尼日利亚某氧化铜矿石选矿试验

赵留成 李绍英 李程伟

（华北理工大学矿业工程学院，河北，唐山 063210）

尼日利亚某铜矿石铜品位高、氧化程度深，铜矿物的组成较为复杂，属典型难选氧化铜矿石。而氧化铜矿石的选矿，目前主要采用浮选法［1-2］、化学浸出法［3］、生物浸出法［4］和选冶联合工艺［5-6］。为高效开发利用该铜矿资源，拟采用硫化浮选和酸浸法分别进行试验研究，以确定适宜的选矿工艺流程及工艺技术参数。

1 矿石性质

尼日利亚某铜矿石中的主要铜矿物为孔雀石、硅孔雀石、蓝铜矿、黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿等，非金属矿物主要为硅质脉石矿物等。由于该矿石氧化程度深，因而矿石含泥量大，且矿石呈细粒不均匀嵌布特征。矿石主要化学成分分析结果见表1，铜物相分析结果见表2。

由表1可知，矿石Cu品位为4.10%，为主要有回收价值的元素，Pb、Zn含量分别为0.46%、0.16%，未达到工业品位，不作回收。

由表2可知，矿石中原生硫化铜和次生硫化铜含量均较低，二者仅占总铜的16.10%，而自由氧化铜含量较高，占总铜的82.44%。因此，该矿石为高品位氧化铜矿石。

由于矿石硫化铜含量较少，采用常规浮选将不能有效回收铜，硫化浮选或酸浸工艺可能更适宜该矿石的处理。

2 试验结果与讨论

2.1 浮选试验

基于该矿石的铜氧化率高达83.90%，因此，试验首先采用硫化浮选工艺进行铜的回收［7-9］。探索试验确定以硫化钠为硫化剂，长链烃类JP为捕收剂，在磨矿细度条件试验、硫化钠和JP用量条件试验，以及开路试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图1，结果见表3。

由表3可看出，矿石在磨矿细度为-0.074 mm占90%的情况下，采用1粗4精3扫浮选流程处理，可获得铜品位为20.23%、铜回收率为74.35%的铜精矿。

从试验结果看，虽然精矿质量指标尚可，但铜回收率很低，尾矿铜品位高达1.23%，显然未实现铜的充分、高效回收。因此，浮选工艺不适宜该矿石的合理开发利用。

2.2 酸浸试验

酸浸条件试验流程见图2。

2.2.1 磨矿细度试验

目标矿物的单体解离情况是影响浸出率的关键因素［10］。为确定适宜的酸浸粒度，在硫酸浓度为55 g/L、矿浆浓度为33%、浸出时间为2 h、搅拌速度为300 r/min情况下进行了磨矿细度对酸浸效果的影响试验，结果见图3。

由图3可知，提高磨矿细度有利于铜浸出率的提高，但在磨矿细度范围内影响并不显著：磨矿细度由-0.074 mm占55%提高至-0.074 mm占85%，铜的浸出率由74.15%增加到76.34%，仅提高了2.19个百分点。综合考虑，确定磨矿细度为-0.074 mm占55%。

2.2.2 硫酸浓度试验

浸出剂浓度是影响浸出过程的主要因素之一，为确定浸出剂硫酸的适宜浓度，在磨矿细度为-0.074 mm占55%、矿浆浓度为33%、浸出时间为2 h、搅拌速度为300 r/min的条件下进行了不同硫酸浓度的酸浸试验，结果见图4。

由图4可知，随着硫酸浓度的提高，铜浸出率先提高后维持在较高水平。硫酸浓度由37 g/L提高至74 g/L，铜浸出率从69.27%提高至77.07%，提高了7.80个百分点，这是由于较高的硫酸浓度不仅能提高铜矿物的溶解速率，而且能使铜的溶解更完全［11-12］。因此，确定硫酸的浓度为74 g/L。

2.2.3 浸出时间试验

在磨矿细度为-0.074 mm占55%、硫酸浓度为74 g/L、矿浆浓度为33%、搅拌速度为300 r/min的情况下进行浸出时间试验，结果见图5。

由图5可知，在一定浸出时间内，浸出时间对铜浸出率的影响明显，浸出时间为2 h时，铜浸出率达77.07%；继续延长浸出时间，铜浸出率趋于稳定。因此，确定浸出时间为2 h。

2.2.4 酸浸验证试验

在磨矿细度-0.074 mm含量占55%、硫酸浓度为74 g/L、矿浆浓度为33%、浸出时间为2 h、搅拌速度为300 r/min的条件下进行酸浸工艺条件验证试验，结果见表4。

由表4可知，3组平行试验获得平均浸渣铜品位为0.93%，铜浸出率为77.22%的指标，酸浸工艺具有较好的稳定性和重现性。

2.3 工艺对比

对比浮选工艺条件下和酸浸工艺条件下的试验指标可以看出，后一种工艺条件下虽然矿石的磨矿细度由-0.074 mm占90%降至-0.074 mm占55%，但铜浸出率达77.22%，高于浮选工艺情况下的铜回收率指标2.87个百分点。从节能、增效角度考虑，酸浸工艺相对更适合该矿石的处理。

3 结论

（1）尼日利亚某铜矿石铜品位高、氧化程度深、含泥量大、铜矿物组成复杂且嵌布粒度粗细不均，属难选氧化铜矿石。矿石中的主要铜矿物为孔雀石、硅孔雀石、蓝铜矿、黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿等，非金属矿物主要为硅质脉石矿物等。

（2）矿石在磨矿细度为-0.074 mm占90%的情况下，采用1粗4精3扫浮选流程处理，可获得铜品位为20.23%、铜回收率为74.35%的铜精矿。

（3）矿石在磨矿细度为-0.074 mm占55%、硫酸浓度为74 g/L、矿浆浓度为33%、浸出时间为2 h、搅拌速度为300 r/min的情况下，铜浸出率可达77.22%。

（4）对比浮选工艺和酸浸工艺的条件和指标可以看出，酸浸工艺条件下虽然矿石的磨矿细度由-0.074 mm占90%降至-0.074 mm占55%，但铜浸出率却高出浮选工艺铜回收率指标2.87个百分点。表明从节能、增效角度考虑，酸浸工艺相对更适合该矿石的处理。