某铜矿石浮选尾矿工艺矿物学研究

蔡明明 张文平

摘要：为更好地查清某铜矿石选别过程中铜流失的主要原因，借助先进的扫描电镜、能谱仪及BPMA分析系统等分析手段，测定铜尾矿中的矿物组成、解离度、连生程度、嵌布关系等工艺矿物学参数。结果表明：铜尾矿中铜矿物主要为黄铜矿和铜蓝，铜分布率分别为89.01 %和10.99 %;铜矿物粒度较细，黄铜矿和铜蓝粒径均小于38 μm，呈微细粒分布;黄铜矿单体解离度较低，与脉石矿物连生较为密切，铜蓝多以单体形式存在。工艺矿物学研究结果可为该铜矿石生产工艺优化改造，提高铜回收率提供理论依据。

关键词：铜尾矿;工艺矿物学;解离度;嵌布关系;BPMA分析系统

中图分类号：TD91文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）04-0064-03doi：10.11792/hj20200414

随着矿产资源的日益匮乏，如何更好地回收有用矿物成为目前研究的重点。本文以某铜矿石浮选尾矿（下称“铜尾矿”）为研究对象，通过对主要矿物嵌布粒度、矿物间嵌布关系[1]、矿物解离度[2]等工艺矿物学参数进行检测，以及根据铜矿物的可选性及其在选矿过程中的行为[3]，查找铜在浮选过程中流失的原因，为进一步提高铜回收率提供矿物学依据[4]。

1 铜尾矿化学成分及矿物组成

1.1 化学成分

铜尾矿化学成分分析结果见表1。

从表1 可以看出：铜尾矿中铜品位为0.074 %，其他有价金属品位较低，主要为无机盐矿物。

1.2 矿物组成

采用扫描电镜、能谱仪等分析表明，铜尾矿中铜矿物主要有黄铜矿、铜蓝，其他金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿及少量方铅矿、闪锌矿等;脉石矿物有石英、高岭石、绢云母、海绿石、明矾石、鲕绿泥石等。铜尾矿矿物组成分析结果见表2。

2 铜尾矿主要矿物工艺特征

2.1 铜物相分析

铜尾矿中铜物相分析结果见表3。

从表3可以看出：铜尾矿中铜矿物主要为黄铜矿和铜蓝，铜分布率分别为89.01 %和10.99 %。

2.2 黄铜矿

黄铜矿是主要的含铜矿物之一，相对含量为0.17 %，经能谱分析其铜分布率为89.01 %。铜尾矿中黄铜矿主要由Cu、S、Fe组成，能谱分析见图1。

铜尾矿中黄铜矿的平均粒径为5.63 μm，小于10 μm的黄铜矿约占77 %，其余约23 %的黄铜矿粒径在10～38 μm，呈细粒—微细粒嵌布。样品中1.08 %的黄铜矿以单体解离的形式存在，解离度大于80 %的富连生体为2.04 %。以连生形式存在的黄铜矿主要与黄铁矿、磁黄铁矿、石英、高岭石等矿物连生，少量与明矾石、透锂长石等连生。

铜尾矿中典型的黄铜矿与其他矿物嵌布关系（背散射电子图像）及主要矿物化学成分能谱分析见图2。从图2可以看出：黄铜矿（分析点1）与黄铁矿（分析点2）、石英（分析点3）呈连生分布。

2.3 铜 蓝

铜蓝也是主要的含铜矿物之一，相对含量为0.01 %，经能谱分析其铜分布率为10.99 %。铜尾矿中铜蓝主要由Cu、S组成，见图3。

铜尾矿中铜蓝的平均粒径为2.35 μm，其颗粒较小，均小于5 μm，呈微细粒嵌布。铜尾矿中82.13 %的铜蓝以单体解离的形式存在，单体解离度较高。以连生形式存在的铜蓝主要与透锂长石、明矾石等矿物连生，少量和磁铁矿等矿物连生。铜尾矿中单体解离的铜蓝背散射电子图像见图4。

