谦比希铜矿主、西矿体混合矿选矿试验研究.pdf

2 0 2 0 年第6 期有色金属 选矿部分 4 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 2 0 ．0 6 ．0 0 9 谦比希铜矿主、西矿体混合矿选矿试验研究 袁喜振1 ，李绍英2 ，苏敏1 ，邓林欣1 ，胡钦印1 1 ．中国有色矿业集团非洲矿业有限公司，赞比亚基特韦2 2 5 9 2 ； 2 ．华北理工大学矿业工程学院，河北唐山0 6 3 0 0 9 摘要在对谦比希铜矿西矿体矿样、主矿体矿样矿石性质研究的基础上，确定两种矿样的适宜配矿比例，并以该比例条 件下所得混合矿为研究对象，分别优化了粗选工艺中硫化剂种类和用量、磨矿细度及捕收剂用量等条件。试验结果表明，采用一 次粗选、三次精选、两次扫选进行浮选闭路试验，可以获得产率为4 ．9 9 ％、铜品位为3 5 ．0 4 ％、铜回收率为9 0 ．6 6 ％的优质铜精矿。 关键词谦比希铜矿；主西矿体；混合矿；硫化剂；浮选 中图分类号T 9 5 2文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 2 0 0 6 0 0 4 7 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nB e n e f i c i a t i o no fM i x e dO r e sf r o mM a i n a n dW e s tB o d i e si nC h a m b i s h iC o p p e rM i n e Y U A NX i z h e n l ，L 工S h a o y i n g2 ，S U M i n l ，D E N G L i n x i n l ，H U Q i n y i n l 1 ．N o n f e r r o u 5C o r p o r a t i o nA f r i c aM i n i n gP u b l i cL i m i t e dC o m p a n y ，K i t w e2 2 5 9 2 ，Z a m b i a ； 2 ．M i n i n gE n g i n e e r i n gC o l l e g e ，N o r t hC h i n aU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y ，T a n g s h a n0 6 3 0 0 9 ，H e b e i ，C h i n a A b s t r a c t B a s e do nt h es t u d yo ft h eo r ep r o p e r t i e so ft h ew e s to r es a m p l ea n dt h em a i no r es a m p l eo f C h a m b i s h ic o p p e rm i n e ，t h ea p p r o p r i a t eo r eb l e n d i n gr a t i oo ft h et w oo r es a m p l e sw a sd e t e r m i n e d ，a n dt h e m i x e do r eo b t a i n e du n d e rt h ec o n d i t i o no ft h i sr a t i ow a st a k e na st h er e s e a r c ho b j e c t ．a n dt h ec o n d i t i o n so f s u l p h i d i z e rt y p ea n dd o s a g e ，g r i n d i n gf i n e n e s sa n dc o l l e c t o rd o s a g ei nr o u g h i n gp r o c e s sw e r eo p t i m i z e d r e s p e c t i v e l y ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h eh i g hq u a l i t yc o p p e rc o n c e n t r a t ew i t hy i e l do f4 ．9 9 ％，c o p p e rg r a d e o f3 5 ．0 4 ％a n dc o p p e rr e c o v e r yo f9 0 ．