刚果（金）某矿山低品位氧化铜选矿试验研究

张晓峰，钟先林，赵要锋，田春友

（1.中色华鑫马本德矿业有限公司，刚果（金） 卢本巴西 999059；2.中色华鑫湿法冶炼有限公司，刚果（金） 利卡西 999059）

刚果（金）铜、钴资源丰富，随着近几年政局稳定，铜、钴资源开发出现井喷式发展，特别是中资企业发展迅猛，随着高品位氧化铜矿石枯竭，采用更低品位矿石冶炼是唯一选择。然而，该地区运输成本高昂，加之硫酸售价约350美元/吨～400美元/吨，冶炼企业直接采用低品位氧化铜矿为原料的方式生产成本较高，本文针对近年来刚果（金）冶炼发展历程做简要介绍，介绍刚果（金）某典型低品位氧化铜浮选实验结果，为国内外同行提供数据参考，更好地开发刚果（金）地区铜金属资源[1]。

1 低品位氧化铜矿选矿意义

近20年来，当地铜金属冶炼大致经历了三个阶段。2002年前，当地基本以欧美国家资本为主的铜金属冶炼及矿山开发，氧化铜矿金属品位最高可达20%以上，以火法为主。随着高品位矿石资源消耗，氧化铜矿品位降低至5%以下，采用火法冶炼工艺企业生产成本增长较快，企业被迫逐步关停[2]。2002年以后，中资企业开始逐步进入该国开展铜、钴金属资源开发业务，形成了一批以湿法冶炼工艺为主的工厂。企业建设期设计使用氧化铜矿金属品位为3%～5%，同样地随着该类型高品位矿源消耗，目前多数中、小型冶炼企业面临自有矿山高品位氧化铜矿开采接近尾声，市场上外购高品位铜矿成本较高的窘境。为了降低生产成本，企业逐渐向处理更低品位矿石方向上进行技术改造。目前刚果（金）以卢本巴西-利卡西周边为代表的冶炼企业开始对氧化铜品位2%以上的矿石进行争夺。随着大批中资企业新建及各企业冶炼规模不断增张，矿石资源消耗将进一步加速。据笔者估计，10年内该地区2%铜金属品位以上资源将基本被消耗。因此，对更低品位氧化铜矿石，特别是针对1%氧化铜品位矿石进行浮选处理，以较低的成本富集铜金属品位，同时降低矿石搅拌浸出时硫酸消耗可能是解决企业长期发展难题的一种有效方案[3]。

2 低品位氧化矿性质及浮选工艺

本文针对刚果（金）卢本巴西市附近一座露天开采的氧化铜矿为研究对象，试验中选取的矿石为堆存的低品位氧化铜矿。经物相检测分析，试验矿石中孔雀石以粗粒嵌布为主，少量为细粒嵌布。试验矿石中铜品位为0.87%，铜氧化率为88.51%。

表1 矿石中铜物相分析结果（%）

本文选矿试验采用浮选方法回收矿石中氧化铜。每次单元试验取矿石700g，加入450ml水，磨矿浓度为60.87%，磨矿后的矿浆倒入XFG型单槽式浮选机中适当调浆，依次加入调整剂、捕收剂、起泡剂、然后浮选。泡沫产品和槽内产品分别是精矿和尾矿，分别烘干、称重，制样后化验品位，计算回收率。本文所选用的药剂如下表所示。

表2 浮选试验所用药剂

3 实验结果及分析

3.1 磨矿细度试验

为了回收目的矿物，必须使目的矿物达到适宜的单体解离，才能有较好的分选效果，所以采用合适的磨矿细度是最为关键的。本次实验分别研究-0.075mm粒径的碎磨矿石分别占比为65%、75%、85%、95%，分析磨矿细度对浮选效果影响。

研究结果表明，四种细度矿石经浮选金属回收率分 别 为43.19%、51.89%、61.73%、61.13%。当 磨 矿 细度-0.075mm超过85%后，铜回收率有所下降。可见磨矿细度过细，原生矿泥及因磨矿产生的次生矿泥恶化了浮选效果。故浮选工艺选择磨矿细度-0.075mm占85%为宜。

3.2 水玻璃用量试验

水玻璃对矿泥有分散作用，对提高精矿中有价金属品位有一定的效果。同时，水玻璃作为脉石的抑制剂普遍使用。由于样品中含有较多矿泥，试验采用水玻璃抑制脉石矿物及分散矿泥。本文研究分别采用0g/T矿，875g/T矿，1750g/T矿，2214g/T矿的水玻璃用量进行对比实验。

