某复杂铜矿选矿试验研究

彭芬兰，张汉平，聂 琪，李芬锐

(昆明冶金高等专科学校 a.冶金与矿业学院; b.环境与化工学院, 云南 昆明 650033)

我国铜矿资源比较丰富，截至2006年底，我国铜矿查明资源储量7 048万t；主要铜矿类型有斑岩型、砂页岩型、黄铁矿型、硅卡岩型和铜镍硫化物型5大类。我国铜查明资源储量主要分布于江西、云南、甘肃、湖北、山西等地。5省已利用的资源储量占全国已利用保有资源储量的70%以上。单一的硫化铜矿、含黄铁矿较高的铜矿及复杂的铜铅锌矿等的浮选工艺研究较多，且成熟稳定的浮选生产工艺也相对较多。本文对含碳质的铜矿进行了详细的矿石性质考察，同时进行了大量的试验研究和方案对比，最终在传统的浮选工艺中采用“浮选时抑碳直接选铜”工艺流程，可得铜精矿含铜品位为19.45%，铜回收率为85.79%的较好闭路试验指标，为同类矿石的开发利用提供借鉴。

1 矿石性质

1.1 原矿光谱分析

表1 原矿光谱分析结果

1.2 原矿化学多元素分析

表2 原矿化学多元素分析结果

1.3 原矿铜物相分析结果

表3 原矿铜物相分析结果

1.4 原矿中碳的物相分析结果

表4 原矿碳的物相分析结果

矿石中有硫化物、氧化物、单质(自然元素)、硅酸盐、碳酸盐5类 14 种矿物存在。主要为硅酸盐，占矿石的 38.15%；氧化物次之，占矿石的30.86%；碳酸盐占矿石的 24.73%；单质(自然元素)占矿石的 4.13%； 硫化物少。其中铜的硫化矿物占矿石的 2.12%。同时原矿中的碳含量较高，为4.09%，是铜品位的5倍左右，主要以有机碳及无机碳为主，如果采用浮选工艺，这一部分碳极易上浮，最终影响铜精矿的品质。

2 选矿试验研究

从原矿矿石性质考查结果可看出，该矿样属含碳硫化矿。原矿铜品位0.89%、硫品位1.02%，含碳4.01%，矿石中主要金属矿物是铜矿物，铜主要以独立矿物的形式赋存在黄铜矿及少量斑铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿中，其中以黄铜矿为主。脉石矿物主要是石英、铁白云石、钠长石、白云母及绿泥石等。根据矿样的性质特点和各种矿物的可浮性，为提高最终铜精矿的品位，分别进行了：1)铜碳混选—再铜碳分离；2)浮选预先脱碳—再选铜；3)抑碳直接选铜3个工艺的试验研究。具体情况如下。

2.1 “铜碳混选—再铜碳分离”工艺

2.1.1 铜碳混选闭路试验

通过大量条件试验研究，在铜碳混选的工艺中进行了小型闭路试验，试验流程见图1，结果见表5。

由表5可知：原矿采用铜碳混选工艺，可得铜精矿产率为6.67%，含铜品位为11.64%，铜回收率为87.39%，但精矿含碳较高，为33.14%。

2.1.2 铜碳分离试验研究

铜碳混选工艺所得铜碳精矿含铜品位相对较低，由于该两种矿物密度差异较大，笔者对该产品进行摇床重选铜碳分离试验研究，试验流程见图2，试验结果见表6。

由表6可知：铜碳精矿采用摇床重选工艺可以提高精矿含铜品位，但损失较大。

图1 铜碳混选工艺流程

表5 原矿铜碳混选小型闭路试验指标

图2 铜碳精矿分离重选试验流程

表6 铜碳精矿分离重选试验结果

2.1.3 “铜碳混选—再铜碳分离”工艺试验结果

综合上述试验，原矿采用“铜碳混选—再铜碳分离”工艺的最终试验结果见表7。

表7 原矿采用“铜碳混选—再铜碳分离”工艺的最终试验结果

从表7中结果可以看出：原矿采用“铜碳混选—再铜碳分离”工艺，可得铜精矿含铜品位为18.12%，铜回收率为64.96%。

2.2 “浮选预先脱碳—再选铜”工艺

原矿采用“浮选预先脱碳—再选铜”工艺，小型闭路试验流程见图3，试验结果见表8。

从表8中结果可以看出：原矿采用“浮选预先脱碳—再选铜”工艺，可得铜精矿含铜品位为16.89%，铜回收率为77.49%；但在浮选碳时铜损失较大。

图3 原矿“浮选预先脱碳—再选铜”小型闭路试验

表8 原矿“浮选预先脱碳—再选铜”小型闭路试验结果

2.3 “抑碳直接选铜”工艺

原矿采用“抑碳直接选铜”工艺，小型闭路试验流程见图4，试验结果见表9。

图4 “抑碳直接选铜”小型闭路试验流程

表9 闭路试验结果

从表9中结果可以看出：原矿采用“抑碳直接选铜”工艺，可得铜精矿含铜品位为19.45%，铜回收率为85.79%；铜精矿含碳为2.01%。

3 3种方案比对

通过上述的试验研究，对于该矿“铜碳混选—再铜碳分离”“浮选预先脱碳—再选铜”“抑碳直接选铜”3个工艺方案进行比较(表10)。

表10 3种工艺方案对比

通过表10的比较，该矿采用“抑碳直接选铜”时指标相对较好，可得铜精矿含铜品位为19.45%，铜回收率为85.79%；铜精矿含碳为2.01%。

4 结 语

1)该铜矿品位 0.89%，矿石中主要金属矿物是铜矿物，铜主要以独立矿物的形式赋存在黄铜矿及少量斑铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿中，其中以黄铜矿为主。脉石矿物主要是石英、铁白云石、钠长石、绿泥石、 白云母等。

2)该矿含碳 4.09%，主要以有机碳及无机碳为主，如果采用浮选工艺，碳质部分极易上浮，最终影响铜精矿的品质。

3)通过大量的试验研究，该矿最终采用“抑碳直接选铜”可得铜精矿含铜品位为19.45%，铜回收率为85.79%。该工艺在投资、生产的可控性和稳定性及投生产成本上均优于其他工艺，可为同种矿石的开发利用提供借鉴。