铜是金属材料消费中仅次于钢铁和铝的重要有色金属。我国铜资源人均占有率较小，铜矿产能增长受资源“贫、细、杂”特点的限制，不能满足消费和生产的强劲需求[1~3];铜资源的自给率仅40%，其余依赖进口[4]。因而，提高复杂难选铜矿的选别技术，对我国铜资源的深化利用具有重要意义[5]。
黑龙江某铜矿中可回收铜主要赋存于黄铜矿、辉铜矿和少量的铜蓝和蓝辉铜矿等含铜硫化物矿物中，本文针对其进行选矿试验研究，以期实现其高效回收。
1 矿石性质
铜为矿石中主要有价可回收元素，其含量为0.77%。该矿石为有轻度氧化的硫化矿矿石，矿石中的铜主要在铜的硫化物矿物中，其中原生硫化铜0.45%，占总铜的60.57%;次生硫化铜0.27%，占总铜的36.34%;自由氧化铜和结合铜含量较少。矿石中可回收铜主要存于黄铜矿、辉铜矿和少量的铜蓝和蓝辉铜矿等含铜硫化物矿物中，矿物含量约为1.72%，此外，矿石中还含有黄铁矿、褐铁矿等金属矿物，主要脉石矿物有石英、白云母、伊利石、绿泥石、方解石等。
表1 矿样主要化学成分分析结果
Table 1 Multi-element chemical analysis results of sample
表2 矿样铜物相分析结果
Table 2 Analysis result of copper phase
表3 矿样主要矿物组成及相对含量分析结果
Table 3 Mineral component and content analysis results of sample
2 试验研究
2.1 磨矿细度试验
在CaO用量为1500g/t，捕收剂BKZ用量为40g/t的条件下，考察了磨矿细度对铜粗选的影响，试验结果见图1。试验结果表明，随磨矿细度的提高，Cu粗选品位和回收率均呈现先升高后降低的趋势，说明该矿样铜矿物嵌布粒度相对较粗，磨矿细度过细一方面浮选过程中机械夹杂等原因会降低粗精矿品位，另一方面会使磨矿成本上升，综合考虑，在-0.074mm含量65%的较粗磨矿细度下考察其他因素的影响。
图1 磨矿细度对铜浮选效果的影响
Fig. 1 The effect of grinding fineness on copper flotation
2.2 CaO用量试验
试验考察了调整剂CaO对铜浮选效果的影响，试验中捕收剂BKZ用量为40g/t，试验结果见图2。从图2可知，添加适量CaO有利于铜粗精矿品位的提高，随CaO用量的升高，粗精矿品位先升高后降低，回收率基本不变，1500g/t 为CaO的适宜用量。
图2 CaO用量对铜浮选效果的影响
Fig. 2 The effect of CaO dosage on copper flotation
2.3 捕收剂种类试验
在CaO用量为1500g/t的条件下对比了新型捕收剂BKZ、脂105、Z200、乙黄药、丁黄药等不同捕收剂的作用效果，试验结果见图3。从图3可以看出，相对试验选用的其它药剂，新型捕收剂BKZ兼有选择性较好与捕收能力较强的优点，适宜作为该矿样铜浮选捕收剂。
图3 捕收剂种类对铜浮选效果的影响
Fig. 3 The effect of collector type on copper flotation
2.4 捕收剂用量试验
为考察捕收剂BKZ的适宜用量，进行了捕收剂用量试验，试验中CaO用量为1500g/t，试验结果见图4。图4的结果表明，捕收剂BKZ用量对铜浮选效果具有显著影响。随捕收剂用量的增加，Cu回收率逐渐升高，但粗精矿品位逐渐降低，综合考虑，40g/t为适宜的粗选捕收剂用量。
图4 捕收剂BKZ用量对铜浮选效果的影响
Fig. 4 The effect of BKZ dosage on copper flotation
2.5 再磨细度试验
为加强铜粗精矿中铜矿物的单体解离度，提高铜精矿中Cu的品位，对粗精矿进行再磨后精选试验，试验采用两次精选，两次精选分别添加200g/t与500g/t的CaO作为调整剂，试验结果见图5。试验结果表明，再磨有利于铜精矿品位的提高，但作业回收率有所降低，且铜粗精矿不经再磨，即可获得较高的铜精矿品位，因此该矿样粗选后可不经再磨，直接进行精选。
图5 再磨细度对铜精选效果的影响
Fig. 5 The effect of regrinding fineness on copper cleaner flotation
2.6 闭路试验
根据条件试验的结果，采用图6的流程进行了闭路试验，试验结果见表4。可见，在-0.074mm含量为65%的磨矿细度下，采用CaO为pH调整剂，BKZ为捕收剂，可以从对于Cu含量为0.77%的原矿，得到Cu品位23.86%的精矿，回收率为95.24%。
图6 铜浮选闭路试验
Fig. 6 Flowsheet of closed-circuit test for copper flotation
表4 铜浮选闭路试验结果
Table 4 Results of closed-circuit test for copper flotation
3 结论
1)该矿石为有轻度氧化的硫化矿矿石，矿石中可回收铜主要存于黄铜矿、辉铜矿和少量的铜蓝和蓝辉铜矿等含铜硫化物矿物中，实现上述多种铜矿物的强化捕收是该矿样高效利用的关键。
2) 捕收剂BKZ兼有选择性好，捕收能力强的特点，适于作为该类型矿石中Cu浮选回收捕收剂。
3) 在适宜的磨矿细度与药剂制度下，可以从对于Cu含量为0.77%的原矿，得到Cu品位23.86%的精矿，回收率为95.24%。
参考文献
[1] 赵福刚. 铜矿的选矿技术进展[J] .铜业工程，2006，4：13~18
[2] 曹惠昌. 我国铜矿石选矿技术研究新进展[J] .有色矿冶，2011，27(6)：27~28
[3] 张苺. 我国铜资源及开发[J] .中国有色金属，2008，43(23)：52~53
[4] Ken Salazar，Marcia K Mcnutt. Mineral commodity summaries. U.S. Geological Survey，2010
[5] 彭会清，徐林，李禄宏等. 某难选硫化铜矿石选矿工艺流程研究[J] .矿业研究与开发，2006，(4)： 36～38.
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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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