氧化铜矿石的选矿方法研究

王颢凯　王佳强　王志锁

摘 要：本文简单介绍了氧化铜选矿的多种方法和将来的发展趋势。为我国大量的低品位，细粒嵌布且杂质多的氧化铜矿选别提供了借鉴。

关键词：氧化铜矿 浮选 硫化 微生物浸矿

随着中国的工业化对金属铜的需求越来越大，而高品位硫化铜矿的不断开采面临逐渐枯竭，难选氧化铜矿的利用越来越受到人们的重视。自然界中的氧化铜矿物约有100多种。我国的铜资源中，氧化铜矿约占25%。多数与硫化铜矿共伴生，还有的呈独立状态存在。因此，开发利用氧化铜矿石是缓解国家铜资源短缺的有效途径。

一、氧化铜矿石的类型

氧化铜矿石可划分为如下七个类型：

1.孔雀石型

以孔雀石为主，易选，硫化浮选法分选。

2.硅孔雀石型

以硅孔雀石为主，脉石为硅酸盐类，难选，可用化学选矿法、离析-浮选法处理。

3.水胆矾型

以铜的矾类矿物为主，中等可选，可用浮选或化学选矿法回收；若脉石为碳酸盐矿物，则可用联合法处理。

4.赤铜矿型

以赤铜矿和孔雀石为主，原矿铜品位高，浮选法处理。

5.自然铜型

共生矿物，粒度较粗，品位较富，易选，浮选法分离。

6.结合型

被极细粒状被褐铁矿或泥状物包裹，铜品位较低；若脉石为硅酸盐类，则属难选型，可用化学选矿法回收；若脉石为碳酸盐类，则属复杂型，可用化学选矿法或离析-浮选法回收。

7.混合型

矿石中有氧化物，也有硫化物，成分复杂，粒度稍粗大；若脉石为硅酸盐类，可采用浮选-化学选矿法处理。

二、氧化铜矿的选矿方法

1.硫化—黄药法

最常见的方法，先用硫化剂硫化，再用高级黄药捕收。采用硫化剂有：硫化钠、硫氢化钠、硫氢化氨、硫化氢、硫化钾等，最常用的是硫化钠。

研究表明，硫化的程度随着硫化钠浓度的增高和与矿物接触时间的延长而增强；孔雀石和硅孔雀石的硫化速度随着溶液中pH值的降低而提高，特别是硅孔雀石表现得更明显。而温度对硫化程度也有显著影响，温度从10℃升高至60℃时，孔雀石对硫化钠的吸附量提高了4.5倍，而硅孔雀石则提高3倍。由于孔雀石表面生成的CuS薄膜不稳定，易脱落，所以，选别氧化铜时应以早收多收为宜。

2.乳浊液法

先硫化氧化铜矿物，再用丙烯酸聚合物和硅酸钠抑制脉石，然后加苯并三唑、甲苯酰三唑、巯基苯并唑、二苯胍等络合剂，形成稳定的亲油性矿物表面，再用煤油、柴油、汽油等非极性油乳浊液覆盖其表面，形成强疏水的可浮状态，并牢固地吸附在气泡表面上浮。

3.脂肪酸（盐）法

脂肪酸及其皂类适用于孔雀石和蓝铜矿的选别。在一定长度范围内， 烃链越长，其脂肪酸（盐）的捕收能力越强，用量也越少；在生产实践中常采用C10-C20的混合的、饱和或不饱和的羧酸。一般用水玻璃、碳酸钠和磷酸盐做脉石的抑制剂和矿浆的调整剂，但该法有一定的局限性，只适用于脉石不是碳酸盐的硅质氧化铜矿；当矿石中含有大量铁、锰矿物时，其分选指标会变坏。

4.浸出-沉淀-浮选法（LPF法）

此法适于处理硅孔雀石等难浮或选别指标很差的氧化铜矿。因氧化铜矿物比较容易在酸中溶解，将矿石磨到单体解离，用浓度为0.5 ～3%的稀硫酸浸出，再用铁粉置换，沉淀析出金属铜，然后在pH=3.7-4.5的酸性介质中，用双黄药或甲酚黑药捕收沉淀金属铜和没有溶解的硫化铜矿物。虽然置换1 kg铜理论上仅需0.88 kg铁，但在实际生产中需1.5～2.5 kg铁，因为溶液中必须经常保持过量的残余铁，避免已还原的铜再被氧化。

5.氨浸—硫化沉淀—浮选法

将矿石细磨后，加入硫磺粉，然后进行氨浸。氧化铜与NH3，CO2作用的同时，即被硫离子沉淀，成为新的硫化铜颗粒，然后将氨蒸发，再用一般硫化铜矿浮选的方法浮选硫化铜。最佳浮选pH为6.5-7.5。此法适合于处理脉石是碳酸盐的难选氧化铜矿。

6.离析-浮选法

先将氧化铜矿石粉碎，向其中加入1～2%的Nacl和2～3%的煤粉，充分混匀后放入沸腾炉或回转窑中焙烧，温度控制在700～800℃，铜以氯化物状态挥发出来。在炉内弱还原性气氛中，铜的氯化物被还原成金属铜，并吸附在炭粒上。焙烧后的矿石，细磨后用黄药浮选。这种方法适用于难选的氧化铜矿和结合氧化铜矿，特别是含泥较多、结合铜占总铜30%以上以及含大量硅孔雀石和赤铜矿的矿石。缺点：热能消耗大，投资多，成本较高。

7.浮选-水冶法

在许多氧化铜矿和混合矿中，一部分是难选的，一部分是易选的。易选的，如果是硫化矿可直接用黄药浮选捕收，而碳酸盐铜矿物用硫化钠等硫化剂硫化后浮选，然后水冶尾矿或中矿。水冶有酸法和氨法，酸法经济便宜，适用于脉石主要是硅酸盐的矿石；氨法适用于脉石主要是碳酸盐的矿物。

8.微生物浸矿法

我国在铜官山铜矿进行了国内首次地下生物浸出试验，70年代完成了工业实验。西藏玉龙铜矿采用“生物浸出-萃取-电积全湿法提铜”工艺已通过专家论证，其中硫化矿石中细菌浸出铜达到80%以上，氧化矿的浸出率达到90%以上。

三、结语

在处理氧化铜矿时主要采用以上几种方法，这些方法对于氧化铜的选别有着重要的指导意义。为了提高低品位铜矿资源利用率，增加湿法炼铜产量，扩大可利用资源量，目前氧化铜矿浮选研究的主要发展方向为：①设备大型化、节能高效化。②加强低毒高效价廉的新药剂研究。③优化选别流程、研究新型浮选工艺，如对环境污染较低的微生物浸矿法。争取做到工艺简单、合理、适用性强、成本低、指标好，实现氧化铜选矿的效益最大化。

参考文献

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