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一、黃銅礦的性質

硫化銅礦物主要有黃銅礦（CuFeS2）、輝銅礦（Cu2S）、斑銅礦（Cu5FeS4）、銅藍（Cu2S·CuS2）、砷黝銅礦（Cu12As4S13）等，其中最主要的是黃銅礦和輝銅礦，我國以黃銅礦為主。

黃銅礦含Cu34.56%，黃銅色，表面常因氧化而顯金黃、紅紫等锖色，外貌很似黃鐵礦，但硬度較小（3.0～4），密度為4.1～4.3g/cm3，條痕為綠黑色，晶體結構為四方晶系，經常呈粒狀或緻密塊狀集合體，是最主要的煉銅和制備銅化合物的礦物原料。黃銅礦在地表氧化帶往往可以生成一系列的次生含銅礦物，如銅藍、孔雀石、藍銅礦、赤銅礦、輝銅礦和斑銅礦等，使氧化帶的下部形成一個次生富集帶。

在黃銅礦的結晶構造中，每一個硫離子被分布于四面體頂角的4個金屬離子（2個銅離子，2個鐵離子）所包圍，所有配位四面體的方位都是相同的。由于黃銅礦具有較高的晶格能，而且結晶構造中硫離子所處的位置相對于銅鐵來說是在晶格的内層，因此，黃銅礦對氧化作用具有較大的穩定性。

黃銅礦在中性及弱堿性介質中表面疏水性較好，在強堿性介質中表面形成氫氧化鐵薄膜，疏水性降低。

浮選黃銅礦最常用的捕收劑是黃藥、黑藥、硫氮類捕收劑。黃銅礦在較寬的pH範圍央（4～12）具有良好的可浮性，在堿性介質中易受氰化物和石灰的抑制。

二、輝铋礦的性質

铋是一種相當稀少的元素，在地殼中的含量僅有3.4×10－4%左右。铋在自然界中多以氧化物、硫化物、含硫鹽類礦物等化合物形态存在，隻有少量單質铋。已知的铋礦物有輝铋礦（Bi2S3）、泡铋礦[Bi2CO3·(2～3)H2O]、铋華（Bi2S3）、菱铋礦（nBi2O3·mCO2·H2O）、銅铋礦（3Cu2S·4Bi2O3）、方鉛铋礦（2PbS·Bi2S3）等50多種，有工業價值的主要為輝铋礦、泡铋礦、铋華和自然铋。铋常與鉛、銅、錫、銻、鎢等有色金屬共生。

輝铋礦（Bi2S3）含铋81.3%，微帶鉛灰的錫白色，表面常現黃色或斑狀锖色，條痕為鉛灰色，硬度為2～2.5，密度為6.8g/cm3，正交（斜方）晶系，晶體呈長柱狀或針狀，柱面具縱條紋，集合體為放射柱狀或緻密粒狀。輝铋礦是煉铋的最主要礦物原料，但極少形成獨立礦床，主要見于鎢錫高溫熱液礦床和接觸交代礦床中，輝铋礦在地表風化後形成铋的氧化物（如铋華）或碳酸鹽（如泡铋礦）。

輝铋礦（Bi2S3）具有鍊狀結構，鍊内Bi－S之間以共價鍵相聯，鍵距較短；鍊帶間以分子鍵相聯，鍵距較長。受力時鍊間Bi－S分子鍵斷裂，（010）面解理完全。因此，輝铋礦解理面上分子鍵較弱，吸附水分子的能力不強。

輝铋礦具有象輝钼礦那樣的天然可浮性，易被黃藥、黑藥、黑藥和硫氮類捕收劑捕收。輝铋礦不受氰化物抑制，在與硫化鐵、銅、砷等礦物分離時，可用氰化物抑制其它硫化礦而浮铋。

三、黃銅礦與輝铋礦分離的研究現狀

銅铋礦物常與鎢礦物共生或伴生，如江西鐵山垅鎢礦含有钼銅铋鋅礦物，江西修水香爐山鎢礦含有銅铋礦物，雲南馬關某鎢礦含銅铋礦物等。銅铋分離在選礦中是一個較難的課題，但國内外對銅铋分離的研究相對較少。我國許多礦山由于銅铋未能較好分離，無法獲得合格的铋精礦，造成铋的損失相當嚴重。因此，研究開發合理的銅铋分離工藝流程和藥劑制度有着極為重要的意義。目前，銅铋分離的方法主要有重選、浮選和濕法，但由于重選分離效果較差，本文着重從浮選和濕法兩個方面來介紹銅铋分離的研究現狀。

（一）銅铋浮選分離的研究現狀

黃銅礦與輝铋礦的可浮性很相近，銅铋浮選分離存在一定的難度。目前國内對于銅铋浮選分離主要采用的是有氰抑銅浮铋和無氰抑铋浮銅兩種工藝。

劉日和在分選某銅铋硫化礦時采用铋銅混浮－抑銅浮铋工藝，铋銅混浮以丁黃煞費苦心作捕收劑，以石灰抑制黃鐵礦，分離作業以NaCN和石灰混合抑制劑抑銅浮铋，獲得了較好的指标。

