某铜尾矿选矿试验研究

黄建芬，余江鸿

（西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900）

某铜矿山在早期开发时，由于受到工艺技术水平、装备水平等因素的制约，选矿生产技术指标较差，造成一部分铜矿石中铜及伴生金损失于尾矿中，目前该铜矿山堆存的尾矿资源量约300万吨，平均铜品位约0.45%，金品位0.16g/t，含铜金属量约13500吨，含金480公斤，具有良好的经济价值和综合回收利用价值。因此，通过采取合理的工艺技术对该铜尾矿中的铜、金进行综合回收，可为企业创造良好的经济效益，使废弃多年的尾矿资源得到有效利用，进一步提高矿产资源利用率，避免有限铜资源的浪费。

1 原料性质

1.1 原料矿物组成

铜尾矿是铜矿石浮选后的弃渣，其组成成分复杂，长期堆存后其中一部分硫化矿物已经风化氧化，该原料从外观上看呈绿黄色，粒度较粗，细度为27%-200目。金属矿物有黄铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、斑铜矿黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、白铁矿、钛铁矿、自然金、银金矿、方铅矿等，脉石矿物有石英、方解石、橄榄石、绿泥石、白云母、黑云母、高岭石等。

表1 多元素分析结果/%

1.2 原料化学分析

原料多元素分析及铜物相分析结果分别见表1、表2。

表2 铜物相分析结果/%

1.3 铜矿物嵌布特征

铜尾矿中黄铜矿为主要含铜矿物，粒度不均匀，粒度范围0.20mm～0.01mm，其中小于0.037mm的颗粒占37.69%。

黄铜矿大多与黄铁矿关系比较密切，有的沿着黄铁矿边界嵌布外，有的沿黄铁矿裂隙充填；少量黄铜矿以细脉状充填在脉石间，有的以细小颗粒被脉石包裹，有些单颗粒黄铜矿周围被蓝辉铜矿交代。

1.4 原料性质小结

（1）该铜尾矿钙、镁脉石含量较高，由于含钙、镁的脉石硬度较低，磨矿后容易泥化，浮选时易于上浮；此外，铁质矿物中的赤铁矿、褐铁矿也比较易浮，对提高铜精矿品位极为不利，在制定试验研究方案时必须考虑对钙、镁脉石及铁质矿物的抑制。

（2）铜物相分析结果表明，铜尾矿铜氧化率为28.89%，在制定试验研究方案时必须考虑对氧化铜矿物的回收，尽可能提高铜的回收率。

2 选矿试验

2.1 工艺流程的确定

针对该铜尾矿中部分铜矿物氧化，嵌布粒度不均，一部分铜矿物嵌布粒度较细，磨矿细度太粗，磨矿细度粗铜矿物难以充分单体解离，磨矿细度太细，易产生过磨，且该矿石中方解石、橄榄石、绿泥石含量较高，磨矿过程易泥化，其泥化后罩盖在铜矿物表面，会使得铜矿物可浮性变差，回收率降低。为制定出适合处理该铜尾矿的工艺流程，试验主要进行了一段磨矿、阶段磨矿流程和脱泥流程的对比试验。试验结果见表3。

表3 流程选择试验结果/%

工艺流程试验结果表明，在浮选时间和浮选药剂总用量相同的条件下，一段磨矿流程和阶段磨矿流程方案铜粗精矿产率、铜品位及铜回收率相当，而采用脱泥流程，有6.39%的铜金属损失到脱泥产物中，导致铜粗精矿铜回收率较低，因此，选择一段磨矿流程比较好，流程较为简单，易于控制。

2.2 磨矿细度试验

合理的磨矿细度是获得优良技术指标的关键。采用两次粗选、两次扫选工艺流程以硫化钠为氧化铜矿物活化剂、水玻璃为分散剂，丁基黄药捕为收剂、捕收剂起泡剂Z-200进行磨矿细度试验，磨矿细度结果表明，随着磨矿细度的增加，铜粗精矿产率升高，铜品位降低，铜回收率增加，当磨矿细度为-200目占85%时，浮选技术指标达到最优；继续增加磨矿细度，矿石泥化严重，铜粗精矿产率增加，但铜品位及回收率皆下降。因此，粗选磨矿细度选择85%-200目。

2.3 药剂制度的确定

2.3.1 矿浆pH调整剂

在浮选工艺中，石灰不仅可以作矿为浆pH调整剂，同时，也是黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿等硫铁矿物的良好抑制剂，而且石灰来源广泛，价格低廉，对降低选矿生产药剂成本十分有利，因此，采用石灰作矿浆pH调整剂对有价金属品位和经济价值较低的铜尾矿物料较为适宜。

