铜为我国严重短缺的有色金属资源，其资源的探明储量、保有储量都远远不能满足国内消费和生产的强劲需求，目前，我国铜资源的自给率仅40%，已成为世界最大的
铜精矿进口国[1]，对海外铜矿的开发利用受到越来越高的重视。其中，位于非洲中部的中非铜矿带赋存有全球著名的
铜钴矿床，铜
钴资源储量极大，已成为中国矿业企业关注的热点地区之一[2,3]。
对于铜矿石，一般认为当氧化率大于30%时为氧化铜矿，氧化率在10%~30%为混合型铜矿，氧化率小于10%时为硫化铜矿[4]。目前，中非铜矿带已经开发的大部分矿山为氧化矿，硫化矿和混合矿利用较少。因此，研究该地区硫化矿与混合矿选矿技术对该地区资源的开发具有重要意义。对于混合铜钴矿石，浮选流程可采用硫化氧化矿物同步浮选的流程，也可采用先选硫化矿物、尾矿硫化后再选氧化矿物的流程[5]。本文针对刚果(金)混合铜钴矿石进行选矿试验研究，以期为该类矿床的开发提供借鉴。
1 矿石性质
矿石中可回收的有价元素主要为铜和钴，两种组分的赋存状态比较复杂，以黄铜矿为主的原生硫化铜中铜的占有率为43.59%，而以斑铜矿为主的次生硫化铜中铜的占有率为42.95%，以孔雀石为主的氧化铜中铜的占有率为11.54%;钴大部分赋存在硫化物中，占有率为79.31%，在碳酸盐矿物中的占有率为7.59%，而在硅酸盐矿物和铁的氧化物中的占有率则相对较高，为13.10%。除上述铜钴矿物外，矿石中滑石、云母等易浮硅酸盐脉石矿物含量达到32.62%，还含有石英、绿泥石、白云石、方解石、磷灰石等脉石矿物。矿样主要化学成分分析、铜钴物相分析与矿样矿物组成分析结果示于表1-4。
2 试验研究
2.1 试验方案的确定
工艺矿物学研究表明，矿样中除铜钴矿物外，其他硫化矿物含量很少，铜钴矿物可混浮产生单一铜钴精矿，不需选矿分离，但该矿铜钴矿物种类多，尤其是铜在原生硫化铜、次生硫化铜和自由氧化铜矿物中均大量分布，不同含铜矿物可浮性存在明显差异，需强化难浮矿物的浮选;此外，矿石中滑石和云母等易浮硅酸盐矿物含量很高，将严重影响浮选流程。因此，本研究采取了二个方面的措施，一方面，针对不同可浮性的含铜矿物，采用高效捕收剂与阶段混合浮选工艺，先浮选易浮铜钴硫化矿物，再浮选铜钴氧化矿物，同时强化回收难浮硫化矿物;另一方面，研究易浮脉石的抑制或脱除，通过脱泥浮选与直接浮选的差异确定合理工艺流程。
2.2 高效捕收剂对一段铜钴浮选的强化作用
一段铜钴浮选以浮选易浮铜钴硫化矿物为主，在该段作业中尽可能提高粗精矿回收率，实现铜钴矿物的快浮早收，因此，应采用适宜的高选择性、强捕收力的捕收剂。在磨矿细度为83.72%-0.074mm，起泡剂MIBC用量为20g/t的条件下，进行了粗选捕收剂种类试验，试验流程见图1，试验结果见表5。从表5可以看出，戊基黄药具有一定的选择性捕收效果，但捕收能力欠佳，羟肟酸不适于作为该矿捕收剂，捕收剂BK321具有良好的选择性和捕收能力，与捕收剂BK418组合使用时效果更佳，因此，选择BK321与BK418为粗选捕收剂。
图1 一段铜钴浮选捕收剂种类试验流程图
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 硫化剂在二段铜钴浮选中的活化作用
矿石中有13.5%左右的氧化铜，二段铜钴浮选以浮选铜钴氧化矿物为主，并强化回收难浮硫化矿物。铜钴氧化矿物的浮选有脂肪酸法和硫化浮选法等多种方法[6~9]，由于该矿物中含有易于与脂肪酸作用的碳酸盐类脉石矿物，脂肪酸法并不适用，因此需采用硫化浮选法回收铜钴氧化矿物。以一段铜钴浮选尾矿为给矿，考察了硫化剂种类对二段铜钴浮选的影响，试验流程见图2，试验结果见表6。从试验结果可以看出，NaHS的加入可有效提高二段铜钴浮选的回收率。
图2二段铜钴浮选硫化剂种类试验流程图
Fig. 2 Flowsheet of sulfidizer type test in the second stage Cu/Co flotation