试验结果表明，随着水玻璃用量地增加，铜品位和回收率累计逐渐提高，但当水玻璃合计用量超过1750g/T后，铜回收率累计提高幅度较小，故浮选工艺中选择水玻璃合计用量为1750g/t较为合适。

3.3 硫化钠用量试验

由于矿石性质为氧化铜矿石，需要硫化钠硫化后加入捕收剂浮选。本文针对硫化钠用量分别为500g/T矿、857g/T矿、1143g/T矿、1500g/T矿四种情况比较其金属回收情况。

研究表明，随着硫化钠用量地增加，上述四种情况下精矿中铜回收率累计逐渐提高，但当硫化钠用量合计超过1143g/t后，铜回收率有一定幅度降低，说明当硫化钠用量过大时，对硫化后的氧化铜有一定的抑制作用。故浮选工艺中选择硫化钠用量为1143g/T矿较为合适。

3.4 捕收剂种类试验

针对不同类型的矿物，选择有效的捕收剂，是获得理想选矿技术指标的重要前提。当今浮选硫化矿使用较为广泛的捕收剂仍然是黄药、黑药等。为加强样品中铜的回收率，试验比较分析乙基黄药、丁基黄药、戊基黄药三种药剂对金属回收率的影响。

采用丁基黄药作捕收剂，浮选回收率要高于采用乙基黄药、戊基黄药作捕收剂，铜回收率累计达到52.47%，故浮选工艺中可选择丁基黄药作捕收剂。

3.5 原矿磨矿-脱泥-浮选氧化铜试验

由于原矿中含有大量的原生矿泥以及磨矿时产生的次生矿泥，故本文试验考查了采用药剂脱泥后的浮选氧化铜效果。

试验结果表明，磨矿后浮选脱泥，矿泥脱除率为12.83%，矿泥中铜损失率累计为11.16%，精矿中铜品位累计为2.33%，铜回收率累计为61.21%。浮选脱泥后再浮选获得的铜精矿品位并未达到预期目的，并且矿泥中铜损失率累计为11.16%，铜品位累计为0.64%。采用原矿磨矿-浮选脱泥-浮选氧化铜工艺流程指标并不理想。

3.6 试验工艺流程的选择

本文试验采用原矿直接磨矿浮选氧化铜，原矿磨矿后浮选脱泥-浮选氧化铜，原矿脱泥后磨矿-浮选氧化铜三种工艺流程对比试验。试验结果表明，原矿直接磨矿浮选粗精矿经过一次精选，铜精矿氧化铜品位虽然超过2.50%，但铜精矿中铜回收率仍较低，仅为57.20%。采用原矿磨矿后浮选脱泥-浮选氧化铜，矿泥脱除率为12.83%，矿泥中铜损失率累计为11.16%，铜精矿中氧化铜品位累计为2.33%，铜回收率累计为61.21%，原矿磨矿后浮选脱泥-浮选氧化铜获得的铜精矿品位未达到2.50%目标，并且矿泥中铜损失率累计为11.16%。采用原矿脱泥后磨矿-浮选氧化铜工艺流程试验指标较好，原矿矿泥脱除率为49.22%，脱泥后获得矿砂氧化铜中铜品位为1.38%，铜分布率为88.73%，矿砂浮选试验获得铜精矿中氧化铜品位为5.12%，铜回收率为82.59%，对原矿氧化铜中铜回收率为73.28%。因此浮选工艺选择原矿脱泥后磨矿-浮选氧化铜工艺流程具有优势。

4 结论

通过本文试验，简单验证了矿石细度、药剂用量、药剂选型、浮选方案等对低品位氧化铜矿石经浮选后金属品位富集、金属回收率的影响。主要结论如下：①浮选工艺中选择磨矿细度-0.075mm占85%、水玻璃合计用量为1750g/t、选择硫化钠用量为1143g/t矿等工艺参数较为合适，浮选工艺中可选择丁基黄药作捕收剂。②通过浮选试验验证，合适的浮选条件下可获得铜精矿氧化铜中铜品位为5.12%，铜回收率为82.58%，对原矿铜回收率为73.28%，表明低品位氧化铜矿石浮选工艺具有技术开发前景。③浮选过程中，相关药剂消耗相对硫化矿浮选较大，导致规模化生产成本较高。目前针对该地区低品位氧化矿石浮选还需要做大量工作，降低工业化生产成本，确保企业利润。