刚果（金）某难选含碳硫化铜矿浮选探索试验研究①

2022-01-06杜延雷齐越超

矿冶工程 2021年6期

黄刚，杜延雷，齐越超

（1.绿纱矿业股份有限公司，刚果（金）加丹加省；2.广东省科学院资源利用与稀土开发研究所，广东广州510650；3.广州粤有研矿物资源科技有限公司，广东广州510650）

近几年，在国内外发现大量的含碳铜铅锌或铜钴矿石［1-3］，虽然这类矿石中有价元素含量较高，但也存在大量细粒或微细粒嵌布的碳质物，碳质物影响有价矿物的可浮性，或造成浮选成本过高，成为目前选矿领域难以解决的一个难题［4-6］。本文根据刚果（金）某硫化铜与碳质脉石矿物的工艺矿物学关系，采用新型起泡剂GYG进行选矿试验研究，考察了磨矿细度、浮选工艺、起泡剂种类及用量对含碳硫化铜浮选指标的影响，并探究了降低含碳硫化铜浮选成本的有效途径。

1 矿石性质

试验样品采自刚果（金）加丹加省，矿石中铜矿物种类较多，以黄铜矿为主，其次为斑铜矿、辉铜矿，少量铜蓝，并存在少量氧化铜矿物，包括黑铜矿、赤铜矿、孔雀石等；脉石矿物中富含有机碳，其次为白云石、绢云母和石英；矿石氧化率大于20%。原矿化学多元素分析结果见表1，原矿铜物相分析结果见表2。

表1 原矿化学多元素分析结果（质量分数）／%

表2 原矿铜物相分析结果

矿石中铜矿物最显著的特点是嵌布粒度较不均匀。黄铜矿为矿石中的主要铜矿物，金属光泽、不透明、性脆。矿石赋矿岩石主要为白云岩和碳质板岩，基于两种岩性的差异性，受白云岩和碳质板岩缝隙空间大小的控制，黄铜矿粒度大小较不均匀，总体以中细粒为主，部分浸染状分布的铜矿物嵌布粒度较微细。

矿石中还有少量其他铜矿物，包括斑铜矿、辉铜矿、自然铜、赤铜矿、硅孔雀石、黑铜矿、水钴矿、铜钴硬锰矿等，这些铜矿物大多呈微细粒或胶态状分散于脉石矿物中。

主要脉石矿物为白云石、石英、绢云母、有机碳等。矿石中有机碳含量较多，主要是在还原环境下沉积的有机质，也是碳质板岩的特征物质组成之一，多数以微细质点分散于碳质板岩中，与板岩中绢云母混杂，具有易浮性和吸附性，一方面干扰铜分选，另一方面吸附药剂，增大药剂用量。

2 试验研究

2.1 浮选工艺流程探索试验

含碳硫化铜矿浮选的主要问题是碳质物和硫化铜矿物的可浮性差异，以及碳质物与硫化铜矿物的嵌布关系。采用3种浮选工艺进行工艺流程探索试验：直接浮铜工艺、抑碳⁃浮铜工艺和预先脱碳⁃浮铜工艺。给矿为磨至-0.074 mm粒级占75.43%的原矿样品，药剂制度和试验结果见表3。

表3 工艺流程探索试验结果

试验结果表明，抑碳⁃浮铜或预先脱碳⁃浮铜效果都不理想，这可能是因为：①该矿石硫化铜矿与碳质物可浮性接近，且两者都非常易浮；②硫化铜与碳质物共生关系复杂，由于原矿铜矿物嵌布粒度较不均匀，部分细粒铜矿物与碳质物连生，不论抑碳工艺或者预先脱碳工艺都将造成这部分铜矿物的损失，导致铜精矿中铜回收率下降。

该矿石性质复杂，且含碳过高，抑碳⁃浮铜或预先脱碳⁃浮铜工艺并不能降低捕收剂和抑制剂用量，使用抑制剂或增加脱碳工艺流程反而使浮选成本更高。确定工艺流程为直接浮选。

2.2 磨矿细度试验

硫化铜矿物充分单体解离、尽量减少过粉碎是保证铜有效回收的先决条件。捕收剂丁基黄药用量800 g／t、起泡剂2＃油用量600 g／t，按图1所示流程进行了磨矿细度条件试验，结果见图2。由图2可知，随磨矿细度增加，铜精矿品位和回收率均呈先上升后下降的趋势。虽然增加磨矿细度有利于提高铜矿物单体解离度，但也会产生更多细粒碳质物以及过磨现象，增加浮选药剂消耗，导致浮选指标下降。这一现象在闭路试验中会更加严重。综合考虑磨矿成本、浮选成本以及碳质物的影响，确定该含碳硫化铜的磨矿细度为-0.074 mm粒级占75.43%，此时铜精矿品位15.41%、回收率77.83%。工业生产中适当降低磨矿细度，有利于提升浮选指标并降低综合成本。

图1 试验流程

图2 磨矿细度试验结果

2.3 起泡剂种类及用量试验

硫化铜矿石中大量的碳质物对浮选药剂消耗较大，对起泡剂消耗尤为严重。起泡剂GYG是广州粤有研矿物资源科技有限公司根据含碳矿石性质研发的一种新型起泡剂，该起泡剂为混合醇与烃油的混合物，具有活性好、起泡能力强、泡沫稳定、夹带较少等特点。磨矿细度-0.074 mm粒级占75.43%、捕收剂丁基黄药用量800 g／t，比较了新型起泡剂GYG和2＃油对浮选指标的影响，结果见表4。结果表明，与2＃油相比，GYG起泡剂活性更好，浮选指标相近时，GYG用量比2＃油用量减少了50%，且浮选过程中泡沫夹带更少，有利于提高精矿品位。使用新型起泡剂GYG是降低药剂成本的有效途径之一。