表6二段铜钴浮选硫剂种类试验结果
Table 6 Results of sulfidizer type test in the second stage Cu/Co flotation
2.4 脱泥作业对铜钴浮选的影响
矿石中含泥较高，且滑石、绿泥石、云母等易浮脉石矿物含量较高，在浮选过程中易进入精矿而影响精矿品位，不利于铜钴矿物的回收。因此考察了脱泥对铜钴浮选的影响。脱泥浮选试验流程见图3，直接浮选与脱泥浮选对比试验结果见表7。由表7 中结果可知，采用MIBC 作脱泥剂，可较好地脱除矿石中的易浮矿泥和脉石矿物，而铜钴的损失率较低。相对直接浮选，脱泥后进行铜钴矿物浮选可在回收率基本一致的前提下，明显提高粗精矿品位，而且铜钴浮选前脱泥有利于避免矿泥在中矿中循环，进一步恶化铜钴的浮选，因此，以MIBC为脱泥剂进行浮选脱泥是可行的。
图3 脱泥浮选试验流程
Fig. 3 Flowsheet of desliming - flotation test
表7 直接浮选与脱泥浮选对比试验结果
Table 7 Results of direct flotation and desliming - flotation
2.5闭路试验
在确定了“脱泥-阶段混浮”原则流程与药剂制度的基础上，制定了预先浮选脱泥、两粗一扫抛尾、粗II精矿精选后与粗I粗精矿合并精选的流程(图4)，试验结果见表8。采用该流程，获得的试验指标为铜钴精矿含铜30.26%，含钴1.24%，铜、钴回收率分别为87.65%、74.93%。
Fig. 4 Flowsheet of closed-circuit test
表8 闭路试验结果
Table 8 Results of closed-circuit test
3 结论
1) 该矿样有价组分在多种矿相中赋存，采用“强化浮选硫化矿-硫化浮选氧化矿”的阶段混浮技术路线以及BK321和BK418为捕收剂的药剂制度可以强化铜钴矿物回收;
2) 采用MIBC为脱泥剂，脱除部分滑石和云母等易浮硅酸盐矿物，有利于浮选过程的进行;
3) 采用“脱泥-阶段混浮”的原则流程，可以获得含铜30.26%，含钴1.24%的铜钴精矿，铜、钴回收率分别为87.65%和74.93%。
参考文献
[1] Ken Salazar，Marcia K Mcnutt. Mineral commodity summaries. U.S. Geological Survey，2010
[2] 李向前，毛景文，闫艳玲，高洪山. 中非刚果(金)加丹加铜钴矿带主要矿化类型及特征. 矿床地质，2009，28(3)：366~380
[3] 周应华，江少卿. 刚果(金)铜钴矿业开发形势. 地质与勘探，2010，46(3)：525～530
[4] 刘小舟.我国重要有色金属资源——铜矿的现状及展望. 西北地质， 2007，(1)：83～88
[5] 张文彬.氧化铜矿浮选研究与实践[M].中南工业大学出版社.长沙.1992
[6] 毛素荣.难选氧化铜矿的处理工艺与前景[J].国外金属矿选矿，2008.8, 5-9
[7] 温胜来.低品位氧化铜矿选矿技术综述[J].现代矿业,2010.2,57-59
[8] 周霞，张修志.有效利用国外铜矿石资源的探讨[J].有色矿山，2003.12,43-45
[9] 卢道刚.刚果-金-加丹加地区铜钴矿加工工艺现状及发展方向[J].世界有色金属，2009(7)：72—75. [24] 张文彬编著.氧化铜矿浮选研究于实践[M].中南工业大学出版社.长沙.1992
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编辑：北方有色网
来源：北京矿冶研究总院
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