国外某难选氧化铜矿选冶联合试验研究

安源水，邓红飞，杨有智，李儒仁，李国栋

（湖北大江环保科技股份有限公司，湖北 黄石 435005）

世界氧化铜矿床和混合铜矿床占全部铜矿床的10%~15%，约占总储量的25%。在我国的铜矿资源中，氧化铜矿约占25%[1，2]。随着国民经济的快速发展，铜的消耗量逐年增加，高品位硫化铜矿资源逐渐减少。加强氧化铜矿石的选别技术研究对资源综合利用意义重大。

常见的氧化铜矿物有孔雀石和蓝铜矿，其次是硅孔雀石和赤铜矿[3，4]。孔雀石产于铜的硫化物矿床氧化带，常怀其他含铜矿物（蓝铜矿、辉铜矿、赤铜矿、自然铜）共生，化学成分为CuCO3·Cu(OH)2。蓝铜矿也是含铜的碳酸盐矿物，化学成分与孔雀石相同。孔雀石和蓝铜矿的可浮性较好，较易回收。硅孔雀石的化学成分为CuSiO3·2H2O，硅孔雀石表面具有很强的亲水性，可浮性很差，采用浮选法很难回收。

氧化铜矿处理方法主要分化学选矿（湿法冶金）和浮选法[5，6]。化学选矿（湿法冶金）包括酸浸、氨浸、浸出（酸浸、氨浸）—沉淀—浮选法、浸出（酸浸）—萃取-电极、离析-浮选工艺、生物（细菌）浸出法等；浮选法是目前处理氧化铜矿石主要方法之一，浮选法主要分为硫化后黄药浮选和直接浮选法，直接浮选法包括脂肪酸或高级黄药浮选法、胺类浮选法、螯合剂浮选法等。基于氧化铜矿或混合铜矿石或多或少有硫化铜矿物或者有难选氧化铜矿物，这样单一处理方法如化学选矿或浮选都有其不适应的铜矿物对象，因此选-冶（冶-选）联合工艺越来越得到广泛应用。

某铜矿品位4.08%，自由氧化铜占67.30%，结合氧化铜矿占21.88%，硫化铜矿仅占10.82%，为充分开发利用该资源，进行详细系统的选别试验是十分有必要的。

1 矿石性质

该矿石属典型的氧化铜矿石，主要有用金属矿物为孔雀石、蓝铜矿等、次为硅孔雀石、水胆矾、铁酸铜、氯铜矿及少量（蓝）辉铜矿等，伴生少量金银矿物；其他金属矿物有（赤）褐铁矿、磁铁矿。脉石矿物主要为石英、长石、辉石，少量石榴石、云母、高岭石等。矿样多元素化学分析结果见表1，铜物相分析结果见表2。

表1 矿石的主要化学成分（%）

表2 铜物相分析结果 %

根据矿样多元素化学分析结果及铜物相分析结果可看出：铜为主要有价金属元素，金和银可供综合回收。矿石中的铜矿物以自由氧化铜为主，次为结合氧化铜，含少量硫化铜。矿石中铜氧化率近90%，其中结合氧化铜含量较高，达20%以上，会对浮选回收铜矿物不利；硫化铜含量约11%，对湿法冶金浸出不利。

2 选矿试验

该矿石属典型的氧化铜矿石，自由氧化铜为主，次为结合氧化铜，含少量硫化铜。矿石中铜氧化率近90%，其中结合氧化铜含量较高，达20%以上。单一处理方法如湿法冶金或浮选法都有其不适应的铜矿物对象，因此，选-冶（冶-选）联合工艺为首选推荐工艺；考虑到矿石酸性脉石为主（硅、铝质占67.5%，钙镁质占约5%），湿法冶金首选酸浸（硫酸）。

2.1 选-冶联合工艺试验

2.1.1 浮选

浮选试验流程图见图1。根据不同铜矿物可浮性差异采用分步浮选的工艺流程，先浮硫化矿后浮氧化矿。不同铜矿物浮选匹配使用合适捕收剂：铜硫化物浮选采用Z-200；一般氧化铜采用活化-硫化-强化捕收（螯合剂XTT-中性油与混黄药）；难选氧化铜采用螯合剂（XTT:YTT 2:1）-中性油与混黄药（戊黄：丁胺黑药2：1）三元组合捕收剂强化回收。试验结果见表3。

