某高硫铜矿铜硫分离试验研究

孙文祥 刘行

摘要：铜作为一种具有战略意义的金属在国民生产中起到重要作用。无论是氧化铜矿石还是硫化铜矿石，其加工处理方法均以浮选为主。某高硫铜矿石，在浮选中通过对黄铁矿等含S矿物进行有效抑制，最终达到Cu和S分离的目的。通过该流程最终可获得合格的铜精矿和硫精矿，大大提高了选矿厂利润并实现资源的最有效利用，可谓是意义重大。

关键词：高硫铜矿；铜硫分离；综合利用

随着矿产资源的日益枯竭，综合利用无疑是一条最为有效的途径，它不仅可以有效地缓解资源供需矛盾，而且可以为矿山企业带来现实的经济效益[1]。本试验研究某高硫铜矿铜硫分离，通过合理规划选矿产品，合理设计选矿流程最终实现Cu和S的综合回收。

1.矿石性质

某高硫铜矿，矿石矿物组成较为简单，金属矿物含量较高，约占矿物总量的18%，非金属矿物约占82%；其中主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿及少量闪锌矿和方铅矿等；脉石矿物主要为石英，次为绢云母和少量绿泥石等。

原矿经化验分析，含Cu 1.50%、含S 8.50%、含Pb 0.15%、含Zn0.20%，矿石中可供回收的有价元素主要为铜，同时该矿石中硫含量较高，可考虑将S作为副产品加以回收，其它金属元素含量较少，不具有回收价值。

2.选矿试验研究

2.1 磨矿细度试验及结果分析

浮选之前的磨矿作业，目的是使矿石中的矿物得到解离，并将矿石磨到适于浮选的粒度[2]。磨矿是矿石准备作业的重要组成部分，而且该作业的能耗、物料消耗均在整个选矿厂中占很大比例。因此确定合理的磨矿细度，对于产品质量的保证十分重要，同时合理的磨矿细度也有助于降低选矿成本。

试验中磨矿细度分别采用-0.074mm含量60%、65%、70%、75%、80%、85%，经过一次粗选、两次精选、两次扫选作业。粗选添加CaO 2000g/t、捕收剂丁基黄药用量为60g/t，起泡剂采用常规的2#油用量为40g/t，浮选时间4分钟。

通过磨矿细度试验结果可以看出，当-0.074mm含量占80%时浮选指标较好，铜精矿中Cu品位达到19.15%，回收率82.58%。继续提高磨矿细度有利于最终精矿品位的提高，但过粉碎后势必会导致尾矿中流失率增加。考虑到含铜矿物与脉石矿物的分离需要一定解理度，又要防止过磨，因此确定磨矿细度为-0.074mm含量占80%。

2.2 CaO用量试验及结果分析

石灰常用于提高矿浆PH值，并且具有非常强的吸水性，与水发生反应生成Ca（OH）2。石灰在选矿工艺中的应用很广泛，特别是在浮选作業中抑制硫化铁矿物。在硫化铜矿石中，常伴生有硫化铁矿，主要为黄铁矿、磁黄铁矿，为了更好处浮选铜、铅、锌矿物，常要加石灰抑制硫化铁矿物。石灰作为pH调整剂的主要作用在于产生有利于浮选药剂的作用条件、改善矿物表面状况和矿浆离子组成，通过调整pH值使电位-pH匹配，从而达到浮选分离的目的[2]。

试验中磨矿细度采用-0.074mm含量80%，CaO用量分别为1500g/t、2000g/t、2500g/t、3000g/t。经过一次粗选、两次精选、两次扫选作业。捕收剂丁基黄药用量为60g/t，起泡剂采用常规的2#油用量为40g/t，浮选时间4分钟。

通过磨矿细度试验结果可以看出，随着石灰用量增加最终铜精矿品位逐渐提高，但铜精矿中铜回收率有所降低，这是由于石灰用量增加后对黄铁矿的抑制作用增强的同时，也对含铜矿物产生抑制作用。在CaO用量为2500g/t条件下，最终精矿品位21.25%，回收率81.25%。试验确定抑制剂CaO用量为2500g/t。

2.3捕收剂用量试验及结果分析

在浮选过程中，矿物能够上浮的关键是有用矿物与捕收剂充分作用，形成稳定的矿化泡沫。硫化铜矿物属于易浮矿物，采用常规的黄药作为捕收剂就能获得较好的浮选指标。

试验中磨矿细度采用-0.074mm含量80%，CaO用量为2500g/t，丁基黄药用量分别采用40g/t、60g/t、80g/t进行对比，以确定最合理的捕收剂用量。试验经过一次粗选、两次精选、两次扫选作业，起泡剂2#油用量为40g/t，浮选时间4分钟。

通过捕收剂用量试验结果可以看出，随着丁基黄药用量增加最终铜精矿品位逐渐降低，但铜精矿中铜回收率逐渐提高。捕收剂用量增加，提高捕收能力的同时，捕收剂的选择性将受到影响，这将直接影响最终精矿品位。在捕收剂丁基黄药用量为60g/t条件下，最终精矿含Cu 22.15%，回收率82.05%，浮选指标较好。试验确定捕收剂用量为60g/t。

2.4浮选尾矿回收硫试验及结果分析

该矿石中含硫较高，在选铜过程中通过CaO抑制作用，将黄铁矿等含S矿物抑制到尾矿中。为实现资源最有效的利用，提高选厂经济效益，针对选铜尾矿进行选硫试验。

试验中采用选铜尾矿，添加CuSO4活化被抑制的黄铁矿后，采用丁基黄药作为选硫的捕收剂。CuSO4用量为300g/t，捕收剂丁基黄药50g/t，起泡剂2#油30g/t，采用一次粗选、一次精选流程，最终硫精矿含S达到35.16%，选硫作业回收率81.10%。

3.结语

通过系统的条件试验，确定合理的工艺流程以及工艺指标，并在此基础上进行了闭路实验。闭路试验流程为在磨矿细度为-0.074mm含量占80%条件下，选铜作业采用一次粗选、两次精选、两次扫选，最终铜精矿品位22.08%，回收率83.02%。尾矿回收硫作业最终硫精矿含S 34.12%，作业回收率83.15%。

随着现代科学技术和经济生产的发展，世界各国对矿产资源的种类与数量的需求越来越多。资源的综合利用不仅是提高企业效益的一个重要方面，只有通过推进资源综合利用，才能最大限度地节约资源，切实地提高资源利用水平。

参考文献：

[1]侯万荣，李体刚，赵淑华，胡琴霞，金同和，刘洪利，李振辉.我国矿产资源综合利用现状及对策[J].采矿技术，2006，6（3）：63.

[2]许时.矿石可选性研究[M].北京：冶金工业出版社，2012：139.