2.4 黄铁矿

黄铁矿为铜尾矿中主要矿物之一，相对含量为3.34 %。铜尾矿中黄铁矿主要由Fe、S组成。铜尾矿中黄铁矿的平均粒径为17.97 μm，其颗粒较小，小于38 μm的黄铁矿占91.69 %，主要呈细粒嵌布。铜尾矿中34.64 %的黄铁矿以单体解离的形式存在，以连生形式存在的黄铁矿主要与石英、长石等矿物连生，少量和高岭石等矿物连生。铜尾矿中黄铁矿与石英连生嵌布关系（背散射电子图像）见图5。

2.5 铜矿物解离特征

铜尾矿中黄铜矿和铜蓝的解离度分析是在样品细度-0.074 mm占60 %的条件下，采用BPMA分析系统测量完成。通过解离度和矿物连生程度分析，可以查清铜尾矿中目标矿物和目标矿物、目标矿物和其他脉石矿物的连生关系。铜尾矿中主要铜矿物解离情况见表4，连生程度统计结果见表5。

从表5可以看出：黄铜矿单体解离度较低，与脉石矿物连生较为密切，分布率为70.98 %;铜蓝单体解离度较高，有82.13 %的铜蓝以单体形式存在。

2.6 铜矿物嵌布粒度

采用BPMA分析系统，在样品细度-0.074 mm占60 %的条件下，对铜尾矿中铜矿物嵌布粒度进行分析。铜尾矿中铜矿物嵌布粒度分析结果见表6。

从表6可以看出：铜尾矿中的铜矿物粒度较细，其粒径均小于38 μm，呈微细粒分布。

3 结 论

1）铜尾矿中铜品位0.074 %。铜尾矿中铜矿物主要有黄铜矿、铜蓝，铜分布率分别为89.01 %、10.99 %;其他金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿及少量方铅矿、闪锌矿等;脉石矿物主要由石英、高岭石、绢云母、海绿石、明矾石、鲕绿泥石等矿物组成。

2）黄铜矿单体解离度较低，与脉石矿物连生较为密切;铜蓝单体解离度较高，其中82.13 %的铜蓝以单体形式存在。铜矿物呈微细粒分布，粒径均小于38 μm。

3）铜尾矿中流失的铜主要为黄铜矿和铜蓝中的铜。流失的主要原因是：黄铜矿解离度低且连生矿物主要为脉石矿物，导致黄铜矿流失;铜蓝的粒径较小，泥化严重，导致铜蓝流失。选矿厂可通过浮选药剂条件优化及部分流程结构改造，最大程度回收铜矿物，提高銅回收率。

[參 考 文 献]

[1] 江皇义，卢烁十，宋振国，等.某难选铜锌矿的工艺矿物学研究[J].有色金属（选矿部分），2019（3）：1-4.

[2] 王竹萌，贾木欣，应平，等.工艺矿物学参数自动测量技术研究[J].中国矿业，2015，24（增刊2）：205-208，212.

[3] 许志华.铜工艺矿物学[J].广东有色金属学报，1999，9（1）：1-8.

[4] 鲁新州，王世磊，曲晓义.湖北某难选铜矿石浮选试验研究[J].世界有色金属，2019（4）：201-202.

Abstract：In order to find out the main causes of copper loss in copper ore dressing process，the mineral composition，dissociation degree，continuity degree and embedding state of minerals in copper tailings are researched by means of advanced scanning electron microscopy，energy spectrum and BPMA analysis system.The results show that the copper minerals in the copper tailings are mostly chalcopyrite and covellite，and the copper distribution rates are 89.01 % and 10.99 % respectively; the grain of the copper minerals is tiny in microfine particles with both the grain size smaller than 38 μm;the monomer dissociation degree is low for chalcopyrite and it is closely associated with gangue mi-nerals while covellite is mostly in monomer form.The process mineralogy research results provides theoretical basis for the optimization of copper ore dressing process and the improvement of recovery rate.

Keywords：copper tailings;process mineralogy;dissociation degree;embedding state;BPMA analysis system