张汉彪， 薛 伟

(1.江西有色地质矿产勘察开发院，江西 南昌 330001； 2.湖南有色金属研究院，湖南 长沙 410100)

我国是一个钴资源相对缺乏的国家，近年来，随着经济的快速发展，尤其是锂电池行业的飞速发展，对钴的需求量越来越大。钴绝大多数情况下都与其他元素共伴生，铜钴矿是钴的主要来源，在我国云南、四川、青海等地都有铜钴矿产出。从世界范围来看，非洲尤其以刚果(金)、赞比亚的铜钴资源最为丰富，其钴储量约占世界钴资源量的一半。

随着国家“一带一路”战略的实施，大批中资企业赴刚果(金)、赞比亚进行铜钴矿的开发与加工。本次试验的铜钴矿来自刚果(金)SICOMINES矿区，其矿石属于以氧化矿为主的氧硫混合型矿，钴含量为0.15%左右。本研究主要针对该矿中的铜进行选矿试验研究，钴富集在铜精矿中一并产出。

1 矿石性质

刚果(金)SICOMINES铜钴矿的化学多元素分析结果见表1，矿石中钴的化学物相分析见表2，矿石中铜的化学物相分析结果见表3。

表1 SICOMINES铜钴矿的化学多元素分析结果/%

表2 SICOMINES铜钴矿钴的化学物相分析结果/%

矿样中钴矿物主要为硫铜钴矿和水钴矿，其次为水钴铜矿、钴白云石和锰铜钴水合氧化物等。

表3 SICOMINES铜钴矿的铜化学物相分析结果

矿样中铜的氧化矿物主要为孔雀石，其次为硅孔雀石、黑铜矿、赤铜矿以及磷铜矿；硫化矿物主要为辉铜矿，其次为蓝辉铜矿、铜蓝、斑铜矿、黄铜矿；还有少量自然铜。

工艺矿物学研究表明，该矿铜、钴氧化率高，铜高达77%，钴高达85%；含泥量大，且矿泥中铜、钴含量高，导致浮选过程大量消耗药剂，严重恶化浮选体系，降低铜钴矿物回收率。

2 原则工艺流程

鉴于原矿性质，试验的原则工艺是“先硫后氧”工艺，氧化矿采用异步浮选工艺，先浮选可浮选性好的氧化铜钴矿，难浮选的氧化铜钴采用新型捕收剂HCC强化浮选，最大限度地提高铜、钴的回收率。

3 试验结果对比

试验进行了详细的磨矿细度条件试验，在适宜的磨矿细度基础上，重点研究了氧化矿浮选硫化剂、捕收剂种类等条件试验；在条件试验的基础上进行了开、闭路试验研究。

3.1 磨矿细度条件试验及结果

矿石中硫化矿的嵌布粒度较氧化矿更细小，因此通过硫化矿浮选指标来确定该矿适宜的磨矿细度。磨矿细度条件试验流程见图1，试验结果见图2。

图1 磨矿细度条件试验工艺流程

图2 磨矿细度条件试验结果

试验结果表明，随着磨矿细度的增加，硫化铜精矿的回收率呈升高趋势，当磨矿细度-74 μm大于71.5%后，精矿中铜的回收率增幅较小。暂定磨矿细度为-74 μm 71.5%。

3.2 捕收剂种类筛选试验

在原矿磨矿细度-74 μm占71.5%条件下进行了难选氧化铜、钴矿的捕收剂种类筛选试验，其工艺流程见图3，结果见图4。其中HCC是一种高效氧化铜矿捕收剂，分子结构中的—CONH—极性官能团能与假孔雀石、蓝磷铜矿等难浮铜矿物中的铜原子形成稳定的络合物，大大提高了氧化铜矿物的疏水性，从而强化了难浮氧化铜矿物的浮选。

图3 捕收剂种类条件试验流程

图4 捕收剂种类条件试验结果

图4结果表明，采用HCC作为捕收剂时，铜扫选精矿中铜、钴的作业回收率均较高，因此基于成本和选矿指标，氧化铜扫选采用HCC作为难选铜钴的捕收剂。

3.3 浮闭路试验

在磨矿细度、捕收剂种类等必要条件试验的基础上进行了传统工艺与新工艺的闭路试验对比，其工艺流程分别见图5、图6，试验结果见表4。

图5 传统硫化黄药法工艺

图6 新工艺流程

表4 闭路试验结果

表4闭路试验结果表明，与传统的硫化黄药法相比，HCC可以大幅提高难选氧化铜、钴矿物的回收率，同时也提高了铜精矿中的钴品位。

4 结论

(1)针对刚果(金)SICOMINES铜钴矿具有高氧化率、高钙镁、易浮脉石矿物含量高等特点，试验进行了传统的硫化黄药法和高效捕收剂HCC新工艺的对比。结果表明，HCC可以提高铜、钴矿物的上浮速度，精选过程中目的矿物不易掉槽，缩短扫选作业流程，从而大幅提高了铜、钴矿物回收率。

(2)HCC氧化铜高效捕收剂对高氧化、高钙镁型且易浮脉石含量高型的氧化铜钴矿适用性强，在刚果(金)地区具有很强的示范和推广价值，将为企业带来巨大的经济效益和社会效益。