國外某銅鈷尾礦綜合回收銅鈷試驗研究

喻福濤 王洪杰 劉 杰 張稱心 李 勇 蒙文飛 周寬達

（華剛礦業(yè)股份有限公司）

銅是人類最早發(fā)現(xiàn)和使用的金屬之一，因其優(yōu)異的物理化學性能而被廣泛應用于現(xiàn)代生產(chǎn)的各個領域，成為國計民生、國防建設以及高新技術領域不可或缺的基礎材料和戰(zhàn)略物資［1-9］。

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局2020年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，世界銅資源主要集中在智利、美國、中國、秘魯、贊比亞、俄羅斯、印度尼西亞、波蘭、墨西哥、澳大利亞和加拿大等國。隨著現(xiàn)代社會科技和經(jīng)濟的發(fā)展，銅作為重要的有色金屬，資源需求量日益增加［10］。受突如其來的COVID-19疫情影響，智利等地的銅資源建設項目放緩，部分銅生產(chǎn)企業(yè)先后減產(chǎn)甚至停產(chǎn)，導致銅價一直保持較高位，銅礦開發(fā)經(jīng)濟效益明顯。

受選礦技術限制，國外某陳年銅鈷礦尾礦銅品位為1%左右、鈷品位為0.08%左右，資源與經(jīng)濟價值高。為開發(fā)該二次資源，開展了浮選預富集銅鈷—濕法浸出銅鈷試驗。

1 試樣

試樣主要化學成分分析結果見表1，粒度篩析結果見表2，銅相態(tài)分析結果見表3。

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從表1可以看出，試樣Cu品位為0.97%、Co品位為0.080%，Cu、Co具有回收價值。

從表2可以看出，試樣-0.074 mm占77.31%、-0.038 mm占53.01%，粒度較細；Cu、Co在+0.15 mm粒級有明顯的富集現(xiàn)象，但由于+0.15 mm粒級產(chǎn)率較低，導致該粒級Cu、Co分布率較低。

從表3可以看出，試樣中的銅主要以氧化銅的形式存在，占總銅的88.66%，因此，銅礦物的回收應主要圍繞氧化銅礦物進行。

2 試驗結果與分析

2.1 浮選試驗

2.1.1 條件試驗

條件試驗采用3次粗選流程。

2.1.1.1 NaHS用量試驗

銅粗選1的NaHS用量試驗固定粗選1的丁基黃藥用量為300 g/t、2#油用量為40 g/t，粗選2的NaHS用量為1.0 kg/t、丁基黃藥用量為200 g/t，粗選3的NaHS用量為0.5 kg/t、丁基黃藥用量為200 g/t，試驗結果見表4。

從表4可以看出，NaHS用量為2.5 kg/t時粗精礦指標最佳，因此確定粗選1的NaHS用量為2.5 kg/t。

2.1.1.2 丁基黃藥用量試驗

銅粗選1的丁基黃藥用量試驗固定粗選1的NaHS用量為2.5 kg/t、2#油用量為40 g/t，粗選2的NaHS用量為1.0 kg/t、丁基黃藥用量為200 g/t，粗選3的NaHS用量為0.5 kg/t、丁基黃藥用量為200 g/t，試驗結果見表5。

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從表5可以看出，隨著丁基黃藥用量的增加，粗精礦Cu品位下降、回收率總體呈升高趨勢；粗選1的丁基黃藥用量為500 g/t時粗精礦指標最佳，因此確定粗選1的丁基黃藥用量為500 g/t。

2.1.1.3 2#油用量試驗

銅粗選1的2#油用量試驗固定粗選1的NaHS用量為2.5 kg/t、丁基黃藥用量為500 g/t，粗選2的NaHS用量為1.0 kg/t、丁基黃藥用量為100 g/t，粗選3的NaHS用量為0.5 kg/t、丁基黃藥用量為100 g/t，試驗結果見表6。

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從表6可以看出，2#油用量為35 g/t時的粗精礦指標較好，因此，確定粗選1的2#油用量為35 g/t。

2.1.1.4 H2SO4用量試驗

由于尾礦被長期存放，其表面被氧化，造成尾礦中銅礦物的可浮性下降［11］，因此，試驗進行了H2SO4用量試驗，試圖通過添加H2SO4清潔氧化礦表面，生成新鮮界面，有利于后期硫化劑在礦石表面作用。

粗選1的H2SO4用量試驗固定粗選1的NaHS用量為2.5 kg/t、丁基黃藥用量為500 g/t、2#油用量為35 g/t，粗選2的NaHS用量為1.0 kg/t、丁基黃藥用量為100 g/t，粗選3的NaHS用量為0.5 kg/t、丁基黃藥用量為100 g/t，試驗結果見表7。

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從表7可以看出，H2SO4用量為1.5 kg/t時的粗精礦指標較好，因此，確定粗選1的H2SO4用量為1.5 kg/t。

2.1.2 全流程試驗

在條件試驗基礎上進行了全流程試驗，試驗流程見圖1，結果見表8。

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從表8可以看出，采用3次粗選流程對試樣進行預富集，可獲得產(chǎn)率為11.69%、Cu品位為5.37%、Co品位為0.325%、Cu回收率為63.99%、Co回收率為48.88%的銅鈷粗精礦。

2.2 冶金試驗

為了考察浮選預富集精礦常規(guī)浸出效果，為后期濕法浸出提供參考，開展了浸出試驗。試驗用濃度為98%的硫酸調(diào)節(jié)浸出礦漿的酸度，試驗在室溫下進行，浸出試驗固定浸出液固質(zhì)量比為9∶1、浸出時間為4 h、攪拌速度為200 r/min、終點pH=1.5左右，試驗結果見表9。

從表9可以看出，浮選預富集精礦常規(guī)酸浸條件下可實現(xiàn)較好的浸出效果，酸耗為7.53 t/t，銅浸出率為80.16%、鈷浸出率為69.87%。

浮選預富集粗精礦酸浸較試樣直接酸浸可以大大降低酸耗，同時獲得了較好的銅、鈷回收效果，經(jīng)濟與環(huán)境效益顯著。

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3 結 論

（1）國外某陳年銅鈷礦尾礦Cu品位為0.97%、Co品位為0.080%，-0.074 mm占77.31%、-0.038 mm占53.01%，粒度較細，Cu、Co具有回收價值，銅主要以氧化銅的形式存在（占總銅的88.66%）；Cu、Co在+0.15mm粒級有明顯的富集現(xiàn)象，但由于+0.15 mm粒級產(chǎn)率較低，導致該粒級Cu、Co分布率不高。

（2）試樣浮選預富集采用3次粗選流程，H2SO4粗選1用量為1.5 kg/t，NaHS總用量為4 kg/t，丁基黃藥總用量為700 g/t，2#油粗選1用量為35 g/t，可獲得產(chǎn)率為11.69%、Cu品位為5.37%、Co品位為0.325%、Cu回收率為63.99%、Co回收率為48.88%的銅鈷粗精礦，較好地實現(xiàn)了銅鈷的高效預富集。

（3）銅鈷預富集精礦硫酸酸浸，酸耗為7.53 t/t，銅浸出率為80.16%、鈷浸出率為69.87%，這比試樣直接酸浸可大大降低酸耗，經(jīng)濟與環(huán)境效益顯著。