图1 选—冶联合浮选试验流程图

表3 选—冶联合浮选试验流程图

试验结果表明：按硫化物—氧化物顺序浮选，不同铜矿物浮选匹配使用合适捕收剂，获得精矿产率10.2%，精矿品位23.72%,铜回收率59.76%；另产出中矿产率4.84%，含铜品位6.47%，回收率7.91%，这部分中矿可单独酸浸处理。

2.1.2 湿法冶金

浮选产生的氧化中矿品位为6.47%，远达不到浮选精矿的品位要求，但直接丢尾会造成资源浪费。为了提高资源利用率，充分回收有价金属元素，该中矿采用湿法冶金工艺进行回收。

硫酸用量150 Kg/t，pH1～1.5，控制L/S=(3～4)/1，温度：常温，反应时间：2h，试验结果见表4。

表4 湿法冶金试验结果

试验结果表明：铜浸出率为72.1%，含铜贵液（9.44g/l），用铁粉置换，置换率95%，获产率0.268%，含铜80%，对原矿回收率5.26%。

2.2 冶-选联合工艺试验

冶-选联合工艺试验流程见图2。先冶（酸浸）后浸出渣浮选工艺，常规搅拌浸出，控制L/S=(3～4)/1，温度：常温，反应时间：2h，pH1～1.5，硫酸用量110 Kg/t.矿，试验结果见表5。

铜浸出率达80%，含铜贵液（9.7g/l）。用铁粉置换，置换率95%，获海绵铜产率3.87%，含铜80%，对原矿回收率76%。浸出渣含铜0.7%偏高，矿石中含硫化铜0.45%，还有伴生金和银矿物，可作浮选原料进一步回收。浸出渣浮选获得铜精矿产率2.68%，铜精矿品位14.32%,铜精矿含金37.35g/t,含银438.8g/t，对原矿铜回收率10.98%；金回收率65%，银回收率60%。相比较，先冶（酸浸）后浸出渣浮选工艺效率更高。

3 结论

（1）本研究矿石原矿含铜（Cu）3.70%，铁（TFe）12.07%，硫（S）0.08%，伴生金（Au）1.54g/t，银（Ag）19.6g/t等，属典型的氧化铜矿石，铜为主要有价金属元素，金和银可供综合回收。

（2）矿石中的铜矿物以自由氧化铜为主，次为结合氧化铜，含少量硫化铜。矿石中铜氧化率近90%，其中结合氧化铜含量较高，达20%以上，会对浮选回收铜矿物不利；硫化铜含量约11%，对湿法冶金浸出不利。单一浮选或酸浸对回收矿石中铜及有加金、银矿物不利；选-冶（冶-选）联合工艺为首选推荐工艺。

（3）选-冶联合工艺浮选获得铜精矿产率10.2%，铜精矿品位23.72%,铜精矿含金10.1g/t,含银118.6g/t，铜回收率60.76%，金回收率66.4%，银回收率61.2%；另浮选中矿单独酸浸处理，铜浸出率为72.1%，含铜贵液（9.44g/l），用铁粉置换，置换率95%，获海绵铜产品产率0.268%，含铜80%，对原矿回收率5.26%。

表5 选-（酸浸）冶（冶-选）联合工艺试验结果 %

（4）冶-选联合工艺，常规搅拌浸出铜浸出率达80%，含铜贵液（9.7g/l）。用铁粉置换，置换率95%，获得海绵铜产品产率3.87%，含铜80%，对原矿回收率76%。浸出渣浮选获得铜精矿产率2.68%，铜精矿品位14.32%,铜精矿含金37.35g/t,含银438.8g/t，对原矿铜回收率10.98%；金回收率65%，银回收率60%。

（5）从技术上来说，选-冶联合工艺（先选后冶或先冶后选）两种工艺都可行；相对来讲，先酸浸，后浸出渣浮选效率更高。实际选择工艺主要取决于当地工业基础和业主矿业（投资）战略思路。