硫化铜浮选及滑石高效抑制剂的研究

图 3 硫化铜粗精矿再磨试验流程
图 2 碳酸钠用量试验结果
由图 2 可知： 碳酸钠对硫化铜粗精矿回收率的影 响较小，但对铜品位的影响较为显著； 当碳酸钠用量 为 250 g / t 时，可获得品位 16． 32 % 的硫化铜粗精矿。 另外，从试验现象观察可知： 添加碳酸钠时的泡沫层 更黑，硫化铜在表面富集的更明显； 不添加碳酸钠时， 泡沫层表面为硫化物和脉石的混合物，说明矿泥在硫 化物表面附着严重； 这也表明碳酸钠的添加减轻了矿 泥对 浮 选 的 不 利 影 响。 因 此，选 择 碳 酸 钠 用 量 250 g / t 为宜。 2． 1． 4 硫化铜粗精矿再磨试验
54 选 矿 与 冶 炼
黄金 GOLD
2016 年第 3 期 / 第 37 卷
硫化铜浮选及滑石高效抑制剂的研究
孙忠梅1，2
（ 1． 紫金矿业集团股份有限公司； 2． 低品位难处理黄金资源综合利用国家重点试验室）
摘要： 某氧化铜矿矿石氧化率 73． 5 % ，次生硫化铜（ 26． 02 % ） 主要以辉铜矿为主。矿石中滑
石英、滑石为主，还有少量其它硅酸盐矿物，种类与原 矿差别不大。经测定： 该硫化铜粗精矿中辉铜矿单体 解离度为 75． 14 % ，未解离辉铜矿连生在脉石颗粒边 缘或镶嵌在脉石矿物集合体中，其粒度以 － 0． 074 ～ + 0． 02 mm 为主，其次为 + 0． 074 mm 粒级。若直接 抑制脉石矿物会损失部分铜矿物，因此需要进行再磨 以提高铜矿物的单体解离度，同时也提高脉石矿物相 对于铜矿物的单体解离度； 然后，再抑制脉石矿物，不 但可以得到较高品质的硫化铜精矿，又可减少抑制脉 石矿物时硫化铜矿物的损失。硫化铜粗精矿再磨试 验流程见图 3，试验结果见图 4。
选 矿 与 冶 炼 55
表 2 矿石主要矿物种类分析结果
矿物种类
相对含量 /%
矿物种类
相对含量 /%
孔雀石
3． 89
绢云母
7． 02
硅孔雀石
0． 76
砂岩屑
6． 81
辉铜矿
1． 35
云母赤铁矿
1． 03
假孔雀石
0． 25
黄铁矿
0． 35
自然铜
0． 20
绿泥石
1． 88
斑铜矿
0． 13
钾长石
1． 19
图 1 硫化铜粗选捕收剂种类试验流程
表 4 硫化铜粗选捕收剂种类试验结果
捕收剂种类及用量 / （ g·t － 1 ） Z － 200 30
Y － 89 150
戊基黄药 150
BP 60
产物
产率 / 铜品位 / 铜回收率 /
%
%
%
硫化铜粗精矿 9． 34 13． 81 33． 21
硫化铜中矿
3． 14
调整剂的 添 加 能 改 变 矿 物 表 面 作 用 性 质［7］，提 高矿物分选的选择性。碳酸钠为强碱弱酸盐，在矿浆 中水解后得到 OH － 、HCO3－ 、CO23 － 等离子，对矿浆 pH 有缓冲作用。碳酸钠的加入，能减少矿浆中难免离子 钙、镁等的有害作用，同时还可以减轻矿泥对浮选的 不良影响。碳酸钠用量试验流程采用一次粗选，磨矿 细度 － 0． 074 mm 占 59． 40 % ，戊基黄药用量 80 g / t， 2 号油用量 10 g / t。试验结果见图 2。
2． 1． 2 粗选捕收剂用量 Z － 200 和戊基黄药用量试验流程采用一次粗
选，磨矿细度 － 0． 074 mm 占 59． 40 % 。捕收剂用量 试验结果见表 5。
表 5 硫化铜粗选捕收剂用量试验结果
捕收剂种类及用量 / （ g·t － 1 ）
150
120
戊基黄药
100
80
60
15
20 Z － 200
水钴矿
0． 04
滑石
5． 54
铜钴铁锰混合矿
0． 32
其它铜矿物
微量
铜钴硬锰矿
0． 02
磷灰石
0． 13
白云石
17． 76
褐铁矿
1． 51
石英
49． 05
相别 自由氧化铜 自然铜 结合氧化铜 硫化铜
总铜
表 3 铜物相分析结果
w（ Cu） / % 2． 48 0． 2 0． 078 0． 97 3． 728
收稿日期： 2016 － 01 － 25 作者简介： 孙忠梅（ 1976—） ，女，黑龙江呼兰人，高级工程师，从事有色金属选冶技术研究工作； 福建省上杭县紫金路 1 号紫金大厦，紫金矿业集团