6 6 ％c a nb eo b t a i n e db yu s i n go n er o u g h e r ，t h r e ec l e a n e r sa n dt w o s c a v e n g e r si nt h ec l o s e d c i r c u i tf l o t a t i o nt e s t ． K e yw o r d s C h a m b i s h ic o p p e rm i n e ；m a i na n dw e s to r eb o d y ；m i x e do r e ；s u l p h i d i z e r ；f l o t a t i o n 谦比希铜矿位于世界著名的中非新元古代沉积 型铜 钴 矿带上，由主矿区 主矿体 、西矿区 西矿 体 和东南矿区 东南矿体 三部分组成，矿区面积 i 0 7 ．6k m 2 ，其中主一西矿区面积2 9 ．0 5k m 2 。谦比希 铜矿三大矿体按主矿体、西矿体、东南矿体顺序依次 组织开发。目前，东南矿体正处于试生产阶段，主矿 体和西矿体仍是主要的生产资源。随着主矿体原生 硫化铜矿的锐减，如何利用主矿体已有的生产条件 更经济有效的开发利用西矿体，是谦比希铜矿发展 的重点[ 1 。3 ] 。主矿体矿石以斑铜矿为主，有用矿物易 解离、泥化程度及氧化率均低，选矿指标稳定，而西 矿体矿石以黄铜矿为主，其可浮性较斑铜矿差，且矿 石易碎使得粉矿含量高，其选矿指标较低、波动幅度 大[ 4 _ 6 ] ，因此，开展主、西矿体混合矿石的选矿试验研 究[ 7 3 是优化选矿生产指标，提高公司效益的关键。本 文将重点开展西矿体配入主矿体矿石的最佳比例，并 对该配比方案下的现场工艺条件进一步优化，为将来 高效开发利用西矿体资源提供一定的理论依据。 1 矿石性质 1 ．1 矿石分析 对谦比希西矿体和主矿体矿样进行了主要化学 收稿日期2 0 2 0 0 2 1 0 基金项目中国有色矿业集团有限公司科技计划项目 2 0 1 6 K J J H 0 7 ；河北省自然科学基金青年项目 E 2 0 1 6 2 0 9 3 4 5 作者简介袁喜振 1 9 8 9 一 ，男，工程师，硕士，主要从事选矿科研试验、生产及技术工艺管理等相关工作。 通信作者李绍英 1 9 8 1 一 ，男，副教授，博士，主要从事选矿科研试验、生产及技术工艺管理等相关工作。 万方数据 4 8 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第6 期 成分分析，分析结果见表1 ，两个矿体矿样的主要矿其次为少量辉铜矿、自然铜及少量的斑铜矿，脉石矿 物组成及含量见表2 。由表1 分析结果可知，主、西矿物主要是石英、钾长石、云母以及微量的铁氧化物等。 体矿样主要有价组分为铜，其品位分别为1 ．8 2 ％、1 ．2 重要含铜矿物的解离粒度 2 ．0 7 ％。表2 结果表明，主矿体含铜矿物主要为斑铜对主矿体和西矿体在同等磨矿细度一7 4 “m 占 矿，其次为辉铜矿、自然铜及少量的黄铜矿，脉石矿物6 5 ％的条件下，采用线段法对重要含铜矿物进行解 主要是石英、云母等；西矿体含铜矿物主要为黄铜矿，离粒度统计，统计结果见表3 。 表1不同矿样主要化学成分分析结果 T a b l e1R e s u l t so fo fm a i nc h e m i c a lc o m p o s i t i o na n a l y s i so fd i f f e r e n to r es a m p l e s／％ 矿物名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿黄铁矿自然铜孔雀石假孔雀石硅孔雀石石英／钾长石碳酸盐云母 矿物名称 单体粒度连生体类型及粒度包裹体类型及粒度 西矿体主矿体西矿体主矿体西矿体主矿体 1 ．3 磨矿时间对细度的影响 现场生产磨矿细度为一7 4 肚m 含量占6 5 ％～ 7 0 ％，在此基础上分别对主、西矿体矿样 一2m m 开展了磨矿时间对细度的影响试验，试验结果如图1 所示。由图1 结果可知，西矿体矿石与主矿体矿石 相比，矿石硬度较大，较难磨。当两种矿样磨到相同 细度一7 4 “m 占7 0 ％时，主矿体矿石所需的时间为 2 ．5r a i n ，西矿体所需时间为3 ．5m i n ，磨矿时间之比 为K 。一2 ．5 ／3 ．5 0 ．7 1 ；当两种矿样磨到相同细度 一7 4 “m 占8 5 ％时，主矿体矿石所需时间为5 ．2r a i n ， 西矿体所需时间为6 ．1m i n ，磨矿时间之比为K 一 5 ．2 ／6 ．1 0 ．8 5 。 磨矿I I , j - l i q h n i n 图l 磨矿时间对细度的影响 F i g ．1 E f f e c to fg r i n d i n gt i m eo ng r i n d i n gf i n e n e s s 万方数据 2 0 2 0 年第6 期袁喜振等谦比希铜矿主、西矿体混合矿选矿试验研究 4 9 2 试验结果与讨论 针对主、西矿体矿样组成的混合铜矿石，首先采 用一次粗选二次扫选三次精选的开路浮选流程，考察 两个矿体矿样不同配比对选矿指标的影响。