中国铜矿资源虽居全球前10位，但矿石的贫、细、杂是铜矿的主要特点，铜矿资源仍是国内短缺的矿种。新疆是开发铜矿较早的地区之一，通过对新疆某硫化铜矿进行选矿条件试验和小型闭路试验，得到了较好的浮选工艺技术指标，为其他选矿厂提供了经验借鉴。
1 矿石性质
新疆某硫化铜矿矿物组成较简单，主要金属硫化矿物为黄铁矿、黄铜矿，其次有少量的碲铋矿、闪锌矿、方铅矿等；非金属矿物主要为石英，其次是绢云母、绿泥石等；贵金属矿物为自然金，银赋存于含银的碲铋硫化物中[1]。对原矿进行化学多元素分析，其结果见表1。
表1 原矿化学多元素分析结果
|
成分 |
Cu |
Pb |
Zn |
S |
TFe |
TC |
Co |
Mn |
Ni |
Mo |
|
含量 |
1.29 |
0.03 |
0.028 |
7.79 |
8.92 |
0.32 |
0.007 |
0.049 |
0.005 |
0.0079 |
|
成分 |
CaO |
MgO |
Na2O |
K2O |
Al2O3 |
SiO2 |
TiO2 |
Sb |
W |
烧减 |
|
含量 |
0.486 |
1.44 |
0.205 |
3.46 |
9.79 |
61.34 |
0.39 |
0.015 |
0.011 |
7.31 |
|
成分 |
Bi* |
Au* |
As |
Sn* |
Ag* |
Ba |
P2O5 |
|||
|
含量 |
10.06 |
0.10 |
0.043 |
1.14 |
3.52 |
0.024 |
0.087 |
注：带“*”者单位为g/t。
由表1分析结果可知，矿石中有用元素为Cu，品位为1.29%，有害元素As含量为0.043%，对选矿影响不大，Au含量为0.1g/t，Ag含量为3.52g/t、S含量为7.79%，其中Ag、S已达综合回收品位，可以考虑综合回收。
同时，我们又做了铜物相分析，结果见表2。
表2 铜物相分析结果
|
相 别 |
氧化物 |
硫化物 |
结合相 |
相和 |
|
含量（%） |
0.010 |
1.19 |
0.0073 |
1.2073 |
|
分布率（%） |
0.83 |
98.57 |
0.60 |
100.00 |
从表中可知，该矿石中铜主要以硫化物存在，分布率高达98.57%，以氧化物和结合相存在的量很少，因此该矿石中铜的选矿主要是选别硫化铜，属易选矿石。
2 选矿试验
试验采取的矿样为2个矿点的5个点样，把来样粒度全部破碎至-2mm后进行试验。根据矿石性质分析可知，该矿石回收的有价元素为铜、硫，可以通过浮选进行回收，考虑采用铜硫混合—分离浮选工艺流程。在该实验中我们做了调整剂种类及用量试验、捕收剂种类及用量试验、石灰用量试验、磨矿细度试验以及闭路试验，试验结果良好，为回收铜、硫元素提供了很好的工艺，达到了预期的指标。
2.1调整剂种类试验
在磨矿细度-0.074mm占65%的情况下，进行了六偏磷酸钠、氟硅酸钠、水玻璃3种调整剂（用量均为1000 g／t）的对比试验[2]，调整剂种类试验流程见图1，试验结果见表3。
图1 调整剂种类试验流程
表3 调整剂种类对比试验结果
|
调整剂种类 |
产品名称 |
Cu品位/% |
产率/% |
回收率/% |
|
六偏磷酸钠
|
粗精矿 |
6.55 |
16.4 |
84.68 |
|
中矿 |
1.74 |
5.8 |
7.96 | |
|
0.12 |
77.8 |
7.36 | ||
|
原矿 |
1.27 |
100.00 |
100.00 | |
|
氟硅酸钠
|
粗精矿 |
3.31 |
36.60 |
97.36 |
|
中矿 |
0.33 |
3.40 |
0.90 | |
|
尾矿 |
0.036 |
60.00 |
1.74 | |
|
原矿 |
1.24 |
100.00 |
100.00 | |
|
水玻璃
|
粗精矿 |
4.78 |
25.85 |
94.58 |
|
中矿 |
0.87 |
2.00 |
1.33 | |
|
尾矿 |
0.074 |
72.15 |
4.09 | |
|
原矿 |