股份有限公司，364200； E-mail： szm760214@ 163． com
2016 年第 3 期 / 第 37 卷
铜矿资源的主要来源［2 － 4］，常见的硫化铜矿物有黄铜 矿、辉铜矿、铜蓝和斑铜矿。硫化铜矿物的选别方法 主要为浮选法。
1 矿石性质
试验样品氧化铜矿矿石氧化率为 73． 5 % 。矿石 独立铜矿物有辉铜矿、斑铜矿、硫砷铜矿、蓝辉铜矿、 孔雀石、假孔雀石、硅孔雀石、自然铜、赤铜矿、硫铜钴 矿； 其他含铜矿物有含铜钴的硬锰矿、含铜钴铁的锰 的氧化物及氢氧化物的混合物、含铜褐铁矿、含铜水 钴矿等。钴除水钴矿、硫铜钴矿外，主要赋存在氧化 铜矿物及锰矿物中。脉石矿物以石英为主，其次为碳 酸盐矿物及硅酸盐矿物。矿石中滑石含量较高，是影 响硫化铜精选品位的主要因素之一。硫化铜矿物主 要为辉铜矿，其单晶体及集合体主要以较为规则的晶 体形态呈现，少见不规则颗粒状。辉铜矿主要分布在 脉石矿物粒间，嵌布关系简单，常见辉铜矿与蓝辉铜 矿形成规则交生体，偶见被孔雀石包裹的残余颗粒。 辉铜矿嵌布粒度范围较宽，0． 32 ～ 0． 01 mm 均有分 布，部分粗颗粒在 － 2 mm 原矿中就已单体解离或仅 连生少量脉石矿物或接近单体解离。
目 前，氧 化 铜 矿 的 开 发 利 用 已 经 越 来 越 受 到 重 视。本文研究对象为非洲刚果（ 金） 某（ 金） 氧化铜 矿，其矿石氧化率高、含泥量大，且含钴金属，造成浮 选成本较高，选别难度也较大。本文主要研究该氧化 矿矿石中 硫 化 铜 部 分 的 浮 选，寻 找 滑 石 的 有 效 抑 制 剂，使铜品位达到大于 60 % 的要求。硫化铜矿物是
从 2001 年至 2010 年，世界铜储量的年平均增长 率为 8． 5 % ，而 矿 山 铜 产 量 的 年 平 均 增 长 率 为 1． 9 % ，即铜储量的增加速度远大于铜产量的增长速 度［1］。中国铜矿资源贫矿多、富矿少，铜矿资源保证 程度低。但是，中国铜矿的开发利用程度较高，在现 有的查明资源储量中，已开发利用的占 48． 1 % ，可规 划利用的占39． 8 % 。但是，中国西部地区的勘查虽 然取得了很大的进展，但生态环境脆弱，短期内难以 提高中国铜矿资源的保证程度。
28． 90
7． 42 15． 62
29． 51
7． 53 15． 47
29． 72
56 选 矿 与 冶 炼
黄金
由表 5 可知： 随着戊基黄药用量的减小，铜回收 率呈现下降趋势； 但是，在戊基黄药用量 100 g / t 和 80 g / t 时，指标变化不明显； 再降低戊基黄药用量，硫 化铜粗精矿铜回收降低幅度稍大； 因此，选择戊基黄 药用量 80 g / t 为宜。随着捕收剂 Z － 200 用量的增 加，一次粗选硫化铜粗精矿铜品位呈现略微下降的趋 势，铜回收率逐渐小幅度上升。增加一次扫选后，粗 选 Z － 200 用 量 为 15 g / t 时，尾 矿 中 铜 损 失 率 72． 57 % ； 增加其用量至 20 g / t 时，尾矿中铜损失率 69． 94 % ； 再增加其用量，尾矿中铜损失率变化不大； 因此，选择 Z － 200 用量 20 g / t 为宜。 2． 1． 3 粗选碳酸钠用量
在进行磨矿细度试验前，对硫化铜粗选产品进行 了考察，主要了解铜矿物的单体解离情况。其结果表 明： 在硫化铜粗精矿中，铜矿物以辉铜矿占绝对含量， 同时含有少量斑铜矿、自然铜及赤铜矿； 脉石矿物以
图 4 硫化铜粗精矿再磨试验结果
由图 4 可知： 随着硫化铜粗精矿再磨细度的增 加，两次精 选 后 硫 化 铜 精 矿 铜 品 位 呈 上 升 趋 势，从 28． 66 % 提高至 48． 85 % ； 铜回收率呈下降趋势，但 下降不明显，从 24． 78 % 下降至 21． 77 % 。平衡磨矿 细度、品位与回收率三者之间的关系，选择磨矿细度 － 0． 045 mm 占 81． 20 % 为宜，此时获得的硫化铜精 矿铜品位 44． 16 % 、铜回收率 23． 33 % 。 2． 1． 5 精选抑制剂种类及用量
