含金银复杂多金属高硫铜矿粗矿再磨浮选回收铜金银硫

张 豪 叶国华, 陈子杨 谢 禹 左 琪，

(1.昆明理工大学 国土资源工程学院，昆明 650093；2.省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，昆明 650093)

稀贵金属普遍存在于有色金属硫化矿中[1-2]，针对稀贵金属含量高和硫含量较高的金属矿，在处理时需考虑在有价金属充分回收的前提下保证黄铁矿等硫化矿副产品的充分回收。浮选是铜硫分离及伴生金银综合回收的常用方法，混合浮选工艺作为重要的浮选方法之一能够最大限度地回收高金属含量硫化矿中的有价金属，但是在混合浮选过程中又要保证铜硫的有效分离，因此在混合浮选的前提下引入粗精矿再磨工艺[3-5]。在药剂制度方面，通过无机抑制剂与有机抑制剂组合的方式不仅能使铜硫有效分离，而且还有利于金、银等伴生有价组分的综合回收[6-8]。针对国外某铜金银多金属硫化铜矿金银和硫含量高的特点，为实现矿石中铜及伴生金银的高效回收，提出采用混合浮选、粗精矿再磨工艺和添加新型复合抑制剂STY(由磺化腐植酸接枝改性共聚物钠盐、活性炭粉、2-氯-6-巯基苯甲酸钠等原料经特殊工艺加工而成，下同)、活性炭与硫化钠组合脱药等方式对该矿进行加工，研究了选矿工艺和药剂制度对铜硫分离和有价金属回收的影响。研究结果可为这一类型矿产资源的开发提供参考。

1 矿石性质

矿样由委托方采自矿山现场，化学成分见表1。矿物的物相组成和铜的化学物相分析结果分别见表2和表3。

表1 原矿化学多元素分析结果

表2 原矿样品矿物组成

表3 原矿铜的化学物相

由表1可知，原矿主要金属Cu品位为2.52%，具有较高的工业价值；S含量高，达到27.59%；伴生Au、Ag含量高，分别达7.8 g/t、585.8 g/t，应充分回收；脉石组分以SiO2、Al2O3为主，基本不含易泥化的碱性脉石组分CaO和MgO，这对浮选较为有利。从表2可知，原矿含铜矿物为砷黝铜矿，含硫矿物主要为黄铁矿。由表3可知，Cu主要以硫化铜形式存在，氧化率不足1%，次生硫化铜含量为0.17%，分布率为6.72%。

2 试验

铜硫分离试验流程如图1所示。

图1 铜硫分离试验流程Fig.1 Flowsheet of the copper-sulpate separation

3 结果与讨论

3.1 再磨磨矿细度对铜精矿回收的影响

再磨对铜硫分离效果会产生极其重要的影响，对浮选粗精矿进行再磨处理，可以很大程度上提高分选指标[9]。由于原矿硫化矿含量超过60%，铜硫结合强度甚至强于脉石矿物与有用矿物的结合强度，探索试验发现若对该矿不进行再磨，回收率只有25.50%左右。虽然长时间粗磨也能达到铜硫矿物解离的效果，但是再磨可以很大程度上降低总的磨矿功耗，因此再磨细度也是试验研究的重要影响因素之一。

在活性炭1 500 g/t、硫化钠200 g/t，铜硫分选粗选、精选Ⅰ、精选Ⅱ石灰用量分别为2 000、1 300、1 200 g/t，STY用量分别为500、400、300 g/t，Z-200用量分别为30、15、5 g/t的条件下，再磨磨矿细度对铜精矿回收的影响如图2所示。

图2 再磨磨矿细度对铜精矿回收的影响Fig.2 Effects of regrinding fineness on recovery of the copper concentrate

从图2可以看出，在磨矿细度-45 μm含量为 70%～89%时，随着再磨细度的增加，铜精矿的回收率均可超过85%，但当再磨磨矿细度提高至95%时，铜精矿回收率大幅度降低至83%，说明细度过细不利于铜精矿的回收。但当再磨磨矿细度少于89%时，铜精矿品位无法达到要求，综合考虑，再磨磨矿细度选择为-45 μm含量占比为89%。

