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赞比亚某硫化铜矿选矿试验研究 ① 李 勇1，2， 罗 星1，2， 夏 瑜1， 吕长宽1，2， 覃 鹏1，2 （1.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541004； 2.中国有色矿业集团有限公司国际研发中心赞比亚实验室，赞比亚 基特韦 22592） 摘 要 赞比亚某硫化铜矿铜品位 1.57％，含铜矿物以黄铜矿、斑铜矿为主，脉石矿物以白云母、石英、黑云母为主。 对该硫化铜矿 进行了选矿试验研究，结果表明矿石在磨矿细度－74 μm 粒级占 70％条件下，采用石灰作调整剂、丁基黄药作捕收剂、松醇油作起 泡剂，经过一粗一精一扫闭路浮选流程，可获得铜品位 33.86％、铜回收率 97.37％的铜精矿，选矿工艺流程及药剂制度较简单，选矿 指标较好。 关键词 赞比亚； 硫化铜矿； 浮选； 铜精矿 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969／ j.issn.0253－6099.2020.04.018 文章编号 0253－6099（2020）04－0075－03 Experimental Research on Mineral Processing of Copper Sulfide Ore from Zambia LI Yong1，2， LUO Xing1，2， XIA Yu1， L Chang-kuan1，2， QIN Peng1，2 （1.China Nonferrous Metals（Guilin） Geology and Mining Co Ltd， Guilin 541004， Guangxi， China； 2.International Research and Development Centre of CNMC Zanmbia LAB， Kitwe 22592， Zambia） Abstract A copper sulfide ore from Zambia grading 1.57％ Cu was taken for beneficiation tests， in which the cupriferous minerals predominately were chalcopyrite and bornite， and the dominate gangue minerals were muscovite， quartz and biotite. After the ore was ground to a fineness of 70％ －74 μm， it was processed adopting a closed-circuit flotation flowsheet consisting of one roughing， one cleaning and one scavenging with lime as the regulator， butyl xanthate as the collector and pine camphor oil as the frother. A copper concentrates grading 33.86％ Cu at 97.37％ recovery were obtained. The processing flowsheet and reagent regime are simple， and the beneficiation index is good. Key words Zambia； copper sulfide ore； flotation； copper concentrate 中非铜矿带是世界上最主要的沉积型铜-钴矿成 矿带之一，它从刚果（金）的东南部延伸到赞比亚的北 部，其在赞比亚境内延伸的部分称为赞比亚铜矿带，长 约 150 km，宽约 50 km，主要分布在铜带省和西北省范 围内［1－4］。 赞比亚某铜矿矿床类型为砂页岩型层控铜 矿床，在浅部见到极其少量的氧化铜，主要以硫化铜为 主，其中浅部以黄铜矿为主，100 m 以下以斑铜矿 为主。 本文以该矿硫化矿为研究对象，对原矿石进行了 工艺矿物学研究和选矿试验研究，研究结果可为该矿 及同类型矿产资源的开发利用提供参考。 