有價(jià)金屬元素均因含量太低，綜合利用價(jià)值不大。原礦中硫化銅品位0.918%，分布率92.63%，氧化銅礦物品位0.073%，分布率7.37%，其中自由氧化銅品位0.045%，分布率4.54%。

（2）混合用藥相比單一用藥，具有更好的捕收效果，強(qiáng)化了目的礦物的捕收，有利于提高選礦回收率，這主要因礦物在解離過(guò)程中，解離面存在不均勻性，利用混合用藥的“協(xié)同效應(yīng)”，能更充分地回收目的礦物。

（3）磨礦細(xì)度對(duì)浮選速率有著明顯的影響，磨礦細(xì)度越高，目的礦物上浮速度快，所需浮選時(shí)間短，同時(shí)也有利提高品位。在采用混合用藥強(qiáng)化捕收的同時(shí)，通過(guò)延長(zhǎng)浮選時(shí)間，盡可能提高粗掃選段選礦回收率；同時(shí)針對(duì)貧連生體中礦采取中礦單獨(dú)再磨處理流程，最終實(shí)現(xiàn)了原礦一段粗磨預(yù)期目標(biāo)。

（4）針對(duì)該礦石，一段磨礦細(xì)度由現(xiàn)場(chǎng)的-74μm68%左右放粗至-74μm55.2%、在中礦再磨細(xì)度-74μm81.3%條件下，采用“二粗二掃一精-中礦再磨”閉路流程，獲得產(chǎn)率4.58%，銅精礦品位20.37%（Au9.04g/t;Ag93.27 g/t），銅回收率94.40% （Au71.85%;Ag71.78%）的選礦指標(biāo)。