銅為我國嚴重短缺的有色金屬資源，其資源的探明儲量、保有儲量都遠遠不能滿足國內(nèi)消費和生產(chǎn)的強勁需求，目前，我國銅資源的自給率僅40%，已成為世界最大的
銅精礦進口國[1]，對海外銅礦的開發(fā)利用受到越來越高的重視。其中，位于非洲中部的中非銅礦帶賦存有全球著名的
銅鈷礦床，銅
鈷資源儲量極大，已成為中國礦業(yè)企業(yè)關注的熱點地區(qū)之一[2,3]。
對于銅礦石，一般認為當氧化率大于30%時為氧化銅礦，氧化率在10%~30%為混合型銅礦，氧化率小于10%時為硫化銅礦[4]。目前，中非銅礦帶已經(jīng)開發(fā)的大部分礦山為氧化礦，硫化礦和混合礦利用較少。因此，研究該地區(qū)硫化礦與混合礦選礦技術對該地區(qū)資源的開發(fā)具有重要意義。對于混合銅鈷礦石，浮選流程可采用硫化氧化礦物同步浮選的流程，也可采用先選硫化礦物、尾礦硫化后再選氧化礦物的流程[5]。本文針對剛果(金)混合銅鈷礦石進行選礦試驗研究，以期為該類礦床的開發(fā)提供借鑒。
1 礦石性質(zhì)
礦石中可回收的有價元素主要為銅和鈷，兩種組分的賦存狀態(tài)比較復雜，以黃銅礦為主的原生硫化銅中銅的占有率為43.59%，而以斑銅礦為主的次生硫化銅中銅的占有率為42.95%，以孔雀石為主的氧化銅中銅的占有率為11.54%;鈷大部分賦存在硫化物中，占有率為79.31%，在碳酸鹽礦物中的占有率為7.59%，而在硅酸鹽礦物和鐵的氧化物中的占有率則相對較高，為13.10%。除上述銅鈷礦物外，礦石中滑石、云母等易浮硅酸鹽脈石礦物含量達到32.62%，還含有石英、綠泥石、白云石、方解石、磷灰石等脈石礦物。礦樣主要化學成分分析、銅鈷物相分析與礦樣礦物組成分析結果示于表1-4。
2 試驗研究
2.1 試驗方案的確定
工藝礦物學研究表明，礦樣中除銅鈷礦物外，其他硫化礦物含量很少，銅鈷礦物可混浮產(chǎn)生單一銅鈷精礦，不需選礦分離，但該礦銅鈷礦物種類多，尤其是銅在原生硫化銅、次生硫化銅和自由氧化銅礦物中均大量分布，不同含銅礦物可浮性存在明顯差異，需強化難浮礦物的浮選;此外，礦石中滑石和云母等易浮硅酸鹽礦物含量很高，將嚴重影響浮選流程。因此，本研究采取了二個方面的措施，一方面，針對不同可浮性的含銅礦物，采用高效捕收劑與階段混合浮選工藝，先浮選易浮銅鈷硫化礦物，再浮選銅鈷氧化礦物，同時強化回收難浮硫化礦物;另一方面，研究易浮脈石的抑制或脫除，通過脫泥浮選與直接浮選的差異確定合理工藝流程。
2.2 高效捕收劑對一段銅鈷浮選的強化作用
一段銅鈷浮選以浮選易浮銅鈷硫化礦物為主，在該段作業(yè)中盡可能提高粗精礦回收率，實現(xiàn)銅鈷礦物的快浮早收，因此，應采用適宜的高選擇性、強捕收力的捕收劑。在磨礦細度為83.72%-0.074mm，起泡劑MIBC用量為20g/t的條件下，進行了粗選捕收劑種類試驗，試驗流程見圖1，試驗結果見表5。從表5可以看出，戊基黃藥具有一定的選擇性捕收效果，但捕收能力欠佳，羥肟酸不適于作為該礦捕收劑，捕收劑BK321具有良好的選擇性和捕收能力，與捕收劑BK418組合使用時效果更佳，因此，選擇BK321與BK418為粗選捕收劑。
圖1 一段銅鈷浮選捕收劑種類試驗流程圖
Fig. 1 Flowsheet of collector type test in the first stage Cu/Co flotation
Table 5 Results of collector type test in the first stage Cu/Co flotation
2.3 硫化劑在二段銅鈷浮選中的活化作用
礦石中有13.5%左右的氧化銅，二段銅鈷浮選以浮選銅鈷氧化礦物為主，并強化回收難浮硫化礦物。銅鈷氧化礦物的浮選有脂肪酸法和硫化浮選法等多種方法[6~9]，由于該礦物中含有易于與脂肪酸作用的碳酸鹽類脈石礦物，脂肪酸法并不適用，因此需采用硫化浮選法回收銅鈷氧化礦物。以一段銅鈷浮選尾礦為給礦，考察了硫化劑種類對二段銅鈷浮選的影響，試驗流程見圖2，試驗結果見表6。從試驗結果可以看出，NaHS的加入可有效提高二段銅鈷浮選的回收率。
圖2二段銅鈷浮選硫化劑種類試驗流程圖
