含银铜硫矿石优先浮选与混合浮选工艺对比试验

丘世澄 胡 真 邱显扬 姚艳清 王成行

(1.中南大学 资源加工与生物工程学院，长沙 410083;2.广东省资源综合利用研究所，广州 510651;3.稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广州 510651)

关健词：铜硫优先浮选；铜硫混合浮选；含银铜硫矿石

铜具有许多独特的物理化学性质，在电力、建筑、机械及国防等多个领域得到广泛应用。根据存在形态不同，自然界中的铜可分为自然铜、氧化铜和硫化铜[1]，我国铜矿资源类型主要为硫化铜矿[2]，常伴有微量的金、银等有价金属。浮选是处理铜硫矿石最为常见的工艺，其过程主要是将硫化铜矿物与硫化铁矿及脉石分离，关键技术在于铜硫的高效分离。

目前，铜硫浮选工艺流程主要有全优先浮选、混合浮选、部分优先浮选-混合浮选、等可浮浮选等[3]。全优先浮选操作简单，适合处理品位较高、嵌布粒度较粗的多金属矿石。邓冲等[4]对某铜硫硫化矿石进行优先浮选与混合浮选试验对比，结果表明，混合浮选过程，铜离子易活化含硫矿物，导致硫精矿产品含铜较高、混合浮选适用于原矿品位较低、嵌布复杂、紧密共生的铜硫矿石。周晓文等[5]采用“混合浮选-铜硫分离”工艺处理某共生密切、嵌布复杂的铜硫矿物，获得铜品位14.22%、回收率87.58%的铜精矿。部分优先浮选-混合浮选工艺适用于含有黄铜矿的铜硫矿石的选别。邱廷省等[6]对某难选铜硫矿石展开研究，采用“部分优先浮选-铜硫混合浮选-混合浮选粗精矿再磨分离”工艺，获得铜品位19. 91%、回收率95. 20%的铜精矿。等可浮浮选工艺适用于多金属铜硫矿石的选别,且矿石中含一种可浮性较好的有用矿物。郭玉武等[7]采用等可浮工艺处理某铜铅锌硫铁矿，铜、铅、锌、硫回收率分别为78.76%、64.34%、61.69%、96.33%，获得了较好的选别指标。

某铜硫矿石含铜1.24%、含银18.2 g/t、含硫2.40%，铜主要以硫化铜形式存在。对铜优先浮选工艺及铜硫混合浮选工艺进行选别条件试验研究，确定适应矿石性质的选别流程与药剂制度，为选矿厂建成后的调试和生产提供技术支持。

1 原矿性质

原矿多元素分析结果见表1。铜物相分析结果见表2 。矿物组成及含量测定结果见表3。

由表1可知，原矿中回收的主要元素为Cu、Ag、S，品位分别为1.24%、18.2 g/t和2.40%，有害元素砷含量较低。

表1 原矿主要元素化学成分分析结果

注：1)单位为 g/ t，下同

表2 铜物相分析结果

表3 主要矿物种类及含量

由表2可知，原矿中原生硫化铜占有率为97.08%，属易浮铜矿石，其次为结合氧化铜，占有率为1.33%，次生硫化铜和自由氧化铜含量较少，占有率分别为0.53%和0.44%。

由表3可知，该矿石金属矿物以黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿为主，脉石矿物主要为长石、石英，其次是绢云母、高岭石、方解石等。

此外，显微镜下观察发现，黄铜矿呈它型粒状，结晶状态为单晶体或多晶集合体，并以浸染状形式分布在脉石矿物中。长石、石英、高岭石等脉石矿物及黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿等金属矿物与黄铜矿镶嵌连生，少量黄铜矿被黝铜矿及脉石矿物包裹。黄铁矿嵌布特征多为它形粒状，部分为半自形-自形粒状，有极少数黄铁矿被磁黄铁矿、闪锌矿等矿物包裹。磁黄铁矿粒度较细，多呈它形粒状，与长石、石英等脉石矿物连生。磁铁矿含量较低，它形粒状，可与黄铜矿构成连晶。铋碲银矿含量极少，为银的独立矿物。方铅矿、辉铋矿、黄铜矿等是银的载体矿物之一。

2 选矿试验与工艺对比

工艺矿物学研究结果表明，该铜矿主要以黄铜矿为主，银为伴生有价元素，工艺流程的选择应以回收铜为主，伴生回收银。在工艺矿物学研究基础上，拟定优先浮铜、尾矿浮硫流程与铜硫混合浮选再分离流程试验研究。

