紫金山某低品位含金铜矿石高压辊终粉磨—浮选试验研究*

李晓慢 马英强 朱加乾 吴维新 朱素娟

(福州大学紫金矿业学院)

·矿物加工工程·

紫金山某低品位含金铜矿石高压辊终粉磨—浮选试验研究*

李晓慢 马英强 朱加乾 吴维新 朱素娟

(福州大学紫金矿业学院)

紫金山某含金铜矿石主要有价元素为铜，其含量为0.29%，铜主要以硫化铜形式存在，分布率为80.26%。研究了高压辊终粉磨技术对该矿石浮选特性的影响，结果表明：原矿经高压辊终粉磨细至-74 μm占75%时，以CaO为抑制剂、丁铵黑药为捕收剂、2#油为起泡剂经1粗1精3扫浮选，可获得铜品位为18.46%、回收率为84.15%，金品位为4.91 g/t、回收率为76.06%的铜精矿。与采用常规碎磨工艺磨细至-74 μm占75%进行闭路浮选试验相比，采用高压辊终粉磨技术获得的铜精矿铜品位降低了0.33个百分点、铜回收率提高了5.61个百分点。高压辊终粉磨技术具有流程配置简单、生产成本低、能耗低等优点。

高压辊终粉磨 含金铜矿石 浮选 磨矿细度

高压辊磨机是基于层压粉碎理论而设计的一种新型高效节能粉碎设备，具有设备作业率高、适应能力强、工艺流程配置简单、土建投资省、能实现“多碎少磨”、“预选抛废”等特点[1-2]。目前，在金属矿选矿领域中，高压辊磨机在铁矿石加工方面应用最多[3-4]。而高压辊终粉磨是一种集高压辊粉磨和风力分级等技术于一体的现代干法粉磨新技术，该技术在一定程度上具有取代传统球磨磨矿技术，制备选别作业合格给料的潜力。与常规碎磨作业相比，高压辊终粉磨系统因省略了磨矿作业，避免了磨矿过程中产生的有害离子对浮选的影响，其选矿指标远远优于常规碎磨作业[5]。

紫金山铜矿第一选矿厂处理能力为8 000 t/d，现场采用传统碎磨—优先浮铜的选别工艺获得铜精矿产品。本研究在对紫金山过渡带低品位含金铜矿石进行性质分析的基础上，探索高压辊终粉磨技术对该矿石浮选特性的影响，并对高压辊终粉磨—浮选新工艺与传统碎磨—浮选工艺对此低品位含金铜矿石浮选指标的影响进行了对比。

1 原矿性质

试验矿样为紫金山过渡带含金铜矿石，可浮选回收的主要矿物有蓝辉铜矿、铜蓝、硫砷铜矿、辉铜矿和黄铁矿；其余的金属矿物含量都很低，无回收价值；主要的脉石矿物为石英、地开石和明矾石。

原矿化学多组分分析结果见表1，铜物相分析结果见表2，金物相分析结果见表3。

表1 原矿化学多组分分析结果 %

组分AuCuSPbAl2O3SiO2AgTFe含量0.120.294.020.0819.7070.667.402.23组分AsMgOCaONa2OK2OSnZn含量0.0780.010.120.0721.080.010.01

注：其中Au、Ag含量的单位为g/t。

表2 原矿铜物相分析结果 %

铜物相含量分布率自由氧化铜0.0248.45硫化铜0.22880.26结合氧化铜0.03211.29总铜0.284100.00

表3 原矿金物相分析结果 %

从表1可以看出：原矿中可回收的主要金属元素为铜，铜品位为0.29%，硫含量为4.02%，金品位为0.12g/t，属低品位含金铜矿石；SiO2含量为70.66%，主要脉石矿物应为硅酸盐类矿物。

由表2可知：原矿中80.26%的铜以硫化铜形式产出，这部分铜采用浮选法极易回收，但是11.29%的铜以结合氧化铜形式存在，单一浮选法难以有效回收。

由表3可知：原矿中金主要以单体金和连生金形式存在，其次是包裹在硫化物中金，其分布率分别为51.43%和34.29%，这两种形式的金易于浮选回收；14.28%的金被硅酸盐矿物等包裹，此类型金较难回收。

