作为不可替代的重要原料，铜金属广泛用于军事、电子电气、通讯、机械制造、建筑材料和交通运输等各个领域，在国民经济发展中发挥着重要作用^[1]。随着我国铜矿资源的不断开采，富矿及易选矿产资源日益减少，如何对贫、细、杂难选矿产资源进行合理高效利用^[2]，是亟待解决的重要课题之一。低成本、低毒高效浮选药剂的开发及应用愈发重要^[3-4]，对于硫化铜矿石的处理，在国内大多采用单一浮选法^[5-6]，而氧化铜则需先硫化后采用组合捕收剂予以浮选回收^[7-10]。本次试验矿样取自内蒙古某矿山，为含银较高的铜矿石，铜元素以硫化铜和氧化铜两种形式赋存，采用先浮选硫化铜后浮选氧化铜的原则工艺流程对矿石进行分选试验，并考察银在铜精矿产品中的富集情况，以达到综合回收矿石中有价金属元素的目的。

1 矿石性质

矿样的化学成分分析结果见表 1。

从表 1可以看出，矿石中的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃等，其次为Fe₂O₃、K₂O、CaO、Cu、Ag等，Pb、Zn等含量很低，具有回收价值的金属元素主要是铜和银，因此对铜的回收是本试验研究的重点，同时考察银在闭路试验产品中的回收情况。

矿石中的主要金属矿物包括黄铜矿、孔雀石、自然铜、蓝铜矿、褐铁矿等，黄铜矿含量较高，其次是孔雀石；主要脉石矿物为石英，其次为碳酸盐矿物和绿泥石、绢云母等。含银矿物包括银黝铜矿、辉银矿、深红银矿及少量自然银，且银大部分产于铜矿物中，而脉石矿物中含银较少。

原矿中铜的化学物相分析结果详见表 2。

由表 2可知，矿石中的硫化铜含量较高，氧化铜含量为0.25%，铜氧化率达20.16%，因此在分选试验中应加强对氧化铜的回收，以提高铜的总回收率。

2 试验研究 2.1 磨矿细度试验

采用如图 1所示的试验流程，改变磨矿细度，对矿石进行分选试验。硫化铜浮选时，采用丁基黄药与Z200组合捕收剂，质量比3 : 1，用量为150 g/t，起泡剂2^#油用量为30 g/t；氧化铜浮选时，采用Na₂S为调整剂，用量为500 g/t，采用丁基黄药与羟肟酸钠为组合捕收剂，用量分别为40 g/t与100 g/t，起泡剂2^#油用量为15 g/t，试验结果如图 2所示。

从图 2可以看出，随着磨矿细度的提高，铜粗精矿中铜的回收率呈上升趋势，铜品位则呈先上升后略下降的趋势，即当磨矿细度提高到-0.074 mm含量占80%时，铜品位最高。综合考虑，确定适宜的磨矿产品细度为-0.074 mm含量占80%。

2.2 硫化铜粗选条件试验 2.2.1 捕收剂种类试验

根据经验和查阅资料可知，硫化铜矿物的常用捕收剂为丁基黄药、Z200、丁铵黑药等，因此在磨矿细度为-0.074 mm含量80%的条件下，采用上述捕收剂及其相应组合(按一定质量比)对矿石进行浮选试验，考查不同捕收剂对试验指标的影响，其中捕收剂总用量均为150 g/t，2^#油用量为30 g/t，试验结果如表 3。

从表 3可以看出，在所采用的3种捕收剂中，当采用Z200时获得的铜品位最高，表明其选择性较好，而采用丁基黄药时对应的回收率最高，表明其捕收能力较强。综合品位和回收率两个技术指标，使用Z200和丁基黄药组合药剂有可能取得理想的技术指标，同时二者也是生产中常用的捕收剂。

从表 3还能看出，使用Z200与丁基黄药的组合捕收剂时，粗精矿中铜的回收率明显提高，当其质量比为3 : 1时回收率可达62.78%，此时铜品位略低，可通过调整其它条件予以提高。

2.2.2 捕收剂用量试验

在磨矿细度为-0.074 mm占80%、2^#油用量为25 g/t、Z200与丁基黄药的质量比为3 : 1条件下，调整组合捕收剂的总用量，取得的试验结果如图 3所示。

由图 3可见，随着组合捕收剂用量的增加，铜精矿中的铜回收率明显提高，而其中的铜品位则不断下降。综合考虑，确定铜粗选时Z200与丁基黄药组合捕收剂的总用量为240 g/t，此时的回收率与铜品位约为6.65和72%。

2.3 氧化铜粗选条件试验 2.3.1 Na₂S用量试验

在前述硫化铜粗选试验后进行氧化铜粗选试验。氧化铜粗选的试验条件为：丁基黄药用量40 g/t，羟肟酸钠用量80 g/t，2^#油用量为15 g/t。考查活化剂Na₂S用量对氧化铜浮选指标的影响，试验结果见图 4。

由图 4可以发现，随着Na₂S用量的增加，氧化铜粗选精矿中铜的回收率和品位均先显著升高而后缓慢下降，当Na₂S用量为500 g/t时浮选技术指标最佳，故以此用量作为最佳条件。

2.3.2 羟肟酸钠用量试验

为了确保提高铜的回收率，在Na₂S用量为500 g/t、2^#油用量为15 g/t、丁基黄药用量为40 g/t的基础上，调整氧化铜捕收剂羟肟酸钠的用量。试验结果如图 5所示。

由图 5可看出，随着羟肟酸钠用量的不断增加，粗精矿中铜的回收率明显上升，而其中的铜品位则先升高而后下降。综合考虑，确定羟肟酸钠的适宜用量为100 g/t。

2.4 综合条件闭路试验

在上述条件试验和精扫选流程试验的基础上，确定硫化铜浮选流程为1粗4精2扫；氧化铜浮选流程为1粗1扫，粗选精矿返回到硫化铜1次精选中。闭路浮选试验流程见图 6，闭路试验结果如表 4所示。

从表 4可以看出，对于铜品位为1.24%、含银149 g/t的试样，在磨矿细度为-0.074 mm占80%的条件下，通过上述闭路浮选流程，可以获得铜品位为19.18%、银品位为2 308 g/t，铜回收率为80.90%、银回收率为81.03%的铜精矿产品。

3 结论

(1) 试验矿样中的主要金属矿物为黄铜矿、孔雀石、自然铜、蓝铜矿、褐铁矿等；主要脉石矿物为石英，其次有碳酸盐矿物和绿泥石、绢云母等。含银矿物包括银黝铜矿、辉银矿、深红银矿及少量自然银，银大部分产于铜矿物中，而脉石矿物中含银较少。

(2) 硫化铜浮选时采用Z200和丁基黄药为组合捕收剂，氧化铜浮选时采用Na₂S为调整剂、羟肟酸钠与丁基黄药为组合捕收剂，可使铜矿物得到有效回收。

(3) 该铜矿石在磨矿细度为-0.074 mm占80%条件下，采用1粗2扫浮选硫化铜、采用1粗1扫浮选氧化铜、合并粗精矿采用4次精选闭路试验流程，可以获得铜品位为19.18%、铜回收率为95.78%、银品位为2 308 g/t、银回收率为81.03%的铜精矿产品，浮选技术指标令人满意。