云南某硫化铜矿低碱度铜硫高效分离工艺研究

曾小波，刘人辅，张新华

(中国地质科学院矿产综合利用研究所，四川 成都 610041)

云南某铜矿原矿品位较高，且以硫化铜矿为主，选矿厂以乙黄药和丁黄药为捕收剂，2#油为起泡剂，采用传统的高碱度铜硫分离工艺[1]，生石灰用量高达20kg/t，获得的精矿含Cu仅17％、Ag 50g/t，Cu回收率85％、Ag回收率60％。由于铜硫分离时采用大量的石灰作为黄铁矿的抑制剂，矿浆pH值高达11，不仅严重影响了铜及伴生有价金属Ag的回收，也造成泡沫发黏、管道结垢等一系列生产问题。因此，采用新的药剂制度在低碱度介质下实现铜硫分离，是提高铜、银回收率和解决原工艺的系列生产问题的有效途径[2]。

1 矿石性质

1.1 化学组成和物相分析

原矿多元素化学分析及物相分析结果见表1、表2。

表1 矿样化学全分析结果/％

表2 矿石中铜的化学物相分析结果/％

化学多项分析结果显示，矿石中的主要金属成分为Cu，伴生组分Ag可附带回收。其他金属成分达不到工业品位指标。

物相分析结果表明，矿石中硫化铜中的铜占矿石中总铜的91.3％，矿石为硫化铜矿石。

1.2 矿物组成及嵌布特征

矿石中金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿、斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、孔雀石、褐铁矿。脉石矿物主要由石英、方解石、钠长石、榍石、绿泥石、蛇纹石、少量辉石、少量黏土等组成。

黄铜矿主要呈它形不规则粒状集合体嵌布在脉石矿物中，自形晶极少见；其次以粒状集合体与黄铁矿等金属矿物交生嵌布。黄铜矿在矿石中嵌布粒径相差悬殊，大者达数毫米，小者仅数微米。黄铁矿是矿石中主要的铁矿物，主要呈它形粒状集合体嵌布，偶见自形-半自形颗粒。主要嵌布在脉石和黄铜矿中。

1.3 主要金属矿物粒级分布

主要金属矿物黄铜矿及黄铁矿的粒级分布见表3。

表3 主要金属矿物粒级分布

由粒级统计结果可以看出，黄铜矿及黄铁矿主要呈细粒嵌布。

2 选矿试验研究

硫化铜矿的选矿一般采用浮选工艺，而浮选成败的关键是选择适合矿石性质的浮选药剂。本试验研究以水玻璃、腐植酸钠和少量石灰为选矿调整剂，Y-89为捕收剂， 在弱碱性介质中获得了优异的选矿技术指标。

2.1 粗选条件试验

2.1.1 捕收剂对比试验

浮选硫化铜主要采用黄药、黑药、硫氮和混合酯类捕收剂[3]。本研究根据矿石特点，借鉴前人的研究成果，主要对目前应用比较普遍、生产实践证明效果较好的几种捕收剂进行对比试验研究。试验流程见图1，试验结果列于表4。

由表4对比试验结果可知， Y-89优于其余三种捕收剂，原矿经一次粗选一次扫选，粗精矿品位Cu 13.50％，回收率可达94.55％，尾矿中Cu含量降至0.20％。

2.1.2 磨矿细度试验

磨矿细度试验工艺流程见图2，试验结果见图3。

从图3可以看出，铜精矿品位随着磨矿细度的增加而上升，而回收率略有下降。当磨矿细度增至-0.074mm 90.00％时，继续增加磨矿细度，矿石泥化严重恶化了浮选，精矿品位及回收率均开始下降。因此，确定磨矿细度为-0.074mm 90.00％。

图1 捕收剂对比试验流程

表4 捕收剂对比试验/％

图2 磨矿细度试验工艺流程

图3 磨矿细度试验结果

2.1.3 生石灰用量试验

试验流程如图4所示，试验结果见图5。

图4 石灰用量试验流程

图5 石灰用量试验结果

由图5可知，精矿品位先随着石灰用量的增加而上升，回收率略有降低。当石灰用量超过750g/t后，精矿品位变化不大，而回收率显著降低。因此，确定石灰用量为750g/t，此时矿浆pH≈8.5。

2.2 精选腐植酸钠用量试验

腐植酸钠含有苯环、羰基、甲氧基等活性基团，能有效的吸附于黄铁矿表面，阻碍黄铁矿与捕收剂发生作用，使其受到抑制[4]。精选腐植酸钠用量试验流程如图6，试验结果见图7。

图6 腐植酸钠用量试验流程

图7 腐植酸钠用量试验结果

由图7试验结果可知，添加腐植酸钠后精矿回收率小幅下降，但精矿品位上升明显。当腐植酸钠用量超过67g/t后，其对铜矿物也产生了抑制作用，精矿品位及回收率均开始下降。

2.3 闭路试验

闭路试验流程及结果见图8和表5。

表5 闭路试验结果

图8 闭路试验流程

3 结语

1) 矿石中硫化物主要为黄铁矿，铜矿物以黄铜矿为主。传统的高碱度浮选工艺严重影响了Cu及伴生元素Ag的回收。

2) 以水玻璃为矿浆分散剂、腐植酸钠为黄铁矿抑制剂、Y-89为捕收剂，在低碱度(pH≈8.5)介质下可实现铜硫的有效分离。

3) 推荐的“一粗一扫三精”的全浮选工艺流程获得了满意的技术指标：原矿品位Cu 3.39％、Ag 14.24g/t，精矿品位Cu 20.91％、Ag 72.90g/t，回收率Cu 93.88％、Ag 77.91％。

[1]周源．低碱介质铜硫分离技术的研究[J] ．矿产综合利用，1999(2)：36-38．

[2]陈建华，冯其明，欧乐明,等．低碱度铜硫浮选分离新型有机抑制剂应用研究[J]．有色金属:选矿部分，1997(4)：29-32．

[3]胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[M] ．北京：冶金工业出版社，1998.

[4]张剑锋，胡岳华，邱冠周．浮选有机抑制剂研究的进展[J]．有色矿冶，2000(2)：14-18．