然后，以 适宜配比的混合矿为研究对象，详细开展混合矿的分 选条件试验研究，进而进行全流程闭路试验，研究成 果为现场综合处理两矿体矿石提供一定的技术依据。 2 ．1 混合矿的不同配比试验 固定磨矿细度为一7 4 “m 占8 5 ％，考察西矿体 与主矿体矿样的配比分别为0 1 0 ，2 8 ，3 7 ， 4 6 ，3 4 ，5 5 时对浮选效果的影响，试验流程见 图2 ，试验结果见图3 。由图3 结果可知，在细磨条件 下，西矿体矿石的混入会导致混合矿精矿品位及回收 率下降，且下降程度随西矿体所占比例的增加而加 大。其中精矿中铜品位的变化趋势，体现了主矿体矿 样以斑铜矿为主，西矿体矿样以黄铜矿为主的矿石性 质，即随着混合矿中西矿体矿样比例的增加，相应矿 样中黄铜矿的比例增加，从而导致精矿中铜品位逐渐 下降。根据试验结果，4 6 条件下精矿铜回收率和品 位均优于其他配比，故后续试验均在该配比条件下进 行，此时混合矿的铜品位为1 ．9 7 ％，氧化率为5 ．5 8 ％。 尾{ l 厂 图2 主、西矿体不同配比方案试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fd i f f e r e n tp r o p o r t i o n i n g s c h e m et e s t so nm a i na n dw e s to r eb o d i e s 2 ．2 硫化剂种类及用量试验 选矿实践中常见的硫化剂主要为硫化钠和硫氢 化钠[ 9 。1 ⋯。因混合矿样氧化率为5 ．5 8 ％，为强化对氧 化铜矿物的回收，考虑在浮选过程中添加适量硫化 剂。试验主要进行了硫化钠、硫氢化钠两种药剂的硫化 效果对比试验，试验流程见图4 ，试验结果见表4 。由表 4 结果可知，在同等试验条件下，与不加硫化剂相比，硫 化后尾矿中铜损失率明显降低，且同等用量条件下，硫 氢化钠的硫化效果优于硫化钠，因此后续试验使用硫氢 化钠作为硫化剂，适宜的硫氢化钠用量为5 0g ／t 。 图3西矿体与主矿体矿石不同配比方案试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fd i f f e r e n tp r o p o r t i o n i n gs c h e m e s t e s t so nw e s to r eb o d ya n dm a i no r eb o d y 原矿f 一2r a m 精矿尾矿 图4 硫化剂用量试验流程 F i g ．4 F l o w s h e e to fs u l p h i d i z e rd o s a g et e s t s 表4硫化剂用量试验结果 T a b l e4R e s u l t so fs u l p h i d i z e rd o s a g et e s t s 精矿 尾矿 原矿 精矿 尾矿 原矿 精矿 尾矿 原矿 萼 万方数据 5 0 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第6 期 2 ．3 磨矿细度试验 磨矿细度是选矿作业过程中的重要指标，对矿 物分选效果影响较大。为考察磨矿细度对选别指标 的影响，固定石灰用量10 0 0g ／t ，硫氢化钠用量5 0g ／t ， M a c - 1 2 用量2 0g ／t ，松醇油用量2 8g ／t ，进行了粗选磨 矿细度试验，试验流程同图4 ，试验结果见图5 。由图5 结果可知，随着磨矿细度增加，铜精矿品位及回收率均 呈上升趋势，当磨矿细度提高至8 5 ％一0 ．0 7 4I n r n 后， 精矿回收率变化趋势比较缓慢，综合考虑磨矿能耗 及选别指标，确定选用8 5 ％一0 ．0 7 4m m 进行后续 试验。 9 8 9 0 8 8 7 8 8 6 螨 畿 繇 7 9 7 7 7 8 凳 图5 磨矿细度试验结果 F i g ．5 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t s 2 ．4 捕收剂用量试验 以M A C 一1 2 作捕收剂，在磨矿细度一0 ．0 7 4m m 占8 5 ％，石灰用量10 0 0g ／t ，硫氢化钠用量5 0g ／t ， 松醇油用量2 8g ／t 的条件下，考察不同捕收剂用量 对浮选指标的影响。试验流程见图4 ，试验结果见图 6 。试验结果表明，捕收剂M A C - 1 2 用量以2 0g ／t 为宜。 图6 捕收剂用量试验结果 F i g ．