1.31 |
100.00 |
100.00 |
由表3试验结果可知，铜品位在加入调整剂六偏磷酸钠时，品位为6.55，高于加入氟硅酸钠和水玻璃，但是其产率和回收率过低，而采用氟硅酸钠作为调整剂时的产率和回收率与采用水玻璃作为调整剂时的相当，但是铜品位过低，因此从粗精矿回收率、铜品位和药剂用量综合考虑，采用水玻璃最为适宜。
2.2 水玻璃用量试验
进行水玻璃为0、350 、700 g／t的用量试验。水玻璃用量试验流程见图2，试验结果见表4。
图2 水玻璃用量试验流程
表4 水玻璃用量试验结果
|
水玻璃用量/（g/t） |
产品名称 |
Cu品位/% |
S品位/% |
Cu回收率/% |
S回收率/% |
|
0 |
粗精矿 |
3.45 |
19.97 |
95.95 |
85.80 |
|
中矿 |
0.49 |
9.12 |
1.65 |
4.74 | |
|
尾矿 |
0.049 |
1.25 |
2.40 |
9.46 | |
|
原矿 |
1.25 |
8.08 |
100.00 |
100.00 | |
|
350 |
粗精矿 |
4.32 |
23.21 |
91.33 |
81.61 |
|
中矿 |
1.58 |
10.08 |
3.35 |
3.55 | |
|
尾矿 |
0.099 |
1.66 |
5.32 |
14.84 | |
|
原矿 |
1.29 |
7.81 |
100.00 |
100.00 | |
|
700 |
粗精矿 |
4.07 |
26.71 |
80.93 |
85.87 |
|
中矿 |
3.60 |
7.10 |
7.28 |
2.32 | |
|
尾矿 |
0.20 |
1.24 |
11.79 |
11.81 | |
|
原矿 |
1.24 |
7.65 |
100.00 |
100.00 |
由表4试验结果可知，采用350g／t时，铜的品位为4.32，硫的品位为23.21，回收率铜为91.33%，硫为81.61，是三个对比试验里最为理想的结果。因此选择水玻璃用量为350 g／t较为适宜。
2.3 捕收剂种类试验
在磨矿细度为-0.074mm占65%的情况下，进行4个方案的捕收剂对比试验[3]，分别为：
①粗选：丁铵黑药50+20 g／t ，2#油20+8 g／t；扫选：丁铵黑药10 g／t ，2#油4 g／t；②粗选：丁黄药80+60 g／t ，2#油20+12 g／t；扫选：丁黄药30 g／t ，2#油8 g／t；③粗选：乙黄药80+60 g／t ，2#油20+12 g／t；扫选：乙黄药30 g／t ，2#油8 g／t；④粗选：Z-200 30+20 g／t ，2#油12+8 g／t；扫选：Z-200 8 g／t ，2#油4 g／t。
捕收剂种类试验试验流程见图3，实验结果见表5。
图3 捕收剂种类试验流程
表5捕收剂种类试验结果
|
捕收剂 |
产品名称 |
产率/% |
Cu品位/% |
回收率/% | |
|
种类 |
用量/（g/t） | ||||
|
粗选： 丁铵黑药 2#油 扫选： 丁铵黑药 2#油 |
50+20 20+8 10 4 |
铜精矿 |
2.70 |
24.10 |
50.53 |
|
中矿5 |
2.35 |
7.23 |
13.19 | ||
|
中矿4 |
3.50 |
2.83 |
7.69 | ||
|
中矿3 |
5.35 |
2.18 |
9.06 | ||
|
中矿2 |
10.40 |
0.74 |
5.98 | ||
|
中矿1 |
5.65 |
1.86 |
8.16 | ||
|
尾矿 |
70.05 |
0.099 |
5.39 | ||
|
原矿 |
100.00 |
1.29 |
100.00 | ||
|
粗选： 丁黄药 2#油 扫选： 丁黄药 2#油 |
80+60 20+12 30 8 |
铜精矿 |
5.62 |
17.75 |
77.42 |
|
中矿5 |
3.55 |
1.60 |
4.41 | ||
|
中矿4 |
3.00 |
1.43 |
3.33 | ||
|
中矿3 |