硫化铜中矿
2． 66
5． 11
3． 54
尾矿
89． 69 2． 78 64． 98
原矿
100． 00 3． 84 100． 00
硫化铜粗精矿 10． 99 11． 69 33． 70
硫化铜中矿
4． 10
4． 24
4． 57
尾矿
84． 91 2． 77 61． 73
原矿
100． 00 3． 81 100． 00
抑制剂种类试验中，进行了古尔胶、CMC、六偏磷
分布率 /% 66． 53 5． 36 2． 09 26． 02
100． 00
2 硫化铜矿物浮选试验
根据矿石性质，拟定对其先进行硫化矿浮选，再 进行氧化矿浮选。本文重点研究硫化铜矿物的浮选。 2． 1 条件试验 2． 1． 1 粗选捕收剂种类
从矿石性质可知，该矿石中铜大部分是以氧化铜 形式存在。大量的已有研究［5 － 6］表明： 氧化铜矿物孔 雀石的浮选以硫化后采用长碳链黄药类捕收剂为最 好选择，因此硫化铜的浮选选择与氧化铜浮选一致的 长碳链戊基黄药和 Y － 89，以及对硫化铜有很好选择 性的非 离 子 型 捕 收 剂 Z － 200 和 BP。试 验 流 程 见 图 1，试验结果见表 4。
石含量较高，对硫化铜的浮选产生不利影响。根据矿石性质，进行了硫化铜矿物浮选条件及滑石抑
制剂 SY 作用机理的研究。其结果表明： 采用捕收剂 Z － 200、滑石高效抑制剂 SY 进行浮选闭路试
验，可获得铜品位 60． 72 % 、回收率 23． 55 % 的硫化铜精矿； 抑制剂 SY 可有效降低捕收剂与滑石表
矿石化学成分分析结果见表 1，主要矿物种类分 析结果见表 2，铜物相分析结果见表 3。
表 1 矿石化学成分分析结果
成分
Cu
Co
FeO
S
MgO
CaO
Mn
SiO2
Al2 O3
TiO2
K2 O
w/%
3． 99
0． 072
2． 54
0． 32
9． 28
5． 68
0． 14
54． 55
6． 28
0． 32
1． 1
5． 1
4． 12
尾矿
87． 52 2． 78 62． 67
原矿
100． 00 3． 88 100． 00
硫化铜粗精矿 5． 79 19． 67 29． 67
硫化铜中矿
3． 38Байду номын сангаас
5． 23
4． 60
尾矿
90． 83 2． 78 65． 73
原矿
100． 00 3． 84 100． 00
硫化铜粗精矿 7． 65 15． 80 31． 48
由表 4 可知： 辉铜矿具有良好的可浮性，采用 BP 和 Z － 200 作为捕收剂时，获得的硫化铜粗精矿浮选回 收率相近，但 Z － 200 与 BP 相比，其硫化铜粗精矿品位 高、产率低； 而 Y － 89 和戊基黄药各有优势，Y － 89 的 选择性好，可获得较高品位的粗精矿，戊基黄药可获得 稍高的回收率，但在浮选过种中，调节精选作业的药剂 用量可以弥补品位较低的问题。因此，综合考虑，硫化 铜粗选捕收剂选择 Z － 200 和戊基黄药为宜。
面的作用，达到了抑制滑石的效果。
关键词： 辉铜矿； 再磨； 单体解离； 高效抑制剂
中图分类号： TD 952
文章编号： 1001 － 1277（ 2016） 03 － 0054 － 05
文献标志码： A
doi： 10． 11792 / hj20160312
0 引言
根据美国地质调查局公布的“Mineral Commodity Summaries 2015”中的数据统计，全球铜矿产资源储 量约为 70 000 万 t（ 金属量） ，主要分布在智利、秘鲁、 澳大利亚、墨西哥等国家。中国的铜矿产资源储量位 居全球第六位，储量约为 3 000 万 t（ 金属量） ，占全球 储量的 4． 29 % 。
25
30
硫化铜粗精矿
产率 /% 铜品位 /% 铜回收率 /%
6． 50 16． 15
32． 69
9． 01 14． 47
32． 91
8． 01 15． 15
31． 72
8． 21 14． 73
31． 83
6． 16 18． 03
29． 27
6． 42 16． 20
26． 28
7． 07 16． 02