付 強(qiáng)，王立剛

（1. 廣東桃林生態(tài)環(huán)境有限公司，廣東 韶關(guān) 512000; 2. 礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100160）

1 引言

非洲地區(qū)剛果（金）有著豐富的銅（鈷）礦資源，據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2022年最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)［1］顯示，截止2021年，該國(guó)銅、鈷資源儲(chǔ)量分別占全世界儲(chǔ)量的第六、第一，精煉銅產(chǎn)量1.5×106t，供應(yīng)全世界70%以上的礦產(chǎn)鈷資源。早些年，該地區(qū)銅（鈷）礦礦石氧化率可達(dá)90%以上，主要通過(guò)濕法浸出工藝生產(chǎn)銅（鈷）產(chǎn)品［2-4］。近些年，隨著礦山開(kāi)采進(jìn)度的不斷深入，礦石銅氧化率逐漸降低，部分硫化銅礦物難以通過(guò)濕法浸出工藝得到有效回收，造成資源浪費(fèi)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下降。經(jīng)研究，浮選是解決該問(wèn)題的有效途徑之一［5-6］，即通過(guò)對(duì)礦石中硫化礦物的浮選回收，實(shí)現(xiàn)銅鈷礦物的資源化利用，然后再對(duì)浮選尾礦中的氧化銅鈷進(jìn)行浸出回收，從而提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

某銅礦位于剛果（金）利卡西地區(qū)，礦石含銅3.48%，銅氧化率59.15%。礦樣中主要銅礦物為孔雀石，另有少量的黃銅礦、銅藍(lán)、硅孔雀石，微量磷銅礦、自然銅、斑銅礦等；脈石礦物中含有對(duì)浮選不利的易泥化礦物（如白云石、綠泥石、碳質(zhì)、滑石等）。由于礦石直接浸出銅浸出率較低，需要采用浮選工藝回收礦石中的硫化銅礦物。

2 礦石性質(zhì)

2.1 礦石化學(xué)成分

礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。礦石中Cu的品位為3.48%，S的品位為1.17%。

表1 礦石化學(xué)成分分析結(jié)果 %

2.2 礦石物相分析

礦石中銅的氧化率較高，銅主要以氧化銅形式存在，其中水溶銅、氧化銅及結(jié)合銅占比共計(jì)59.15%，原生硫化銅、次生硫化銅和自然銅占比共計(jì)40.85%，為浮選回收主要目的礦物相別。礦石銅的化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 礦石銅物相分析結(jié)果 %

2.3 礦石礦物組成及相對(duì)含量

礦石中銅礦物主要為孔雀石，其次為輝銅礦，少量黃銅礦、銅藍(lán)、硅孔雀石，微量磷銅礦、自然銅、斑銅礦等；鐵礦物主要為褐鐵礦，其次為赤鐵礦；其他金屬礦物主要為黃鐵礦，微量硫鈷礦、閃鋅礦等。非金屬礦物大部分為石英，其次為白云母，少量白云石、綠泥石、碳質(zhì)、鈉長(zhǎng)石，微量銅綠泥石、高嶺石、滑石、金紅石、磷灰石、方解石、獨(dú)居石等。礦石的礦物組成及相對(duì)含量見(jiàn)表3。

表3 礦石的礦物組成及相對(duì)含量 %

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 粗選捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)

在粗選磨礦細(xì)度為65%-0.074mm、石灰用量為1500g/t，起泡劑2號(hào)油用量為35g/t的條件下，進(jìn)行粗選捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。結(jié)果表明，采用不同捕收劑時(shí)，粗選選礦指標(biāo)差別較大；與戊基黃藥相比，戊基黃藥與BK402組合添加時(shí)，粗精礦銅品位提高約3.4個(gè)百分點(diǎn)，銅回收率提高約1.4個(gè)百分點(diǎn)。綜合考慮，采用戊基黃藥與BK402組合捕收劑作為粗選捕收劑。

圖1 粗選捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)結(jié)果

3.2 粗選pH值試驗(yàn)

為考察粗選礦漿pH值對(duì)浮選指標(biāo)的影響，在磨礦細(xì)度為65%-0.074mm，捕收劑戊基黃藥用量

為40g/t、BK402用量為21g/t，起泡劑2號(hào)油用量為35g/t的條件下，進(jìn)行粗選pH值試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著石灰用量的增大，粗精礦中銅回收率先增大后變化不明顯，銅品位先增大后降低。綜合考慮，石灰用量以1500g/t為宜，此時(shí)pH值為9.1。