2 试验结果及讨论

2.1 试验样品制备

常规碎磨样品采用两段一闭路破碎—磨矿工艺制备，如图1所示；高压辊终粉磨样品采用CLM25/10半工业高压辊磨机与风力分级系统构成的闭路流程制备，如图2所示。

图1 常规碎磨工艺样品制备流程

图2 高压辊终粉磨工艺样品制备流程

2.2 高压辊终粉磨矿样浮选条件试验

控制高压辊终粉磨矿样细度为-74μm含量50%，按图3所示流程进行铜粗选条件试验。

图3 粗选条件试验流程

2.2.1 粗选丁铵黑药用量试验

丁铵黑药是浮选硫化铜矿物的良好捕收剂[5]，在CaO用量为800g/t条件下考察了丁铵黑药用量对高压辊终粉磨产品铜浮选指标的影响，试验结果如图4所示。

图4 粗选丁铵黑药用量试验结果

从图4可以看出，随着丁铵黑药用量的增加，粗精矿铜品位快速下降，而铜的回收率呈上升趋势；当丁铵黑药用量大于30g/t时，铜的回收率增幅下降。综合考虑，丁铵黑药的最佳用量为30g/t。

2.2.2 粗选CaO用量试验

CaO是硫化矿浮选常用的廉价调整剂[5]，在丁铵黑药用量为30g/t条件下考察了CaO用量对高压辊终粉磨矿样浮选指标的影响，试验结果如图5所示。

图5 粗选CaO用量试验结果

从图5可以看出，当CaO用量从800 g/t增加到1 200 g/t时，粗精矿铜的品位从3.18%增加到4.98%，而铜的回收率变化不大；继续增加CaO的用量，粗精矿铜品位急剧下降。综合考虑，确定CaO最佳用量为1 200 g/t，此时获得的粗精矿铜品位为4.98%、回收率为79.67%。

2.2.3 精选CaO用量试验

对粗选最佳试验条件获得的粗精矿，采用图6流程，在水玻璃(模数为2.5)用量为200 g/t条件下，进行精选CaO用量试验，结果如图7所示。

图6 精选条件试验流程

图7 精选CaO用量试验结果

从图7可知：当CaO用量从0 g/t增加到 100 g/t时，铜精矿铜品位从18.74%增加到21.18%，回收率从71.15%下降到67.87%；当CaO用量从100 g/t增加到300 g/t时，铜精矿铜品位从21.18%增加到22.50%，回收率从67.87%下降到43.36%；继续增加CaO用量，虽然铜回收率有上升趋势，但铜品位开始下降。综合考虑，确定精选CaO用量为100 g/t。

2.2.4 精选水玻璃用量试验

水玻璃用量试验的CaO用量为100 g/t，试验结果如图8所示。

图8 精选水玻璃用量试验结果

由图8可知：随着水玻璃用量的增加，铜精矿铜回收率呈不断下降的趋势，而品位呈不断上升的趋势。当水玻璃的用量从0 g/t增加到400 g/t时，铜精矿铜品位从15.5%增加到19.45%，而回收率从71.50%下降到70.01%；继续增加水玻璃的用量到600 g/t，铜精矿铜品位增加到23.05%，而回收率下降到67.20%。综合考虑，确定精选水玻璃用量为400 g/t。

2.3 高压辊终粉磨开路流程试验

在条件试验的基础上，对高压辊闭路磨细至 -74 μm含量为50%，75%的产品，按图9所示流程分别进行开路流程试验，结果见表4。

由表4可以看出，当高压辊终粉磨产品-74 μm粒级含量占50%时，经开路浮选试验，可以获得铜品位为19.29%、回收率为70.74%的铜精矿，尾矿中铜回收率为14.11%；当高压辊终粉磨产品 -74 μm粒级含量占75%时，开路浮选试验获得的铜精矿铜品位为20.46%、回收率为56.63%，尾矿中铜回收率为14.62%。两组指标对比可得，高压辊终粉磨产品 -74 μm含量为50%时的铜精矿铜回收率较75%时提高了14.11个百分点，铜品位降低了1.17个百分点。高压辊终粉磨产品-74 μm含量为50%时的开路浮选综合指标要优于高压辊终粉磨产品-74μm含量为75%时的指标。

图9 高压辊终粉磨产品开路试验流程

表4 高压辊终粉磨产品开路试验结果 %

2.4 高压辊终粉磨闭路流程试验

高压辊终粉磨产品-74μm含量为50%和75%时的闭路试验流程如图10所示，试验结果如表5所示。

图10 高压辊终粉磨产品闭路试验流程

由表5可知，当高压辊终粉磨产品-74μm含量占50%时，经过1粗1精3扫闭路浮选可获得铜品位为18.23%、铜回收率为84.53%，金品位为4.88g/t、金回收率为76.70%的含金铜精矿；当高压辊终粉磨产品-74μm含量占75%时，经过1粗1精3扫闭路浮选可获得铜品位为18.46%、铜回收率为84.15%，金品位为4.91g/t、金回收率为76.06%的含金铜精矿。当高压辊终粉磨产品细度-74μm含量由50%增加到75%时，对铜闭路浮选指标影响不大。