Fig. 2 Flowsheet of sulfidizer type test in the second stage Cu/Co flotation
表6二段銅鈷浮選硫劑種類試驗結果
Table 6 Results of sulfidizer type test in the second stage Cu/Co flotation
2.4 脫泥作業(yè)對銅鈷浮選的影響
礦石中含泥較高，且滑石、綠泥石、云母等易浮脈石礦物含量較高，在浮選過程中易進入精礦而影響精礦品位，不利于銅鈷礦物的回收。因此考察了脫泥對銅鈷浮選的影響。脫泥浮選試驗流程見圖3，直接浮選與脫泥浮選對比試驗結果見表7。由表7 中結果可知，采用MIBC 作脫泥劑，可較好地脫除礦石中的易浮礦泥和脈石礦物，而銅鈷的損失率較低。相對直接浮選，脫泥后進行銅鈷礦物浮選可在回收率基本一致的前提下，明顯提高粗精礦品位，而且銅鈷浮選前脫泥有利于避免礦泥在中礦中循環(huán)，進一步惡化銅鈷的浮選，因此，以MIBC為脫泥劑進行浮選脫泥是可行的。
圖3 脫泥浮選試驗流程
Fig. 3 Flowsheet of desliming - flotation test
表7 直接浮選與脫泥浮選對比試驗結果
Table 7 Results of direct flotation and desliming - flotation
2.5閉路試驗
在確定了“脫泥-階段混浮”原則流程與藥劑制度的基礎上，制定了預先浮選脫泥、兩粗一掃拋尾、粗II精礦精選后與粗I粗精礦合并精選的流程(圖4)，試驗結果見表8。采用該流程，獲得的試驗指標為銅鈷精礦含銅30.26%，含鈷1.24%，銅、鈷回收率分別為87.65%、74.93%。
Fig. 4 Flowsheet of closed-circuit test
表8 閉路試驗結果
Table 8 Results of closed-circuit test
3 結論
1) 該礦樣有價組分在多種礦相中賦存，采用“強化浮選硫化礦-硫化浮選氧化礦”的階段混浮技術路線以及BK321和BK418為捕收劑的藥劑制度可以強化銅鈷礦物回收;
2) 采用MIBC為脫泥劑，脫除部分滑石和云母等易浮硅酸鹽礦物，有利于浮選過程的進行;
3) 采用“脫泥-階段混浮”的原則流程，可以獲得含銅30.26%，含鈷1.24%的銅鈷精礦，銅、鈷回收率分別為87.65%和74.93%。
參考文獻
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[2] 李向前，毛景文，閆艷玲，高洪山. 中非剛果(金)加丹加銅鈷礦帶主要礦化類型及特征. 礦床地質(zhì)，2009，28(3)：366~380
[3] 周應華，江少卿. 剛果(金)銅鈷礦業(yè)開發(fā)形勢. 地質(zhì)與勘探，2010，46(3)：525～530
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[5] 張文彬.氧化銅礦浮選研究與實踐[M].中南工業(yè)大學出版社.長沙.1992
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[7] 溫勝來.低品位氧化銅礦選礦技術綜述[J].現(xiàn)代礦業(yè),2010.2,57-59
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[9] 盧道剛.剛果-金-加丹加地區(qū)銅鈷礦加工工藝現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].世界有色金屬，2009(7)：72—75. [24] 張文彬編著.氧化銅礦浮選研究于實踐[M].中南工業(yè)大學出版社.長沙.1992
聲明：
“剛果（金）某銅鈷礦浮選工藝研究” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色網(wǎng)
來源：北京礦冶研究總院
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2025年03月28日 ~ 30日 
