第３１卷第４期 ２０１１年Ｏ８月 矿 冶 工 程 ＭＩＮ＇ＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ＿３１ Ｎｏ４ Ａｕｇｕｓｔ ２０１１
某复杂铜硫矿低碱度铜硫分离的工艺研究①
李晓波 ，夏国进 ，余夏静 ，邱廷省
（１．江西理工大学，江西赣州３４１０００；２．贵州紫金矿业股份有限公司，贵州贞丰５６２２００）
摘要：安徽某复杂铜硫铁矿原矿含Ｃｕ ０．３９％、Ｓ ３６．１９％，在低碱度条件下，采用ＢＫ一３０１与ＬＰ—Ｏ１（比例２：４）组合捕收剂，经过 优先浮铜、原浆无活化选硫的铜硫分离浮选工艺流程，可获得铜精矿含ｃｕ １８．４６％、回收率７２．１６％，硫精矿含Ｓ ４８．１４％、回收率 ９３．７２％的良好指标。 关键词：浮选；铜硫矿；铜硫分离；低碱度；优先浮铜；原浆选硫 中图分类号：ＴＤ９２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３—６０９９（２０１１）０４—００５９—０４
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｕ／Ｓ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｏｒｅ
ｉｎ Ｌｏｗ．ｂａｓｉｃｉｔｙ Ｐｕｌｐ
ＬＩ Ｘｉａｏ—ｂｏ ，ＸＩＡ Ｇｕｏ－ｊｉｎ ，ＹＵ Ｘｉａ－ｊｉｎｇ ，ＱＩＵ Ｔｉｎｇ—ｓｈｅｎｇ （１．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇａｎｚｈｏｕ ３４１０００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｚｉｆｉｎ Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｚｈｅｎｆｅｎｇ ５６２２００，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｃｏｐｐｅｒ—ｉｒｏｎ ｓｕｌｆｉｄｅ ｏｒｅ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ０．３９％ａｎｄ ３６．１９％，ｒｅｓｐｅｃ— ｔｉｖｅｌｙ ｉｎ Ａｎｈｕｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｕｎｄｅｒ ｌｏｗ ｂａｓｉｃｉｔｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｕｓｉｎｇ ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ ｏｆ ＢＫ一３０１ ａｎｄ ＬＰ一０ ｌ（ｒａｔｉｏ ２：４），ａｎｄ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ａ Ｃｕ／Ｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ａ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ａ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎａｃｔｉｖａｔｅｄ ｓｕｌｆｉｄｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓｌｕｒｒｙ，ａ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ ａ ｃｏｐｐｅｒ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ １８．４６％ａｎｄ ７２．