圖2 粗選礦漿pH值試驗(yàn)結(jié)果

3.3 粗選戊基黃藥用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為65%-0.074mm，石灰用量為1500g/t，捕收劑BK402用量為21g/t，起泡劑2號(hào)油用量為35g/t的條件下，進(jìn)行粗選戊基黃藥用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著戊基黃藥用量的增大，粗精礦中銅回收率先增加后變化不明顯，銅品位逐漸降低。綜合考慮，戊基黃藥用量以60g/t為宜。

圖3 粗選戊基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

3.4 粗選BK402用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為65%-0.074mm，石灰用量為1500g/t，捕收劑戊基黃藥用量為60g/t，起泡劑2號(hào)油用量為35g/t的條件下，進(jìn)行粗選BK402用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著B(niǎo)K402用量的增大，粗精礦中銅回收率呈增高趨勢(shì)，銅品位逐漸降低。綜合考慮，BK402用量以35g/t為宜。

圖4 粗選BK402用量試驗(yàn)結(jié)果

3.5 粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)

在石灰用量為1500g/t，捕收劑戊基黃藥用量為60g/t、BK402用量為35g/t，起泡劑2號(hào)油用量為35g/t的條件下，進(jìn)行粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著粗選磨礦細(xì)度的增大，粗精礦中銅回收率呈增高趨勢(shì)，銅品位逐漸降低。綜合考慮，粗選磨礦細(xì)度以65%-0.074mm為宜。

圖5 粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

3.6 精選抑制劑用量試驗(yàn)

合理選擇精選抑制劑對(duì)提高精選效率，提升精礦品質(zhì)尤為重要。前期通過(guò)抑制劑篩選，初步選擇CMC（羧甲基纖維素）作為精選抑制劑，并開(kāi)展了CMC用量試驗(yàn)。試驗(yàn)采用的CMC粘度為600，取代度0.85，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著CMC用量的增大，精礦中銅品位先提高后變化不明顯。綜合考慮，精選CMC用量以200～300g/t為宜。

圖6 精選CMC用量試驗(yàn)結(jié)果

3.7 全流程閉路試驗(yàn)

由工藝礦物學(xué)研究結(jié)果可知，礦石中含有白云母、綠泥石、滑石、高嶺石等易浮易泥化礦物。該類(lèi)礦物在磨礦過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)泥容易在浮選流程中循環(huán)集聚，造成中礦循環(huán)量過(guò)大，嚴(yán)重破壞浮選環(huán)境，影響硫化銅礦物的可浮性；同時(shí)，由于中礦循環(huán)量較大，致使粗選泡沫發(fā)黏，實(shí)際生產(chǎn)中易發(fā)生冒槽，不利于生產(chǎn)管理。因此，閉路試驗(yàn)時(shí)采用了出小尾礦的工藝流程，易浮細(xì)泥可從尾礦2排出，可最大限度降低細(xì)泥對(duì)粗、掃選作業(yè)的影響，保證了選礦技術(shù)指標(biāo)并且利于生產(chǎn)操作管理。為保證精礦品位，閉路試驗(yàn)增加了一次精選作業(yè)。

閉路試驗(yàn)流程見(jiàn)圖7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。閉路試驗(yàn)取得的結(jié)果為：銅精礦產(chǎn)率3.74%，含銅35.62%，含酸溶銅3.61%，總銅回收率38.07%。

圖7 閉路試驗(yàn)工藝流程

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)該高氧化率銅礦中硫化銅礦物的選礦工藝研究，得出以下結(jié)論：

（1）礦石中銅品位為3.48%，其他有價(jià)伴生組分含量較低。

（2）銅的化學(xué)物相分析結(jié)果表明，礦石中銅的氧化率較高，約59.15%的銅以氧化銅的形式存在；可通過(guò)浮選回收的主要是原生硫化銅、次生硫化銅和自然銅，共計(jì)40.85%。

（3）礦石中白云母和綠泥石含量較大，部分綠泥石中含有部分銅（類(lèi)質(zhì)同象），易損失于尾礦中；另外，白云母、綠泥石在選礦中會(huì)嚴(yán)重惡化浮選環(huán)境，會(huì)影響銅的浮選回收。

（4）在詳細(xì)條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用戊基黃藥與BK402組合捕收劑，進(jìn)行了“一粗兩掃四精+精掃選”工藝流程的閉路試驗(yàn)。閉路指標(biāo)為銅精礦產(chǎn)率3.74%，銅品位35.62%，酸溶銅品位3.61%，銅回收率38.07%。

（5）研究結(jié)果為類(lèi)似銅礦浸出過(guò)程中銅浸出率較低時(shí)綜合回收礦石中的硫化銅資源提供了參考依據(jù)。