刚果（金）某氧化铜矿絮凝沉降试验研究

邵腾飞，赵声贵，梁新星，李贺，李相良

（北方矿业有限责任公司，北京 100053）

刚果（金）矿产资源丰富，盛产有色金属和稀有金属，矿业是其重要的经济支柱。当地地下埋藏着品位较高的氧化铜钴矿，其钴生产能力占世界生产总量的一半以上［1～4］。随着国内铜钴资源的需求量越来越大，大批中资企业赴刚果（金）进行铜钴资源的开发与加工［5～7］。现以刚果（金）某氧化铜原矿及浸出后矿浆为研究对象，开展絮凝沉降条件试验，为后续矿山开发的建设运营提供设计依据和生产指导。

1 试验原料

原矿样品取自刚果（金）上加丹加省某氧化铜矿，矿样主要化学元素分析结果见表1。将该氧化铜矿在以下综合试验优化条件下进行搅拌浸出：矿石磨至－0.150 mm占80%，初始矿浆浓度25%，酸耗量203 kg／t矿，常温反应时间4 h。所得浸出液和浸出渣成分分析结果见表2。

表1 原矿主要化学元素分析结果

表2 浸出液和浸出渣成分分析结果

2 试验结果与分析

2.1 原矿自然沉降试验

将原矿矿样磨至－0.150 mm粒度占80%左右，分别在6%、8%和10%三种矿浆浓度下考察其自然沉降情况。试验结果如图1所示。

图1 不同浓度下磨矿矿浆自然沉降界面高度变化

从试验结果可以看出，磨矿矿浆自然沉降速度随矿浆浓度的提高而下降；在6%、8%和10%三种浓度下，计算沉降速度最快仅1.25 m／h，表示自然沉降速度较慢；自然沉降后上清液呈现混浊状。

2.2 原矿絮凝沉降试验

通过原矿矿浆絮凝沉降试验对市场常见的八种絮凝剂进行筛选：625V、645V、665S、DCN－4、CN－1、N－4、CN－5和6003S。经多轮筛选，选定沉降速度更快、底流浓度及上清液清澈度更高的625V絮凝剂进行絮凝剂用量、絮凝剂浓度和矿浆浓度等条件试验。

2.2.1 絮凝剂用量试验

采用625V絮凝剂，絮凝剂浓度0.1%、矿浆浓度10%，在以上条件下考察絮凝剂用量在10 g／t、15 g／t、20 g／t时磨矿矿浆絮凝沉降效果。试验结果如图2所示。

图2 不同絮凝剂用量下磨矿矿浆絮凝沉降界面高度变化

从试验结果可以看出，在10～20 g／t范围内，磨矿矿浆絮凝沉降速度均较快，絮凝剂用量影响不大。经30 min沉降，当絮凝剂用量为15 g／t时，底流浓度达到最高值51%，计算最大絮凝沉降速度为25.34 m／h。推荐絮凝剂用量为15 g／t。

2.2.2 絮凝剂浓度试验

采用625V絮凝剂，用量15 g／t、矿浆浓度10%，在以上条件下考察絮凝剂浓度在0.05%、0.1%时磨矿矿浆絮凝沉降效果。试验结果如图3所示。

图3 不同絮凝剂浓度下磨矿矿浆絮凝沉降界面高度变化

从试验结果可以看出，絮凝剂浓度为0.1%时，磨矿矿浆絮凝沉降速度稍快，但相差不大。经30 min沉降，当絮凝剂浓度为0.05%和0.1%时，底流浓度均可达51%以上。推荐絮凝剂浓度为0.05%～0.1%。

2.2.3 矿浆浓度试验

采用625V絮凝剂，用量15 g／t，絮凝剂浓度0.1%，在以上条件下考察矿浆浓度在8%、10%、12%、14%时磨矿矿浆絮凝沉降效果。试验结果如图4所示。

图4 不同矿浆浓度下磨矿矿浆絮凝沉降界面高度变化

从试验结果可以看出，磨矿矿浆絮凝沉降速度随矿浆浓度的提高而下降；在8%、10%、12%和14%四种浓度下，计算沉降速度分别为：40.32 m／h、25.34 m／h、20.16 m／h和15.84 m／h，沉降速度均较快。经30 min沉降，当矿浆浓度为10%时，底流浓度达到最高值51%。推荐沉降矿浆浓度为10%。

