复杂难选硫化铜矿选矿工艺的探讨

摘 要 ：选矿是矿山生产中的一个重要环节，需要在了解矿物性质的基础上，通过采用试验等方法，合理确定选矿工艺。本文以某高品位复杂难选硫化铜矿为例，研究选矿工艺的具体应用。首先对该高品位硫化铜矿进行简单介绍，进而设计试验过程，对其选矿工艺进行确定，以期为相关工程提供参考。关键词 ：复杂难选 ;硫化铜矿 ;选矿工艺

在某些铜矿资源丰富的矿区，通常还伴生有金、银、钼等矿物，具有巨大的经济价值。对其进行有效的利用，可以解决目前国内的同资源短缺问题。但是在矿山生产中，由于原矿中次生铜矿物含量较大，而且泥化严重，增加了铜硫分离难度。针对这种情况，需要对复杂难选硫化铜的选矿工艺进行优化，采用试验研究方法，合理选择工艺和药剂，提高矿物回收率。 1 某矿区高品位硫化铜矿的基本特点某 矿 区 高 品 位 硫 化 铜 矿 的 含 铜 量 为 1.91%，含 硫 量 为 18.32%。而且通矿物的种类较多，含有较多的粘土矿物，泥化现象也较为严重，对高品位硫化铜矿回收产生不利影响。通过前期勘察可知，该矿区除了主要的黄铜矿外，还存在大量黄铁矿和褐铁矿，以及少量辉铜矿和孔雀石。不仅矿物种类多，矿石构造也非常复杂，包含条带状、块状、粉末状和浸染状构造等。其中，黄铜矿的结构不够规则，部分包裹在黄铁矿中，呈星点状分布。由于铜矿物和硫矿物嵌布不均匀，存在较大差异，也增加了铜矿物的回收难度。原矿中的主要化学成分包含 Cu、Fe、Pb、S、Zn、 Mo、Co、Mn、As、C、CaO、SiO2、Al2O3、MgO、K2O和Na2O等，由于铜含量和 S 含量较高，属于典型的高品位硫化铜矿 [1]。 2 复杂难选硫化铜矿选矿工艺的试验分析 2.1 试验总体设计从矿区的实际情况来看，由于部分氧化黄铁矿和蓝辉铜矿的表面被粉末状孔雀石、水胆矾等尽然，铜矿物的分离回收较为困难。再加上通矿物结构的复杂性，必须对选矿工艺进行合理设计。在该矿区中，原矿的含铜量高，主要回收目标即铜矿物。由于矿石性质复杂、分选难度大，属于复杂难选硫化铜矿的情况，是目前选矿技术的难题之一。要实现对硫化铜矿的有效回收和分离，应采用浮选工艺。该工艺对处理硫化铜矿物嵌布粒度不一的情况，有较大的应用优势。可以根据优先浮选原则，设计选矿流程。在磨矿细度较粗的情况下，进行组选作业，得到粗精矿后，通过再磨强化，使连生体矿物解离，令矿物表面脱药，从而实现硫化铜矿物分离后的深度精选，得到符合要求的铜精矿。在设备选择方面，主要需要利用球磨机进行磨矿，利用浮选机进行浮选试验。使用的试验药剂为工业产品，将选矿回水作为试验用水，在实验室中进行选矿试验。 2.2 磨矿细度试验分析为了提升选矿效果，需要让目的矿物单体充分解离，这是提高选矿指标的重要前期。而磨矿过程则是实现矿物的单体解离过程，需要对磨矿细度进行合理选择，保证试验的有效性。在此方面，可以采用 Z-200 作为磨矿细度捕收剂，其用量可以固定设计为 15g/t。此外，石灰用量设计为 5kg/t，浮选矿浆的 pH 值应控制在 10 左右。在浮选试验过程中，首先在原矿中添加设计好用量的药剂，然后进行磨矿，可以得到铜粗精矿和尾矿。在此过程中，精矿品位会出现先上升、后趋于平衡的变化趋势，回收率同样先上升，然后逐渐趋于平缓，在粗选细度为 80% 时，可以获得较好的粗选指标，因此，可以将磨矿细度确定为 80%[2]。