１６％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ａ ｓｕｌｐｈｕｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ ａ ｓｕｌｆｕｒ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ４８．１４％ａｎｄ ９３．７２％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｔａｔｉｏｎ；ｃｏｐｐｅｒ ｓｕｌｆｉｄｅ ｏｒｅ；Ｃｕ／Ｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｌｏｗ ｂａｓｉｃｉｔｙ；ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ；ｓｕｌｆｕｒ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓｌｕｒｒｙ
黄铜矿、黄铁矿属典型的硫化矿矿物，通常将它们 的分离作业简称为铜硫分离。以石灰为代表的高碱工 艺是生产中用得最广泛的硫化矿浮选分离工艺¨Ｉ２ Ｊ。 石灰溶于水形成一种难溶性强碱，借以提高矿浆ｐＨ 值，形成高碱度矿浆环境抑制黄铁矿，实现铜硫分 离 Ｊ。此工艺已相当成熟，分离效果好，可以获得较 高的铜精矿品位和回收率，但由于在使用石灰的过程 中，矿浆ｐＨ值很高，大量的伴生贵金属被高碱抑制到 硫精矿中，不利于贵金属的综合回收，且在回收硫时需 要添加大量的活化剂 。因此，研究如何在低碱条 件下实现铜硫浮选分离，对提高矿产资源的综合利用具 有重要的意义。本文以安徽某铜矿山矿石为研究对象， 通过实验研究探索出了适合该矿石在低碱度下铜硫分 离以及原浆无活化剂选硫的药剂制度和工艺流程。
１ 矿石性质
试样化学多元素分析结果见表１。 ０．０８５ ２．３ｌ ２．３１ Ｏ．２０ ３．８５ ０．０４９ ０．０２３
１）单位为ｇ／ｔ。
试样中的金属矿物主要是黄铁矿、胶状黄铁矿、白
铁矿；铜矿物以黄铜矿占优势，其它铜矿物有银黝铜
矿、铜兰、方黄铜矿、辉铜矿等。其它金属矿物有磁铁
矿、赤铁矿、方铅矿、闪锌矿、硫锑铅矿、自然银。非金
属矿物有石英、菱铁锰矿、白云石、方解石、硬石膏、绢
云母、高岭石。试样的矿物组成见表２。
黄铁矿、胶状黄铁矿呈团块状、块状、细脉状、网脉
状、稠密浸染状。胶状黄铁矿重结晶脱水发生同心环
带龟裂纹，裂纹和环带间被脉石黄铜矿充填。黄铁矿
①收稿日期：２０１１－０３－１４ 基金项目：江西理工大学科研基金项目（ｊｘｘｊ１００３） 作者简介：李晓波（１９７９一），男，山西昔阳人，讲师，硕士，主要从事矿物加工研究。
６０ 矿冶工程 第３１卷
表２矿石矿物组成相对含量（质量分数）／％
黄铁矿白铁矿黄铜矿方黄铜矿银黝铜矿铜兰 自然银硫锑铅矿
与黄铜矿呈波纹状、齿状、不规则镶嵌；有的包裹０．０１
ｍｍ左右浑圆状黄铜矿和柱状硫锑铅矿（一０．１ ｍｍ）。
有的黄铁矿被黄铜矿包裹交代残留。微细粒的黄铁矿 呈线状排列，网状沿石英、碳酸盐矿物充填。地表矿中
细粒自形黄铁矿呈立方体被高岭石、绢云母集合体 包含。
黄铜矿呈不规则状、星散状，沿石英、碳酸盐矿物
等脉石、黄铁矿粒间裂隙充填。黄铜矿与黄铁矿、胶状 黄铁矿呈齿状、不规则状镶嵌，有的呈短束微粒脉状充
填于胶黄铁矿、黄铁矿裂纹中，有的呈微粒浑圆状包裹 于黄铁矿中，有的黄铜矿与脉石呈胶结物形式胶结黄
铁矿的砂状碎粒，有的呈团粒、团块状包裹黄铁矿和脉
石，有的沿磁铁矿粒间裂纹充填，呈不规则毗陵连生。 地表矿见乳滴状黄铜矿分布于闪锌矿中，黄铜矿被铜
蓝包围呈镶边，井下矿见黄铜矿包裹银黝铜矿，蓝辉铜
矿呈浸染状局部分布并与黄铜矿共同交代黄铁矿。
２低碱度铜硫分离试验研究
２．１ 铜粗选捕收剂种类试验 为实现低碱铜硫分离，对选铜捕收剂进行了广泛
的筛选，分别采用ＢＫ一３０１、ＭＡＣ一１０、ＬＰ一０１、ＰＡＣ、