综合以上条件试验结果，采用625V絮凝剂，在絮凝剂用量15 g／t、絮凝剂浓度0.1%、矿浆浓度10%条件下，计算最大絮凝沉降速度为16 m／h左右，经30 min沉降，底流浓度可达到51%以上。

2.3 浸出矿浆絮凝沉降试验

通过浸出矿浆絮凝沉降试验对市场常见的八种絮凝剂进行筛选：625V、645V、665S、DCN－4、CN－1、N－4、CN－5和6003S。经多轮筛选，选定沉降速度更快、底流浓度及上清液清澈度更高的625V絮凝剂进行絮凝剂用量、絮凝剂浓度和矿浆浓度等条件试验。

2.3.1 浸出矿浆絮凝剂用量试验

采用625V絮凝剂，絮凝剂浓度0.1%、矿浆浓度10%，在以上条件下考察絮凝剂用量在10 g／t、15 g／t、20 g／t、25 g／t、30 g／t时浸出矿浆絮凝沉降效果。试验结果如图5所示。

图5 不同絮凝剂用量下浸出矿浆絮凝沉降界面高度变化

从试验结果可以看出，在10～30 g／t范围内，浸出矿浆絮凝沉降速度无明显差别，絮凝剂用量影响不大。经30 min沉降，当絮凝剂用量为10 g／t和15 g／t时，底流浓度可达36%，但上清液略显混浊；当絮凝剂用量为25 g／t时，底流浓度可达35.7%。综合考虑推荐絮凝剂用量为25 g／t。

2.3.2 浸出矿浆絮凝剂浓度试验

采用625V絮凝剂，用量25 g／t、矿浆浓度10%，在以上条件下考察絮凝剂浓度在0.05%、0.1%时浸出矿浆絮凝沉降效果。试验结果如图6所示。

图6 不同絮凝剂浓度下浸出矿浆絮凝沉降界面高度变化

从试验结果可以看出，絮凝剂浓度为0.05%和0.1%时浸出矿浆沉降速度相差不大。经30 min沉降，当絮凝剂浓度为0.05%和0.1%时，底流浓度均可达35%以上。推荐絮凝剂浓度为0.05%～0.1%。

2.3.3 浸出矿浆矿浆浓度试验

采用625V絮凝剂，用量25 g／t、絮凝剂浓度0.1%，在以上条件下考察矿浆浓度在8%、10%、12%、14%时浸出矿浆絮凝沉降效果。试验结果如图7所示。

图7 不同矿浆浓度下浸出矿浆絮凝沉降界面高度曲线

从试验结果可以看出，浸出矿浆絮凝沉降速度随矿浆浓度的提高而下降。经30 min沉降，当矿浆浓度为10%时，底流浓度达到最高值35.7%。推荐沉降矿浆浓度为10%。

综合以上条件试验结果，采用625V絮凝剂，在絮凝剂用量25 g／t、絮凝剂浓度0.1%、矿浆浓度10%条件下，计算最大絮凝沉降速度为5 m／h左右，经30 min沉降，底流浓度可达到35%以上。

3 结 论

1.原矿磨至－0.150 mm粒度占80%时，自然沉降速度较慢，且沉降后上清液呈现混浊状。

2.采用625V絮凝剂对原矿磨矿矿浆进行絮凝沉降，在絮凝剂用量15g／t、絮凝剂浓度0.1%、矿浆浓度10%、沉降时间30 min条件下，最大絮凝沉降速度可达16 m／h，底流浓度可达到51%以上，絮凝沉降效果较好。

3.原矿矿石在磨至－0.150 mm占80%、初始矿浆浓度25%、酸耗量203 kg／t矿，常温搅拌浸出反应4 h，所得浸出矿浆在625V絮凝剂用量25 g／t、絮凝剂浓度0.1%、矿浆浓度10%、沉降时间30 min条件下，最大絮凝沉降速度可达5 m／h，底流浓度可达到35%以上。