2.3 捕收剂选择铜矿物的优先浮选试验受高效捕收剂影响较大，合理选择铜矿物高效捕收剂，是铜优选成功的关键。在具体选择过程中，就是要使用对通矿物选择性好的捕收剂，同时要保证其对硫矿物作用效果较小。在本次试验过程中，主要选择 Z-200、酯 105、 BK-404、丁铵黑药作为捕收剂，分别通过试验判断四种不同类型的捕收剂对于铜矿物选别的影响。在上述试验确定的磨矿细度条件下，设计抑制剂石灰的用量为 5kg/t，控制浮选矿浆的 pH 值为 10，分别用四种捕收剂进行试验。通过对试验结果进行比较可以看出，丁铵黑药的选择性效果明显弱于其他三种捕收剂，在使用丁铵黑药作为捕收剂时，获得粗精矿中铜的回收率虽然较高，但品位低，含有较多的黄铁矿、脉石矿物等。在其他三种捕收剂中，Z-200 和酯 105 的捕收效果较为相近，获得的粗精矿铜品位较高，但是其铜回收率低。只有选择 BK-404 作为捕收剂时，可以同时获得较好的铜品位和铜回收率。其中，铜品位指标为 10.02%，铜回收率指标为 81.23%。因此，推荐选择 BK-404 作为硫化铜矿物的捕收剂。在捕收剂用量确定方面，如果 BK-404 用量过大，虽然杂质矿物更容易捕收，但药剂选择性会受影响，从而影响精矿质量。如果其用量过少，则会因矿物捕收能力不足，影响铜矿物的回收率。通过试验发现，随着 BK404 用量增加，精矿品位会出现下降，但不明显，铜回收率则出现明显上升。在 BK-404 用量为 30g/t 时，可以获得最佳的铜粗选效果 [3]。(下转 26页)收稿日期 ：2018-08 作者简介 ：侯焰军，生于 1985年，男，汉族，江西上饶人，本科，助理工程师，研究方向 ：选矿。万方数据 26 M矿产资源 ineral resources 常所说的成矿热液，该热液侵入了岩石中的二长花岗岩，在该矿体与张广才岭群组地层中发现了著名的矽卡岩矿床，例如林海铁矿、信号铁矿等，这都表明了该矿体与矽卡岩之间的密切关系 [2]。在经过中生代后，发生了多期的火山和次火山侵入的活动，该过程为铁矿床的形成提供了动力来源，加速铁的浓度的聚集，将铁矿物赋存在铁矿中，矿物得到富集，最后冷却得到进一步的沉淀，日积月累，最后成矿。其构造主要是受到了牡丹江岩石圈地层的断裂作用的影响，断裂构造的受到了一定的影响，导致该区域内的断层发育明显，该区域主要分布两个主要的断层，其中北东部的断层是以北向西方向为主，西侧的断层主要是北北东方向的，两断层是矿区控制矿体的主要构造，构成了矿区的容矿构造。矿区中出露的矿层主要是以大面积的花岗岩为主要岩体，走向为南北，磁铁矿床主要分布于新生古界组中。 3.3 矿体物质的追溯奋斗铁矿中矿体的矿物来源于上元古界张广才岭群新兴组的古老变质岩系，变质岩中含有丰富的矿物质。铁矿床主要出于矿区的中部，岩性的代表物有板岩、矽卡岩、大理岩、角岩等，矿源中的含铁丰富，该矿区的矿床以脉状、层状或者透镜状等为主，尽管矿床的规模相对不大，但铁矿床的品味却很高，元素的富集不仅包含铁，还有铅锌等有色金属元素的富集。 3.4 成矿背景分析在晚三叠世一中侏罗世时期，构造结构发生一系列的转化，在古亚洲洋发生闭合的条件下，构造总体得到伸展，在经过拆沉和底侵的作用后，岩浆活动变为侵入为主。在经过早期、中期、晚期的作用后，形成了以矽卡岩型为代表的有色金属矿床。区域内发现了一些著名的矽卡岩矿床，有二股东山铅锌矿床、响水河锌矿床、翠宏山铁钨多金属矿床白岭铅锌铜矿床、这些矿床的形成都是出于该年代的集中压力范围内，都经历了接触带构造、岩体和围岩的断裂作用、热液和矿化作用，因此形成了多金属成矿的作用。通过资料，我们推测奋斗矿床的形成时间在中 - 中侏罗世，空间的分布与太平洋板块的运动有直接的关系。

