某难选铜锌硫化矿铜回收选矿试验研究

白 洁，孙志健，于 洋

（矿冶科技集团有限公司 矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 102628）

1 引言

铜是国民生产中的重要有色金属，需求日益增加，随着矿产资源的不断开发，难选矿石越来越多。铜锌多金属硫化矿所含主要矿物为黄铜矿和闪锌矿，通常品位较低、矿石组成复杂、矿物粒度细、嵌布共生密切，最大限度的从铜锌硫化矿中浮选分离回收铜、锌矿物是研究重点［1-4］。某低品位铜锌硫化矿含硫量高，黄铜矿粒度细，不易解离，易形成连生体，铜矿物难以高效回收。本文在分析矿石性质特点的基础上，通过对选矿工艺和药剂制度进行研究，解决了难选铜矿物浮选问题，实现了铜矿物的有效分离回收。

2 矿石性质

2.1 矿石的化学组成和物相分析

矿石的化学组成分析结果见表1，铜、锌化学物相分析结果见表2、3。

表1 矿石化学组成分析结果 /%

表2 铜的化学物相分析结果 /%

表3 锌的化学物相分析结果 /%

2.2 矿石的矿物组成分析

矿石中的铜矿物绝大部分为黄铜矿，微量铜蓝；锌矿物为闪锌矿；其他金属矿物主要为磁黄铁矿，少量黄铁矿、磁铁矿，另有微量毒砂、方铅矿、褐铁矿等。矿石中的非金属矿物大部分为萤石，其次为钙铁榴石、绿泥石、方解石、石英，少量的长石、白云母、透辉石，微量磷灰石、榍石、高岭石等。矿石组成及含量见表4。

表4 矿石的矿物组成分析 %

2.3 难点分析

矿石中黄铜矿的含量低，硫含量高，铜矿物粒度较细，在-0.020mm粒级中，黄铜矿的占有率为16.56%，这部分微细粒黄铜矿较难实现单体解离，易损失在尾矿中。当磨矿细度为-0.074mm占70%时，矿石中的黄铜矿的解离度仅为48.54%，单体解离度较低，以富连生体形式与脉石矿物和磁黄铁矿连生的黄铜矿为17.96%，属于难选硫化矿。

3 选矿工艺研究

根据矿石性质特点差异，铜锌浮选分离常用的流程有优先浮选、混合浮选和等可浮流程等［2］。矿石中铜矿物为黄铜矿，可浮性较好，但含量低，宜采用铜优先浮选流程进行回收，以提高铜精矿品位。铜矿物粒度细，不易解离，为提高铜选矿回收率，不宜采用强压强拉药剂制度，部分富连生体可通过再磨方式，添加高效抑制剂实现与锌、硫及脉石矿物分离。本文主要研究解决微细粒铜矿物浮选回收问题，因此主要对选铜试验的重要影响因素进行探讨，锌矿物浮选不做介绍。

3.1 铜粗选试验

3.1.1 铜粗选矿浆pH试验

硫化矿物浮选性能与矿浆pH密切相关，适宜的矿浆pH可以有效提高铜浮选回收率，石灰为常用浮选pH调整剂，同时也是黄铁矿的抑制剂。考察矿浆pH对铜矿物浮选影响，试验结果见图1。浮选矿浆pH值对铜矿物浮游性能影响较大，石灰添加量由0增加至2000g/t，矿浆pH值由7.03升高至9.85，铜浮选回收率由52%提高至75.04%，继续升高矿浆pH值，铜回收率降低，故铜浮选矿浆pH值宜控制在10左右。

图1 矿浆pH对铜粗选的影响

3.1.2 铜粗选捕收剂种类试验

矿石含铜量低，含硫量高，铜矿物嵌布粒度细，采用选择性好的捕收剂是确保铜精矿品位和回收率的关键，选取了Z200、EP、BK901B、BK404等铜矿物选择性较强的捕收剂进行试验［5-7］，试验结果见图2。采用BK404作捕收剂获得的铜精矿品位及回收率均较高，BK404是矿冶科技集团研发的铜矿物捕收剂，对细粒铜矿物捕收力强，对闪锌矿和黄铁矿的捕收力很弱，选择性较好，因此，本试验铜矿物浮选采用BK404作为捕收剂，用量40～50 g/t为宜。