1 矿石性质 矿石自然类型为片岩型硫化铜矿石。 铜矿物以黄 铜矿、斑铜矿为主，微量辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、赤铜 矿、孔雀石，其他金属矿物主要为褐铁矿、黄铁矿。 脉 石矿物以白云母、石英、黑云母为主，少量绿泥石，微量 碳酸盐矿物、绿帘石、辉石、电气石、玉髓等。 黄铜矿、 斑铜矿均为他形粒状，晶体内可包裹石英、云母、黄铁 矿等矿物，也可沿解理缝不完全交代云母或产于石英 晶面凹坑，可被褐铁矿、铜蓝、褐铁矿等交代；斑铜矿中 常见叶片状、乳滴状固溶分离体，以黄铜矿为主，微量 蓝辉铜矿、辉铜矿。 两种铜矿化与硅化关系密切，相互 交错穿插或呈脉状产出；以不规则粒状、尖角状、条带 状、细脉状产出，粒径范围为 0.000 1～5.0 mm，集中于 0.05～2.0 mm。 原矿化学多元素分析、铜物相分析及粒度筛析结 果分别见表 1、表 2 和表 3。 ①收稿日期 2020－02－24 作者简介 李 勇（1986－），男，湖南郴州人，工程师，硕士，主要研究方向为选矿工艺和资源综合利用。 第 40 卷第 4 期 2020 年 08 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.40 №4 August 2020 表 1 原矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ CuCoFeS 1.570.0022.531.14 表 2 原矿铜物相分析结果 物相名称含量／ ％占有率／ ％ 硫化物中铜1.50395.73 酸溶铜中铜0.0674.27 总铜1.570100.00 表 3 原矿粒度筛析结果 粒级 ／ mm 产率 ／ ％ 铜品位 ／ ％ 铜分布率 ／ ％ 铜负累计分布率 ／ ％ －2＋116.25 1.1912.42100.00 －1＋0.4511.89 1.3910.6187.58 －0.45＋0.39.78 1.6810.5576.96 －0.3＋0.24.08 2.015.2766.41 －0.2＋0.113.47 2.5021.6361.14 －0.1＋0.0747.052.30 10.4139.51 －0.074＋0.03813.951.83 16.3929.09 －0.03823.53 0.8412.7012.70 合计100.001.56100.00 由表 1～3 可知原矿中主要有益组分为 Cu；原矿 铜氧化率 4.27％；原矿中 12.70％的铜分布于－0.038 mm 粒级，29.09％的铜分布于－0.074 mm 粒级，70.91％ 的铜分布于＋0.074 mm 粒级。 2 试验结果与讨论 2.1 试验方案 浮选是硫化铜矿回收的最主要工艺［5－6］。 根据原 矿性质，确定选矿工艺为浮选，原则流程如图 1 所示。 原矿 捕收剂 起泡剂 浮 选 铜精矿尾矿 磨矿 调整剂 图 1 选矿原则流程 磨矿方式采用球磨，在磨矿时加入石灰作为调整 剂；以松醇油为起泡剂。 2.2 磨矿细度试验 磨矿是选矿过程中的一个关键环节，磨矿的目的 是使目的矿物与脉石矿物解离，而目的矿物的解离是 后续分选的前提。 按图 1 所示流程，以异丙基黄药作捕收剂，用量 80 g／ t，以松醇油作起泡剂，用量 40 g／ t，进行了磨矿细 度试验，结果见图 2。 -74 μm粒级含量／ 30 28 26 24 22 20 100 95 90 85 80 75 70 6065707580 粗精矿铜品位／ 粗精矿铜回收率／ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ 89.21 26.15 25.62 82.08 24.46 94.1494.08 94.42 24.40 25.85 图 2 粗精矿指标与磨矿细度关系曲线 由图 2 可知，随着磨矿细度由－74 μm 粒级含量 60％逐步增加到 70％，粗精矿铜回收率增加幅度较大； 继续增加磨矿细度至－74 μm 粒级占 80％，粗精矿铜 回收率几乎不变；在试验磨矿细度变化区间内，粗精矿 铜品位变化幅度不大。 由此可知，在磨矿细度－74 μm 粒级占 70％时，目的矿物解离已较完全，因此确定最 佳磨矿细度为－74 μm 粒级占 70％。 