4 结论本文主要是以黑龙江省海林市奋斗铁矿床为目标对象，在进行了详细的野外调研工作并获得一手的资料资料后进行的分析。本文以该结合区内一些可以参考的找矿勘查工作的各项研究成果为研究基础，并从奋斗铁矿床成因、找矿方向、成矿地质特征等方面，对该矿床进行成矿条件和找矿预测，获取了找矿的一些标志，奋斗铁矿的矿床成因与矽卡岩矽卡岩化的联系比较密切，该观点的提出为下一步的找矿工作提供了参考依据，为进一步进行勘探工作指明了工作方向，加快了勘探的进程。参考文献 [1] 周伶俐 ,曾庆栋 ,刘建明 ,张作伦 ,段晓侠 ,陈文文 ,李延春 ,魏金江 .吉林大黑山斑岩型铝矿床成矿阶段及含矿裂隙分布规律 [J].地质与勘探 ,2010,(03):448-454. [2] 曹新志 ,孙华山 ,徐伯骏 .关于成矿预测研究的若干进展 [J].黄金 .2003, 24 (4):11-14. (上接 24页) 2.4 抑制剂用量确定在抑制剂的选择和用量确定方面，其主要作用是对铜硫分离过程中的脉石矿物等进行抑制。常用的抑制剂包括石灰、次氯化钙、氯化钙和腐殖酸钠等。目前使用最广泛的抑制剂是石灰，其效果也最好，而且成本低，适合矿山生产使用。在本次试验过程中，也选择石灰作为抑制剂，并通过试验方法确定抑制剂的具体用量。从石灰用量对于铜的粗选指标影响情况来看，随着石灰用量逐渐增加，粗精矿品位也随之增加，部分与硫矿物共生的矿物也会受到抑制，进而导致铜的回收率受到影响。最终确定石灰抑制剂的用量为 5kg/t 时，可以获得最佳的选矿指标。在该条件下进行试验，得到的铜精矿品位、铜回收率均较高。 2.5 精选条件分析确定上述几点选矿工艺的基本参数后，为提高铜精矿品位，还需要对经过粗选后得到的粗精矿继续进行精选条件试验，通过分析各精选条件，对于铜的选别指标影响，确定最佳的选矿工艺。在精选过程中，通过对粗精矿进行再磨，可以促进铜矿物的单体分离，为后续铜精选操作创造条件。在操作过程中，可以通过加入无机抑制剂，增强黄铁矿抑制效果。本次试验主要通过在精选过程中，创造高碱矿浆环境，然后加入 BD 抑制剂，对黄铁矿进行抑制。在再磨细度 90% 条件下，通过进行 3 次精选，并条件 1000g/t 石灰，可以获得较高的铜精矿品位，其指标值为 21.47%。在小型开路试验过程中，铜精矿回收率为 70.31%，铜品位为 21.05%，也可以验证工艺的优越性。 2.6 闭路试验结果最后，通过采用闭路试验方法，对上述工艺条件下的选矿工艺参数进行确认。在闭路浮选试验过程中，考察铜的回收率和矿品位。从闭路试验结果来看，在原矿含铜量为 1.90% 条件下，采用上述铜有限浮选工艺，铜回收率可以达到 74.47%，铜品位可以达到 20.12%。浮选尾矿中的含铜量为 0.52%。尾矿中的铜矿物主要存在于结合铜、孔雀石形式中，对于这种氧化铜矿，采用直接浮选回收的难度较大，还需要继续研究氧化铜矿物的回收办法。总体而言，通过采用上述试验确定的硫化铜矿浮选工艺，能够有效提升铜的回收率指标和铜品位。其工艺流程可以分为两部分，一是铜的优先浮选，二是粗精矿的再磨精选。通过采用两步流程工艺，可有效提升铜回收率，在开路和闭路试验中均能获得较好的效果。因此，上述试验确定的工艺参数，可以为实际生产提供依据。 3 结语综上所述，复杂难选硫化铜选矿工艺设计具有一定的特殊性，通过采用试验研究方法，针对目的矿物的特点，合理设计流程工艺，选择工艺参数，能够为硫化铜矿的铜回收率及铜品位提供保障。同时也能够通过试验确定捕收剂、抑制剂的选择及用量，为硫化铜矿的选矿工艺改进提供参考，促进矿山生产技术水平的提高。参考文献 [1] 张忠平 ,陈飞 .西藏玉龙复杂难选硫化铜矿选矿工艺研究 [J].矿业研究与开发 ,2018,38(04):14-17. [2] 龙伟 . 某难选低品位氧化铜矿选矿工艺研究 [D].武汉科技大学 ,2017. [3] 武钊 ,肖骏 .某高次生铜硫化铜矿选矿工艺研究 [J].铜业工程 ,2016(02):