2.3.2 氧化铜矿物活化剂

铜物相分析结果表明，铜尾矿中铜氧化率为28.89%，浮选时添加铜矿物活化剂，可使一部分氧化铜矿物得到回收，从而获得较高铜回收率。氧化铜矿物的活化剂一般有硫化钠、硫氢化钠、硫化氢、硫化钙及硫化氨等，其中硫化钠较为常用，经过对比试验，硫化钠活化效果较好，铜粗精矿铜回收率较不加活化剂方案提高2.31%。硫化钠价格便宜，来源广，使用方便，因此，使用硫化钠作氧化铜矿物活化剂较好。

2.3.3 矿泥分散剂及脉石抑制剂

由于该矿石中钙、镁脉石矿物含量较高，磨矿过程易泥化，浮选时也比较易浮，添加矿泥分散剂及脉石抑制剂有利于消除矿泥对铜矿物浮选的影响，优化浮选环境，进一步提高铜、金选矿技术指标。在不添加脉石抑制剂与分别添加水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、TG组合药剂作抑制剂的对比试验中，TG组合药剂取得较好的试验结果，与不添加脉石抑制剂的试验方案相比，铜粗精矿铜品位提高0.39%，铜回收率基本持平。因此，添加TG作矿泥分散剂及脉石抑制剂是必要的。

2.3.4 铁质氧化矿物抑制剂

由于该铜尾矿中赤铁矿、褐铁矿等铁质矿物比较易浮，导致铜精矿品位较低，必须添加抑制剂加以抑制。对不添加抑制剂与分别添加栲胶、淀粉、组合抑制剂TY301进行对比试验，试验结果表明，TY301能够有效抑制赤铁矿、褐铁矿等铁质矿物，大幅度提高铜精矿品位，与不添加抑制剂相比，铜精矿铜品位提高5.26%，铜回收率基本持平；与添加栲胶、淀粉相比，铜精矿铜品位分别提高2.13%、2.57%，铜回收率分别提高0.35%、0.41%，因此，使用TY301作抑制剂有利于提高铜精矿品位。

2.3.5 捕收剂

用丁基黄药、戊基黄药、异戊基黄药、Y89进行对比试验，试验结果表明，戊基黄药和异戊基黄药对铜矿物捕收力较强，选择性较差，试验获得的铜粗精矿产率较大，铜品位较丁基黄药低0.20%～0.30%，铜回收率基本持平；采用Y89获得的铜粗精矿产率较小，铜品位较丁基黄药高0.19%，回收率较低1.21%。

总体而言，采用丁基黄药获得的选矿技术指标较好，因此，选择丁基黄药作为捕收剂。

2.3.6 捕收起泡剂

分别用松醇油、Z-200、酯105、丁铵黑药+松醇油、Z-200+丁铵黑药进行对比试验，试验结果表明，采用Z-200作捕收起泡剂，获得的铜精矿中金的选矿技术指标较好，其泡沫张力和泡沫层厚度适中，金品位较其它药剂提高0.19-0.48g/t，金回收率提高0.41%～2.63%，铜的选矿指标基本持平。因此，选择Z-200作为捕收起泡剂。

图1 闭路试验流程及条件

2.4 闭路试验

表4 闭路试验结果/%

根据确定的工艺流程和药剂制度，在条件优化试验和全开路试验的基础上，进行闭路试验，试验工艺流程及条件如图1，试验结果列于表4。

3 结语

（1）该铜尾矿钙、镁脉石含量较高，由于含钙、镁的脉石硬度较低，磨矿后容易泥化，浮选时易于上浮，此外，铁质矿物中赤铁矿、褐铁矿也比较易浮，对提高铜精矿品位极为不利。

（2）通过试验研究，最终确定采用一段磨矿、两次粗选、两次扫选、两次精选的工艺流程，药剂制度以石灰为pH调整剂和硫铁矿抑制剂、TG305组合药剂为含钙、镁脉石抑制剂，TY301为赤铁矿、褐铁矿抑制剂，丁基黄药捕收剂、Z-200为捕收起泡剂。闭路试验取得了良好技术指标：铜精矿产率1.78%，铜品位18.13%，铜回收率69.88%，铜精矿含金4.87g/t，金回收率52.17%。

（3）TY301作为赤铁矿、褐铁矿抑制剂，对提高铜精矿铜品位的效果显著。

（4）采用该技术方案获得的铜精矿铜、金品位较高，金属回收率达到了预期目标，较好地实现了对铜尾矿中铜、金的综合回收，而且工艺流程简单，浮选过程易于控制。