3.2 抑制剂对铜精矿回收的影响

石灰、次氯酸钙、腐殖酸钠等常作为黄铁矿的抑制剂[10]，但这些抑制剂对本文试验所用铜硫矿中黄铁矿的浮选抑制效果均不理想。与传统抑制剂相比，新型抑制剂STY与CaO组合使用的效果较好。但STY如果用量过大，会抑制有用矿物，用量不足，则会影响对硫的抑制。为此，研究石灰和STY总用量对铜精矿回收的影响，添加方式为粗选、精选Ⅰ、精选Ⅱ均量添加，试验结果如图3所示。

图3 石灰与STY用量对铜精矿回收的影响Fig.3 Effects of the STY and lime dosages on recovery of the copper concentrate

从图3可以看出，铜精矿回收率随STY用量的增加先升高后降低，在STY用量为1 000 g/t时达到最大值，铜精矿的品位先降低后升高，铜精矿的回收率和品位均在石灰用量达到4 500 g/t时达到最大值。综合考虑，铜硫分选STY总用量选择1 200 g/t、石灰总用量选择为4 500 g/t为宜。

3.3 脱药剂用量对铜精矿回收的影响

由于次生硫化铜易氧化分解，磨矿时会产生大量Cu2+，如果不进行处理，Cu2+会对黄铁矿起到活化作用，增强黄铁矿的可浮性，从而加大铜硫分离的难度，不利于浮选。要防止次生硫化铜的危害，必须在药剂添加方面除去Cu2+。叶国华等[11]采用“Na2S屏蔽和消除次生Cu2+”的创新方案成功地从硫氧混合型铜矿中回收铜及伴生金银。除了活性炭作为主要脱药剂外，硫化钠还会起到一定的辅助脱药以及对黄铁矿的抑制作用，因此硫化钠的添加同样重要。但硫化钠用量过多会对有用矿物也产生抑制。以活性炭辅以少量Na2S作脱药剂，并将二者添加于再磨时的磨机，进行脱药剂用量试验，其他条件不变，试验结果如图4所示。

图4 脱药剂用量对铜精矿回收的影响Fig.4 Effects of the decolorizer dosages on recovery of the copper concentrate

从图4可以看出，脱药剂(活性炭+Na2S)用量为(1 500+100)g/t时，铜精矿回收指标较佳。因此脱药剂(活性炭+Na2S)用量选择为(1 500+100)g/t。

3.4 闭路试验

选择脱药剂(活性炭+Na2S)用量为(1 500+100)g/t添加于磨机，铜硫分选粗选调整剂生石灰总用量为4 500 g/t、抑制剂STY总用量为1 200 g/t，采用图5工艺流程进行浮选闭路试验。结果表明，尾矿含铜始终在0.04%以下，说明对矿物中有价金属回收较为充分。其他浮选主要技术指标结果见表4，所得铜精矿质量指标见表5。

图5 闭路试验流程及条件Fig.5 Process and conditions of the closed circuit test

表4 综合回收工艺流程指标

表5 小型浮选闭路试验铜精矿质量指标

由表4～5可知，铜精矿产品Cu品位已达到国家三级铜精矿要求，且有价元素Au、Ag、S含量高，回收价值大，其它杂质含量均未超标。

4 结论

1)某含金、银、铜、硫矿的铜品位2.52%、S含量27.59%，伴生Au、Ag含量高，分别达7.8 g/t、585.8 g/t，脉石组分以SiO2、Al2O3为主，铜硫分离难度大，回收价值高。此外，原矿中的铜主要以硫化铜形式存在，次生硫化铜占6.72%。

2)以石灰与新型药剂STY(由磺化腐植酸接枝改性共聚物钠盐、活性炭粉、2-氯-6-巯基苯甲酸钠等原料经特殊工艺加工而成)为抑制剂，以活性炭并辅以少量Na2S作脱药剂，采用原矿粗磨、铜硫混合浮选、混合浮选粗精矿再磨与脱药-铜硫分选的流程处理铜金银多金属铜硫矿效果好，不仅能使铜硫有效分离，而且还有利于金、银等伴生有价组分的综合回收。

3)在脱药剂(活性炭+Na2S)用量(1 500+100)g/t、铜硫分选粗选调整剂生石灰总用量4 500 g/t、抑制剂STY总用量1 200 g/t时可得到浮选尾矿含铜始终在0.04%以下，铜精矿铜品位21.27%、回收率高达92.43%，含银高达4 115.8 g/t、含金达34.9 g/t的铜精矿和S品位45%、含金7.5 g/t、含银153.2 g/t的硫精矿，铜硫分离效果很好，有价元素铜、硫、金、银均得到了高效回收。