6 R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g et e s t s 2 ．5 全流程闭路试验 在前述条件优化试验基础上，进行了全流程闭 路试验，试验流程见图7 ，试验结果见表5 。由表5 结果可知，通过闭路试验可以获得产率4 ．9 9 ％、品位 为3 5 ．0 4 ％、回收率为9 0 ．6 6 ％的铜精矿。 原矿f 一21 1 1 l n l 图7 闭路试验流程 尾矿 F i g ．7 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t s 表5闭路试验结果 T a b l e5R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t s／％ 3结论 1 主、西矿体矿石主要有价元素为铜，其中主矿 体的含铜矿物主要为斑铜矿，其次为辉铜矿、自然 铜，及少量的黄铜矿；西矿体的含铜矿物主要为黄铜 矿，其次为少量辉铜矿、自然铜，少量的斑铜矿；西矿 体的脉石矿物主要有石英、钾长石和云母以及微量 的铁氧化物等；主矿体的脉石矿物则主要是石英及 云母等。 2 谦比希铜矿后期入选混合矿的适宜配矿比例 为西矿体矿样主矿体矿样一4 6 。 3 分选条件优化试验结果表明，混合矿适宜的 药剂制度为石灰10 0 0g ／t ，硫氢化钠8 0g ／t ， M A C 一12 4 0g ／t ，松醇油4 2g ／t ；混合矿适宜磨矿细 度为一0 ．0 7 4m m 粒级占8 5 ％。 4 通过全流程闭路试验，可以获得产率为 4 ．9 9 ％，铜品位为3 5 ．0 4 ％，铜回收率为9 0 ．6 6 ％的 优质铜精矿。 参考文献 [ 1 ] 薛璇．中色非矿中赞资源合作的排头兵[ J ] ，中国有色 万方数据 2 0 2 0 年第6 期袁喜振等谦比希铜矿主、西矿体混合矿选矿试验研究 1 2 3 [ 3 ] E 4 ] E 5 ] 金属，2 0 1 8 1 6 2 8 2 9 ． X U EX u a n ．S i n o Z a m b i aM i n i n gC o ．，L t d ．P i o n e e ro f S i n o Z a m b i ar e s o u r c ec o o p e r a t i o nC h i n a [ J ] ．C h i n a N o n f e r r o u sM e t a l s ，2 0 1 8 1 6 2 8 2 9 ． 蔡珍旺．赞比亚谦比希铜矿研究现状及问题[ J ] ．世界 有色金属，2 0 1 9 5 儿6 1 1 8 ． C A IZ h e n w a n g ．C u r r e n tr e s e a r c hs t a t u sa n dp r o b l e m so f C h a m b i s h ic o p p e rm i n ei nZ a m b i a [ J ] ．W o r l dN o n f e r r o u s M e t a l s ，2 0 1 9 5 1 1 6 - 1 1 8 ． 覃鹏，郝波，方科，等．赞比亚铜带省谦比希铜矿床下盘 铜钼矿化R e O s 年龄及地质意义[ J ] ．矿产与地质， 2 0 1 9 3 3 7 7 3 8 4 Q I NP e n g ，H A OB o ，F A N GK e ，e ta 1 ．T h eg e o l o g i c a l s i g n i f i c a n c ef o rR e O si s o t o p i cd a t i n go fC uM oo r ei n t h el o w e rf o o t w a l lo fC h a m b i s h ic o p p e rd e p o s i tw i t h i n c o p p e rb e l tp r o v i n c eo fZ a m b i aI - J ] ．M i n e r a lR e s o u r c e s a n dG e o l o g y ，2 0 1 9 3 3 7 7 3 8 4 苏敏，甘晓文，赵红波，等．赞比亚谦比希铜矿西矿体原 矿磨矿工艺研究I - j ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 5 1 6 3 6 6 ． S UM i n ，G A NX i a o w e n ，Z H A 0H o n g b o ，e ta 1 ．S t u d yo n g r i n d i n gp r o c e s so fc o p p e ro r e s o fw e s to r eb o d yi n C h a m b i s h io fZ a m b i a [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a l P r o c e s s i n gS e c t i o n ，2 0 1 5 1 6 3 - 6 6 ． 