图2 铜粗选捕收剂种类试验结果

3.1.3 铜粗选抑制剂用量试验

硫酸锌是闪锌矿有效的抑制剂，常与亚硫酸钠组合使用，以发挥药剂协同作用达到更好的抑制效果。试验采用硫酸锌和亚硫酸钠质量比2∶1作为闪锌矿抑制剂［4］，研究抑制剂用量对铜粗选的影响。试验结果见图3。随着抑制剂用量的增大，铜粗精矿品位提高，铜粗精矿中锌损失降低，铜回收率略有下降，硫酸锌+亚硫酸钠用量为1500+750g/t时，对铜浮选回收率影响较大，综合考虑，确定抑制剂用量硫酸锌1000g/t，亚硫酸钠500g/t。

图3 铜粗选抑制剂用量试验结果

3.2 铜精选试验

3.2.1 铜精选再磨细度试验

矿石中铜矿物粒度较细，使得当磨矿细度为-0.074mm占70%时，黄铜矿的单体解离度较低为48.54%，铜矿物易损失在尾矿中，需提高磨矿细度，对铜粗精矿进行再磨，使铜矿物进一步解离。考察再磨细度对浮选的影响，试验结果见图4。随着再磨细度增大，铜精矿品位提高，含锌降低，铜回收率降低，综合考虑，选定铜精选再磨细度为-0.043mm占97%，铜精矿铜品位17.11%，铜回收率90.90%。

图4 铜精选再磨细度试验结果

3.2.2 铜精选抑制剂用量试验

由于铜粗精矿再磨后，部分黄铜矿与磁黄铁矿和脉石矿物的连生体发生解离，因此，在使用硫酸锌和亚硫酸钠为抑制剂的基础上，添加磁黄铁矿和脉石矿物抑制剂。BK556为矿冶科技集团研发的绿色环保有机铁硫化物抑制剂，对脉石矿物也具有很好的抑制效果。考察BK556用量对铜精选的影响，试验结果见图5。随着BK556用量增大，铜精矿品位明显提高，由10.58%提高至17.71%，但铜回收率降低，综合考虑，BK556用量以120g/t为宜。

图5 铜精选BK556用量试验结果

3.3 选铜闭路试验

在条件试验的基础上，进行选铜的闭路试验，采用的工艺流程为一次粗选、一次扫选（主回收矿物为闪锌矿，减少闪锌矿在铜精矿中的损失）、铜粗精矿再磨、三次精选，铜浮选采用BK404为捕收剂，硫酸锌、亚硫酸钠和BK556为抑制剂。闭路试验流程见图6，试验结果见表5，该流程可获得含含铜20.74%，含锌7.98%，铜回收率74.16%的铜精矿。后续对矿石中锌矿物的回收进行了试验研究，可以获得较高品位的锌精矿。

图6 选铜闭路试验流程

表5 选铜闭路试验结果 /%

4 结论

（1）矿石中含铜0.36%，含锌4.88%，含硫24.16%，铜品位低而含硫量高，铜矿物嵌布粒度细，较难解离，易形成与磁黄铁矿和脉石矿物的连生体，属于难选硫化矿。

（2）采用一次粗选、一次扫选、铜粗精矿再磨、三次精选的选矿工艺流程，实现了细微粒铜矿物的有效回收，铜精矿含铜20.74%，含锌7.98%，铜回收率74.16%。

（3）该浮选工艺使用了自主研发的铜矿物捕收剂BK404和铁硫化物抑制剂BK556，具有选择性好，用量少，经济环保的特点，为此类型矿石的浮选药剂的选择提供参考和借鉴。