黄原酸甲酸丁酯等选择性好的药剂进行对比试验。在 磨矿粒度为一０．０７４ ｍｍ粒级占７５％、ｐＨ＝９、捕收剂
用量为３５ ｇ／ｔ的固定条件下研究了捕收剂种类对试验 结果的影响，结果见表３。
表３原矿铜粗选捕收剂种类试验结果
ＰＡＣ 铜粗精矿 ２．６６ ９．９８ ６８．０７ 尾矿 ９７．３４ ０．１３ ３１．９３ 原矿 １００．００ ０．３９ １００．００ 从表３可看出，能获得铜回收率在７０％以上的捕
收剂为ＢＫ一３０１、ＭＡＣ一１０及ＬＰ一０１。使用ＢＫ一３０１ 作捕收剂，用量为３５ ｇ／ｔ时，回收率达到８３．８１％，但
铜粗精矿品位较低，不利于后续铜精选作业。使用
ＭＡＣ一１０时铜回收率略高于使用ＬＰ一０１，但ＭＡＣ一 １０较ＬＰ一０１贵得多，从降低药剂成本上考虑，选择
ＬＰ一０１作铜捕收剂最合适。ＬＰ—Ｏ１用量为３５ ｇ／ｔ时
铜粗选回收率仅为７５．１０％。为进一步提高铜回收 率，考虑选用选择性好、捕收能力适中的捕收剂与捕收
能力强的捕收剂组合使用以提高铜粗选回收率。
２．２铜粗选组合捕收剂的种类及配比试验 从单一捕收剂种类试验结果可见，可采用ＬＰ—Ｏ１
与ＰＡＣ组合或ＬＰ一０１与ＢＫ一３０１组合作为铜粗选捕 收剂，以提高铜回收率。铜粗选组合捕收剂的种类及
配比试验结果见表４。
表４原矿铜粗选组合捕收剂种类及配比试验结果
从表４可见，ＢＫ一３０１与ＬＰ一０１以２：４组合使用 效果较理想，且药剂成本较低，故后续试验均采用
ＢＫ一３０１与ＬＰ—Ｏｌ（比例２：４），总用量４２ ｇ／ｔ。 ２．３铜粗选ｐＨ值条件试验
矿浆碱度是硫化矿浮选的重要影响因素，正确掌
握与控制矿浆碱度对选矿指标起着决定性作用。因石 灰价廉易得，试验采用石灰来调节矿浆ｐＨ值，低碱介
质中优先浮选铜矿物。在磨矿粒度为一０．０７４ ｍｍ粒 级占７５％，ＢＫ一３０１与ＬＰ一０ｌ（比例２：４）总用量为４２
Ｖｔ的固定条件下研究了石灰用量对铜粗选的影响，结
果见图１。 从图１可以看出，石灰用量越大，铜粗精矿品位越
高，铜回收率略有降低。试验中发现，当石灰用量为 ５００ ｇ／ｔ时，铜粗选很难控制，充气量及矿浆液面对铜
的回收率影响很大；而当石灰用量超过１ ５００ ｇ／ｔ时，
后续选硫作业因硫受到抑制而无法上浮。故选定石灰 第４期 李晓波等：某复杂铜硫矿低碱度铜硫分离的工艺研究 ６ｌ
用量为１ ０００ ｇ／ｔ，此时矿浆ｐＨ值为９～１０，可实现原
浆选硫。
石灰用量／（ｇ・ 图１石灰用量对铜粗选的影响
２．４铜粗选磨矿粒度试验
从工艺矿物学研究可知，铜矿物与硫铁矿及脉石
矿物密切共生，嵌布粒度细而复杂，因此磨矿粒度试验 主要针对铜矿物进行。在ＣａＯ用量１ ０００ ｇ／ｔ，捕收剂
用量４２ ｇ／ｔ，起泡剂用量２０ ｇ／ｔ时，磨矿粒度试验结果 见图２。
图２磨矿粒度对铜粗选试验结果的影响
从图２可以看出，随着物料被磨细，铜品位降低而
铜回收率升高。结合现场实际，综合考虑铜的品位和
回收率，铜粗选时磨矿粒度以一０．０７４ ｍｍ粒级占 ８０％为宜。
２．５铜精选条件试验 铜粗精矿经过两次精选达到合格的铜精矿。
Ｎａ ＳＯ 、ＣａＯ均可有效提高铜精矿品位。在铜精Ｉ加
入ＣａＯ ２００ ｇ／ｔ，可使铜精矿铜品位在２５％以上。部分
试验结果见表５。
２．６硫粗选捕收剂用量条件试验
由于本方案优先浮铜采用低碱介质（ｐＨ＝９～
ｌ０），因此可实现不加任何活化剂原浆选硫。硫粗选
捕收剂选择捕收能力较强的丁基黄药，起泡剂２ 油用
量２８ ｇ／ｔ，捕收剂用量试验结果见图３。 表５铜粗精矿再精选条件试验结果
丁黄药用量／（ｇ・ｆｌ】 图３硫粗选时丁基黄药用量试验结果
从图３可见，丁基黄药用量越大，硫精矿回收率越 高，但品位有所下降，综合考虑丁基黄药用量以２００
ｇ／ｔ为宜。 ２．７闭路试验 在综合上述条件试验的基础上进行了实验室小型
闭路试验。为了尽可能的提高铜硫的回收率，在铜、硫 粗选作业后各加一次铜、硫扫选作业。闭路试验流程
见图４，试验结果见表６。
原矿 药剂单位：ｇ／ｔ
尾矿 图４原矿低碱优先浮铜－
原浆选硫闭路试验流程