苏敏，窦培谦，张瑞洋，等．谦比希铜矿中铜矿物的解离 特性及其可浮性研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 9 4 1 0 5 1 1 0 ． S UM i n ，D O UP e i q i a n ，Z H A N GR u i y a n g ，e ta 1 ．S t u d y o nm i n e r a ll i b e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fac o p p e ro r e f r o mC h a m b i s h ia n di t sf l o t a b i l i t y [ J ] ．M e t a lM i n e ， 2 0 1 9 4 1 0 5 1 1 0 ． r 6 - 1 李明阳，陈泽，高翔鹏，等．赞比亚谦比希西矿体铜矿优 先浮选试验研究[ J ] ．现代矿业，2 0 1 9 8 9 0 9 2 ，9 6 ． L I M i n g y a n g ，C H E NZ e ，G A OX i a n g p e n g ，e ta 1 ． P r e f e r e n t i a lf l o t a t i o no fw e s to r eb o d yc o p p e ro r ef r o m C h a m b i s h im i n e [ J ] ．M o d e mM i n i n g ，2 0 1 9 8 9 09 2 ，9 6 ． [ 7 ]方萍，魏德洲，李阳明．谦比希混合铜矿石浮选试验[ J ] ． 金属矿山，2 0 1 2 1 1 7 3 7 5 ． F A N GP i n g ，W E ID e z h o u ，L IY a n g m i n g ．E x p e r i m e n t a l r e s e a r c ho nf l o t a t i o no fm i x e d c o p p e r o r e sf r o m C h a m b i s h im i n e E J ] ．M e t a lM i n e ，2 0 1 2 ，4 1 1 1 7 3 7 5 ． [ 8 ] 郭素红，王传龙．非洲某铜矿混合矿分选技术研究E J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 1 8 4 1 92 3 ． G U OS u h o n g ，W A N GC h u a n l o n g ．E x p e r i m e n t a lr e s e a r c h o nt h es e p a r a t i o nt e c h n o l o g yf o ram i x e dc o p p e ro r ei n A f r i c a [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a lP r o c e s s i n g S e c t i o n ，2 0 1 8 4 1 9 - 2 3 ． [ 9 ] 袁喜振，罗军，李根壮，等．刚果 金 某细粒复杂铜矿石 浮选试验[ J ] ．金属矿山，2 0 1 6 1 1 7 3 7 5 ． Y U A NX i z h e n ，L U OJ u n ，L IG e n z h u a n g ，e ta 1 ．F l o t a t i o n e x p e r i m e n to f af i n e n e s sc o m p l e xc o p p e ro r ef r o m C o n g o E J ] ．M e t a lM i n e ，2 0 1 6 1 1 7 37 5 ． E l O ] 廖乾．刚果 金 某复杂氧化铜钻矿选矿工艺研究E J ] ．中 国矿业，2 0 1 8 ，2 7 5 1 3 2 1 3 7 ． L I A OQ i a n ．R e s e a r c ho nt h em i n e r a lp r o c e s s i n go fa c o m p l e xo x i d ec o p p e r - c o b a l to r ei nC o n g o K i n s h a s a [ J ] ． C h i n aM i n i n gM a g a z i n e ，2 0 1 8 ，2 7 5 1 3 21 3 7 ． 万方数据