经试验探索，优先浮选工艺在磨矿细度-0.074 mm占 90%下优先浮铜效果较好，经一次粗选—两次扫选—两次精选，铜中矿依次返回，得到铜精矿；选铜尾矿经一次粗选—两次扫选—两次精选，硫中矿依次返回，得到硫精矿。优先浮选工艺及其药剂制度见图1。

混合浮选工艺采用一段磨矿，磨矿细度为-0.074 mm占80%，经一次粗选—三次精选—两次扫选，中矿顺序返回获得铜硫精矿，铜硫精矿添加石灰作为抑制剂，经一次粗选—一次扫选—一次精选，中矿顺序返回，得到铜精矿和硫精矿。混合浮选工艺及其药剂制度见图2。

图1 铜硫优先浮选试验流程Fig.1 Flowsheet of copper-sulfur preferential flotation test

图2 铜硫混合浮选试验流程Fig.2 Flowsheet of copper-sulfur bulk flotation test

3 结果与讨论

3.1 优先浮选与混合浮选闭路试验

优先浮选闭路试验结果见表4。混合浮选闭路试验结果见表5。

对比表中两个工艺流程的试验结果，优先浮选可获得铜品位20.17%、铜回收率98.41%，银品位277.9 g/t、银回收率92.38%的铜精矿；硫品位37.11%、硫回收率43.79%的硫精矿；混合浮选铜精矿铜品位为20.03%、铜回收率93.37%、银品位259.5 g/t，银回收率82.41%；硫精矿硫品位32.34%，硫回收率26.01%的硫精矿；优先浮选流程可获得更好的技术指标。

3.2 精矿、尾矿分析

3.2.1 精矿、尾矿化学成分

优先浮选工艺精矿、尾矿化学成分见表6。

表4 铜硫优先浮选试验结果

表5 铜硫混合浮选试验结果

表6 优先浮选工艺精矿、尾矿化学成分

由表6和图1可知，优先浮选工艺磨矿中加入石灰抑制硫铁矿，选铜时使用选择性高的Z200，有利于硫化铜的捕收和浮选。选硫时使用捕收能力强、选择性差的黄药，选铜与选硫做到了针对性使用捕收剂，选别效果好，可获得较高品位的铜精矿和硫精矿。

混合浮选工艺精矿、尾矿化学成分见表7。由表7和图2可知，混合浮选铜硫使用戊基黄药作为捕收剂，戊基黄药捕收能力强，有利于铜硫混浮，其缺点在于铜硫分离效果不佳，石灰用量大，降低了铜的回收率。比较两个工艺的精矿分析结果，优先浮选工艺的铜、硫精矿均比混合浮选工艺的铜硫精矿好。

表7 混合浮选工艺精矿、尾矿化学成分

3.2.2 精矿、尾矿金属量分析

优先浮选工艺尾矿金属量分析结果见表8。混合浮选工艺尾矿金属量分析结果见表9。

表8 优先浮选工艺尾矿粒度组成及金属分布

表9 混合浮选工艺尾矿粒度组成及金属分布

由表8可知，优先浮选工艺,尾矿中铜、银金属损失率集中在-0.074+0.043 mm粒级，铜、银损失率分别为30.38%、25.67 g/t。由表9可知，混合浮选工艺尾矿中铜、银损失率主要集中在-0.074+0.043 mm粒级，铜、银损失率分别为30.18%、26.15 g/t。其中最明显的是混合浮选工艺尾矿+0.074 mm铜、银损失率分别为22.63%、23.34 g/t，比优先浮选工艺的同粒级铜、银损失率要高较多。结合原矿显微镜鉴定可知，这主要是由于目的矿物嵌布粒度较细，部分矿物没有解离所致。

4 结论

1)某铜硫矿石含铜1.24%、含银18.2 g/t、含硫2.40%，铜主要以硫化铜形式存在。

2)采用优先浮选工艺，在-0.074 mm占90%磨矿细度下，可获得产率6.05%、铜品位20.17%、银品位277.9 g/t、铜回收率98.41%、银回收率92.38%的铜精矿和产率2.83%、硫品位37.11%、硫回收率43.76%的硫精矿。

3)采用混合浮选工艺，在-0.074 mm占80%磨矿细度下，可获得产率5.78%、铜品位20.03%、

银品位259.5 g/t、铜回收率93.37%、银回收率82.41%的铜精矿和产率1.93%、硫品位32.34%、硫回收率26.01%的硫精矿。

4)两种工艺相比较，优先选铜工艺可获得较好指标，过程稳定可靠，药剂制度简单，易于控制，适合生产。研究结果对类似的含银铜硫矿石工艺流程的选择具有重要参考价值。