表5 高压辊终粉磨产品闭路试验结果 %

给矿细度(-74μm)产品产率品位CuAu回收率CuAu50精矿1.3318.234.8884.5376.70尾矿98.670.050.0215.4723.30原矿100.000.290.08100.00100.0075精矿1.2818.464.9184.1576.06尾矿98.720.050.0215.8523.94原矿100.000.280.08100.00100.00

注：其中Au品位的单位为g/t。

2.5 高压辊终粉磨产品与常规碎磨产品闭路浮选指标对比

采用常规碎磨流程获得磨矿细度为-74μm占75%的产品，按照图10所示浮选流程与药剂制度对其进行浮选闭路试验，结果如表6所示。

表6 常规碎磨产品浮选闭路试验结果 %

产品产率品位CuAu回收率CuAu精矿1.4318.564.0078.9275.93尾矿98.570.080.0221.0824.07原矿100.000.340.08100.00100.00

注：其中Au品位的单位为g/t。

从表6可以看出：与常规碎磨流程相比，高压辊终粉磨产品-74μm占75%时，闭路浮选精矿铜品位降低了0.10个百分点，铜回收率提高了5.23个百分点。与传统碎磨工艺相比，采用高压辊终粉磨工艺可以获得更好的浮选指标。

3 结 论

(1)紫金山某过渡带含金铜矿石铜品位为0.29%、金品位为0.12g/t，主要金属矿物为蓝辉铜矿、铜蓝、硫砷铜矿、辉铜矿和黄铁矿；脉石矿物主要为石英、地开石和明矾石。

(2)对-74μm占75%的高压辊终粉磨矿样，采用丁铵黑药为捕收剂、CaO为抑制剂、水玻璃为分散剂、2#油为起泡剂，经1粗1精3扫闭路浮选试验，获得了铜品位为18.46%、回收率为84.15%，金品位为4.91g/t、回收率为76.06%的含金铜精矿。

(3)高压辊终粉磨样品细度为-74μm占75%时的闭路浮选指标与常规碎磨产品细度为-74μm占75%时的闭路浮选指标相比，铜精矿铜品位相差不多，铜回收率提高了5.23个百分点。

(4)高压辊终粉磨系统较常规碎磨系统工艺流程配置简单，指标优良，有节能降耗效果，因此运用于该低品位含金铜矿石处理有一定优势和指导意义。

[1] 马斌杰，游 维，崔长志．高压辊磨机在铁矿石超细碎中的应用前景[J]．矿山机械，2007,35(7):39-40.

[2] 罗主平，刘建华．高压辊磨机在我国金属矿山的应用与前景展望(一)[J]．现代矿业，2009(2):33-37.

[3] 刘建远，黄瑛彩.高压辊磨机在矿物加工领域的应用[J]．金属矿山，2010(6)：1-8.

[4] 张建文，肖守孝，石 立，等.高压辊磨机在矿物加工工程中的应用进展[J].矿冶工程，2012，(32)：199-203.

[5] 张千新，印万忠，孙大勇，等.武平铜银矿石高压辊碎磨—分选技术研究[J].矿山机械，2013,41(10):84-89.

[6] 魏德洲. 固体物料分选学[M].北京：冶金工业出版社，2009.

Experimental Study on Final High Pressure Grinding Rolls and Flotation of Low Grade Copper Ore Containing Gold From Zijinshan

Li Xiaoman Ma Yingqiang Zhu Jiaqian Wu Weixin Zhu Sujuan

(College of Zijin Mining, Fuzhou University)

Main valuable elements of a copper ore containing gold in Zijinshan is copper, with contents of 0.29%. Copper mainly exists in form of copper sulfide, with distribution rate of 80.26%. Effects of flotation final high pressure grinding rolls technology on the flotation characteristics of the ore were investigated. The results indicated that: products at fineness of 75% passing 74 μm by final high pressure grinding rolls, and then using CaO as inhibitor, ammonium dibutyl dithiophosphate as collector, 2#oil as frother in copper flotation, through one roughing-one cleaning-three scavenging flotation process, copper concentrate with copper grade of 18.46% and recovery of 84.15%, gold grade of 4.91 g/t and recovery of 76.06% is obtained. Compared with grinding at 75% passing 74 μm by conventional comminution process, and then endure closed circuit flotation process, copper grade decreased by 0.33 percentage points, copper recovery increased by 5.61 percentage points. Final high pressure grinding rolls technology has advantages of simple process configuration, low production cost, low energy consumption etc.

Final high pressure grinding rolls, Copper ores containing gold, Flotation, Grinding fineness

国家自然科学基金资助项目(编号：51374079);福建省自然科学基金项目(编号：2015J05101);福建省大学生创新创业训练计划项目(编号：201410386081);福州大学科技发展基金项目(编号：2014-XQ-41)，福州大学科研启动基金项目(编号：510057)。

2015-05-18)

李晓慢(1992—)，女，350116 福建省福州市。