2.3 石灰用量试验 在磨矿细度－74 μm 粒级占 70％条件下，以异丙 基黄药作捕收剂，用量 80 g／ t，以松醇油作起泡剂，用 量 40 g／ t，进行了调整剂石灰用量试验，结果见图 3。 石灰用量／g t-1 30 25 20 15 10 100 95 90 85 80 75 70 0500100015002000 粗精矿铜品位／ 粗精矿铜回收率／ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ 95.20 ■ ▲ 94.14 23.15 24.46 18.98 95.12 94.51 96.24 18.11 17.55 图 3 粗精矿指标与石灰用量关系曲线 由图 3 可知，随着石灰用量增加，粗精矿铜品位快 速降低，粗精矿铜回收率小幅度增加。 综合考虑粗精 矿铜品位和铜回收率指标，确定粗选最佳石灰用量为 500 g／ t，此时矿浆 pH 值为 9.0。 2.4 捕收剂种类及用量试验 黄铜矿最常用的捕收剂是黄药、黑药、硫氮等，在 较宽的 pH 值范围（4～12）内黄铜矿具有良好的可浮 性［6］。 67矿 冶 工 程第 40 卷 在磨矿细度－74 μm 粒级占 70％条件下，以石灰 作调整剂，用量 500 g／ t，以松醇油作起泡剂，用量 40 g／ t，分别选用硫化铜矿常用的捕收剂异丙基黄药、丁 基黄药以及丁基黄药＋丁铵黑药（质量比 1 ∶ 1）的混合 用药 3 种药剂进行捕收剂种类试验，用量均为 80 g／ t， 结果见表 4。 表 4 捕收剂种类试验结果 捕收剂种类粗精矿铜品位／ ％回收率／ ％ 异丙基黄药23.1595.20 丁基黄药29.2496.46 丁基黄药＋丁铵黑药23.3397.48 由表 4 可知，粗选最佳捕收剂为丁基黄药。 随即进行了捕收剂丁基黄药用量试验，结果见图4。 丁基黄药用量／g t-1 30 28 26 24 22 20 100 98 96 94 92 90 406080100120 粗精矿铜品位／ 粗精矿铜回收率／ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ 28.03 97.18 97.38 23.97 29.24 96.46 97.42 28.74 97.21 26.32 图 4 粗精矿指标与捕收剂用量关系曲线 由图 4 可知，随着捕收剂丁基黄药用量增加，粗精 矿铜回收率变化不大，粗精矿品位呈现先增大后减小再 又增大的变化趋势。 综合考虑粗精矿铜品位和铜回收 率指标，确定粗选最佳捕收剂丁基黄药用量为 60 g／ t。 2.5 闭路试验 在粗选条件试验基础上进行了精选和扫选次数及 药剂用量试验，最终确定了一次粗选、一次精选和一次 扫选的开路流程。 根据开路流程试验结果进行了闭路 流程试验，结果见表 5，试验流程见图 5。 闭路试验获得 了精矿产率 4.50％、铜品位 33.86％、铜回收率 97.37％。 表 5 闭路试验结果 产品名称产率／ ％铜品位／ ％铜回收率／ ％ 精矿4.5033.8697.37 尾矿95.500.0432.63 原矿100.001.56100.00 原矿 丁基黄药 松醇油 粗 选 精矿尾矿 精 选扫 选 磨矿 石灰 500 药剂单位g/t -74 μm占70 60 40 丁基黄药 松醇油 30 20 图 5 闭路试验流程 3 结 论 1） 矿石自然类型为片岩型硫化铜矿石，矿石主要 有益组分为铜，含量 1.57％，原矿铜氧化率为 4.27％。 铜矿物常见黄铜矿、斑铜矿，微量辉铜矿、蓝辉铜矿、铜 蓝、赤铜矿、孔雀石；脉石矿物以白云母、石英、黑云母 为主。 2） 原矿经一段球磨至－74 μm 粒级占 70％，以石 灰作调整剂，用量 500 g／ t，以丁基黄药作捕收剂，粗选 ＋扫选用量 60＋30 g／ t，以松醇油作起泡剂，粗选＋扫选 用量 40＋20 g／ t，经过一次粗选、一次精选及一次扫选， 中矿返回粗选的闭路浮选工艺，可获得产率 4.50％、铜 品位 33.86％、铜回收率 97.37％的铜精矿。 试验通过 较简单的选矿工艺流程及药剂制度，获得了较好的选 矿指标。 参考文献 ［1］ Cailteux J L H， Kampunzu A B， Laeuge C， et al. 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