国外某铜钴尾矿综合回收铜钴试验研究

喻福涛 王洪杰 刘 杰 张称心 李 勇 蒙文飞 周宽达

（华刚矿业股份有限公司）

铜是人类最早发现和使用的金属之一，因其优异的物理化学性能而被广泛应用于现代生产的各个领域，成为国计民生、国防建设以及高新技术领域不可或缺的基础材料和战略物资［1-9］。

根据美国地质调查局2020年的统计数据，世界铜资源主要集中在智利、美国、中国、秘鲁、赞比亚、俄罗斯、印度尼西亚、波兰、墨西哥、澳大利亚和加拿大等国。随着现代社会科技和经济的发展，铜作为重要的有色金属，资源需求量日益增加［10］。受突如其来的COVID-19疫情影响，智利等地的铜资源建设项目放缓，部分铜生产企业先后减产甚至停产，导致铜价一直保持较高位，铜矿开发经济效益明显。

受选矿技术限制，国外某陈年铜钴矿尾矿铜品位为1%左右、钴品位为0.08%左右，资源与经济价值高。为开发该二次资源，开展了浮选预富集铜钴—湿法浸出铜钴试验。

1 试样

试样主要化学成分分析结果见表1，粒度筛析结果见表2，铜相态分析结果见表3。

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从表1可以看出，试样Cu品位为0.97%、Co品位为0.080%，Cu、Co具有回收价值。

从表2可以看出，试样-0.074 mm占77.31%、-0.038 mm占53.01%，粒度较细；Cu、Co在+0.15 mm粒级有明显的富集现象，但由于+0.15 mm粒级产率较低，导致该粒级Cu、Co分布率较低。

从表3可以看出，试样中的铜主要以氧化铜的形式存在，占总铜的88.66%，因此，铜矿物的回收应主要围绕氧化铜矿物进行。

2 试验结果与分析

2.1 浮选试验

2.1.1 条件试验

条件试验采用3次粗选流程。

2.1.1.1 NaHS用量试验

铜粗选1的NaHS用量试验固定粗选1的丁基黄药用量为300 g/t、2#油用量为40 g/t，粗选2的NaHS用量为1.0 kg/t、丁基黄药用量为200 g/t，粗选3的NaHS用量为0.5 kg/t、丁基黄药用量为200 g/t，试验结果见表4。

从表4可以看出，NaHS用量为2.5 kg/t时粗精矿指标最佳，因此确定粗选1的NaHS用量为2.5 kg/t。

2.1.1.2 丁基黄药用量试验

铜粗选1的丁基黄药用量试验固定粗选1的NaHS用量为2.5 kg/t、2#油用量为40 g/t，粗选2的NaHS用量为1.0 kg/t、丁基黄药用量为200 g/t，粗选3的NaHS用量为0.5 kg/t、丁基黄药用量为200 g/t，试验结果见表5。

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从表5可以看出，随着丁基黄药用量的增加，粗精矿Cu品位下降、回收率总体呈升高趋势；粗选1的丁基黄药用量为500 g/t时粗精矿指标最佳，因此确定粗选1的丁基黄药用量为500 g/t。

2.1.1.3 2#油用量试验

铜粗选1的2#油用量试验固定粗选1的NaHS用量为2.5 kg/t、丁基黄药用量为500 g/t，粗选2的NaHS用量为1.0 kg/t、丁基黄药用量为100 g/t，粗选3的NaHS用量为0.5 kg/t、丁基黄药用量为100 g/t，试验结果见表6。

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从表6可以看出，2#油用量为35 g/t时的粗精矿指标较好，因此，确定粗选1的2#油用量为35 g/t。

2.1.1.4 H2SO4用量试验

由于尾矿被长期存放，其表面被氧化，造成尾矿中铜矿物的可浮性下降［11］，因此，试验进行了H2SO4用量试验，试图通过添加H2SO4清洁氧化矿表面，生成新鲜界面，有利于后期硫化剂在矿石表面作用。

粗选1的H2SO4用量试验固定粗选1的NaHS用量为2.5 kg/t、丁基黄药用量为500 g/t、2#油用量为35 g/t，粗选2的NaHS用量为1.0 kg/t、丁基黄药用量为100 g/t，粗选3的NaHS用量为0.5 kg/t、丁基黄药用量为100 g/t，试验结果见表7。

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从表7可以看出，H2SO4用量为1.5 kg/t时的粗精矿指标较好，因此，确定粗选1的H2SO4用量为1.5 kg/t。

2.1.2 全流程试验

在条件试验基础上进行了全流程试验，试验流程见图1，结果见表8。

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从表8可以看出，采用3次粗选流程对试样进行预富集，可获得产率为11.69%、Cu品位为5.37%、Co品位为0.325%、Cu回收率为63.99%、Co回收率为48.88%的铜钴粗精矿。

2.2 冶金试验

为了考察浮选预富集精矿常规浸出效果，为后期湿法浸出提供参考，开展了浸出试验。试验用浓度为98%的硫酸调节浸出矿浆的酸度，试验在室温下进行，浸出试验固定浸出液固质量比为9∶1、浸出时间为4 h、搅拌速度为200 r/min、终点pH=1.5左右，试验结果见表9。

从表9可以看出，浮选预富集精矿常规酸浸条件下可实现较好的浸出效果，酸耗为7.53 t/t，铜浸出率为80.16%、钴浸出率为69.87%。

浮选预富集粗精矿酸浸较试样直接酸浸可以大大降低酸耗，同时获得了较好的铜、钴回收效果，经济与环境效益显著。

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3 结 论

（1）国外某陈年铜钴矿尾矿Cu品位为0.97%、Co品位为0.080%，-0.074 mm占77.31%、-0.038 mm占53.01%，粒度较细，Cu、Co具有回收价值，铜主要以氧化铜的形式存在（占总铜的88.66%）；Cu、Co在+0.15mm粒级有明显的富集现象，但由于+0.15 mm粒级产率较低，导致该粒级Cu、Co分布率不高。

（2）试样浮选预富集采用3次粗选流程，H2SO4粗选1用量为1.5 kg/t，NaHS总用量为4 kg/t，丁基黄药总用量为700 g/t，2#油粗选1用量为35 g/t，可获得产率为11.69%、Cu品位为5.37%、Co品位为0.325%、Cu回收率为63.99%、Co回收率为48.88%的铜钴粗精矿，较好地实现了铜钴的高效预富集。

（3）铜钴预富集精矿硫酸酸浸，酸耗为7.53 t/t，铜浸出率为80.16%、钴浸出率为69.87%，这比试样直接酸浸可大大降低酸耗，经济与环境效益显著。