5.50 |
0.62 |
2.65 | ||
|
中矿2 |
4.46 |
0.76 |
2.63 | ||
|
中矿1 |
2.70 |
1.89 |
3.96 | ||
|
尾矿 |
75.17 |
0.096 |
5.60 | ||
|
原矿 |
100.00 |
1.29 |
100.00 | ||
|
粗选： 乙黄药 2#油 扫选： 乙黄药 2#油 |
80+60 20+12 30 8 |
铜精矿 |
2.90 |
25.52 |
59.57 |
|
中矿5 |
3.00 |
4.68 |
11.30 | ||
|
中矿4 |
5.90 |
0.58 |
2.75 | ||
|
中矿3 |
4.90 |
1.24 |
4.89 | ||
|
中矿2 |
4.82 |
0.77 |
2.99 | ||
|
中矿1 |
2.80 |
4.42 |
9.96 | ||
|
尾矿 |
75.68 |
0.14 |
8.54 | ||
|
原矿 |
100.00 |
1.24 |
100.00 | ||
|
粗选： Z-200 2#油 扫选： Z-200 2#油 |
30+20 12+18 8 4 |
铜精矿 |
2.25 |
26.87 |
47.57 |
|
中矿5 |
2.63 |
8.85 |
18.31 | ||
|
中矿4 |
4.00 |
2.61 |
8.21 | ||
|
中矿3 |
3.97 |
1.71 |
5.34 | ||
|
中矿2 |
4.10 |
0.89 |
2.87 | ||
|
中矿1 |
3.57 |
3.85 |
10.82 | ||
|
尾矿 |
79.48 |
0.11 |
6.88 | ||
|
原矿 |
100.00 |
1.27 |
100.00 | ||
由表5试验结果可知，在铜回收率相当的情况下，Z-200能得到较高的铜精矿品位为26.87，因而选择Z-200作为浮铜的捕收剂。
2.4 Z-200用量与分段加药试验
Z-200的用量及加药方法分别采用：①25+15 g／t；②30+20 g／t ；③35+25 g／t；④40+30 g／t进行试验。Z-200用量试验流程见图4，试验结果见表6。
图4 Z-200用量试验流程
表6 Z-200用量试验结果
|
Z-200用量/（g/t） |
产品 名称 |
产率（%） |
Cu品位（%） |
回收率（%） |
|
25+15 |
粗精矿 |
13.40 |
7.25 |
72.09 |
|
中矿 |
5.50 |
4.92 |
20.09 | |
|
尾矿 |
81.10 |
0.13 |
7.82 | |
|
原矿 |
100.00 |
1.35 |
100.00 | |
|
30+20 |
粗精矿 |
15.30 |
6.48 |
74.71 |
|
中矿 |
4.05 |
5.30 |
16.17 | |
|
尾矿 |
80.65 |
0.15 |
9.12 | |
|
原矿 |
100.00 |
1.33 |
100.00 | |
|
35+25 |
粗精矿 |
16.95 |
6.17 |
82.30 |
|
中矿 |
3.57 |
3.85 |
10.82 | |
|
尾矿 |
79.48 |
0.11 |
6.88 | |
|
原矿 |
100.00 |
1.27 |
100.00 | |
|
40+30 |
粗精矿 |
15.15 |
6.59 |
80.22 |
|
中矿 |
3.45 |
4.54 |
12.59 | |
|
尾矿 |
81.40 |
0.11 |
7.19 | |
|
原矿 |
100.00 |
1.24 |
100.00 |
由表6试验结果可知，随着Z-200用量增加，回收率有所提高，尾矿损失有所降低，当用量大于35+25 g/t，回收率基本稳定，都在80%以上；同时可以看出，分段加药铜在粗精矿中明显富集，因此选择Z-200用量为35+25 g／t较为适宜。
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