張三田進行了钼、铋－銅，钼、銅－铋及等可浮3種流程方案的比較試驗，其中钼、铋－銅流程在浮钼铋時采用氰化鈉抑制銅，钼、銅－铋流程在浮钼銅選采用亞硫酸鈉抑制铋礦物。試驗結果表明：钼、铋－銅流程最後難以得到獨立銅精礦；钼、銅－铋流程由于铋礦物經抑制後難以活化，造成56.98%的铋進入尾礦無法回收；等可浮流程由于在浮钼銅精礦同時浮出後再進行分離，因而不影響後面難浮铋礦物的浮選，所獲各項指标均比前兩個流程好。

羅建中等對銅－鉛铋的分離進行了研究，比較了重鉻酸鹽法、氧硫法、羧甲基纖維素法、氰化物法的分離效果，結果表明，采用K2Cr2O7作為鉛铋的抑制劑，浮選分離效果最佳，黃銅礦仍然保持良好的可浮性。另外鉛铋表面捕收劑的脫除也是關鍵，脫藥效果不好，銅－鉛铋不可分離。

王政德對含有钼銅铋的硫化礦混合精礦采用加溫－亞硫酸鹽浮選分離工藝，實現了銅铋分離。其原則流程為：加入硫化鈉攪拌脫藥，磨礦，将蒸汽直接通入浮選槽加溫（50～60℃），用硫酸将礦漿pH值調至5.5左右，先以亞硫酸鈉作铋的抑制劑用煤油及松醇油浮钼，再用丁铵黑藥和丁黃藥浮銅，铋則留在槽底。該工藝相對于有氰浮選，簡化了流程，節省了藥劑用量，同時減少了環境污染。

抑銅浮铋工藝由于通常要使用氰化物，對環境污染嚴重，所以應用得越來越少。抑铋浮銅工藝的關鍵在于尋找輝铋礦的有效抑制劑，否則很難實現铋的較好回收。

（二）銅铋濕法分離的研究現狀

通常，由于礦石中铋的硫化物與其它硫化礦物的浮遊性能接近、氧化的含铋礦物與泥狀氫氧化鐵伴生以及铋礦物在礦石中與其他礦物緻密共生且嵌布粒度很細等原因，緻使浮選難以将铋礦物徹底與其他礦的分離，精礦含铋量低，回收率不高。因此近年來銅铋濕法分離的研究也取得了不少進展。

目前銅铋的濕法分離主要是采用鹽酸或氯鹽作浸出劑進行化學浸出，其機量主要是利用銅、铋在浸出介質中的溶解速度不同而實現分離，有時适當添加一些氧化劑會有利于提高選擇性浸出的效果。

覃朝科對常規浮選産出的铋金銅混合精礦用鹽酸進行了浸出試驗研究。混合精礦含Bi15.14%、Cu7.65%、Zn8.07%、Au33.5g/t、Ag2072g/t，經熱鹽酸浸出後，铋、銅、鋅溶解，金銀則不溶，留在殘渣中形成金銀精礦。溶液冷卻後加水稀釋，氯化铋發生水解反應，生成氯氧铋沉澱，過濾、幹燥後即為铋産品；濾液加鋅或鐵置換出海綿銅後，再從殘液中回收鋅。得到的氯氧铋含铋68%左右、回收率90%～95%,海綿銅含銅80%。

陳名瑞研究了用三氯化鐵浸出－鐵屑置換法從鎢細泥硫化礦中提取铋的新工藝。研究結果表明：由于金屬硫化礦物在酸性的三氯化鐵溶液中發生氧化還原反應的标準還原電位以及溶解速度不同，因此通過控制浸出條件，可使金屬硫化礦物在三氯化鐵溶液中選擇性浸出，浸出的容易程度排序為：輝銀礦＞輝銅礦＞方鉛礦（輝铋礦及含銀硫鹽礦物等）＞閃鋅礦＞黃銅礦＞黃鐵礦＞輝钼礦。根據原料性質分析，采用三氯化鐵溶液一步浸出法從鎢細泥硫化礦中提取铋和部分鉛金屬，浸出液經鐵屑置換得到海綿铋，銅、鋅、鐵等硫化礦物則存留在浸出渣中。試驗獲得的海綿铋含铋40%，铋回收率達到80%；浸出渣含銅11%～13%，含铋量很低，可作為低度銅精礦銷售。

張榮華通過大量的試驗發現，采用漂白粉氧化－熱鹽酸浸出－鐵屑置換工藝能有效地從銅硫精礦中分離回收铋金屬。試驗分别研究了浸出溫度、鹽酸用量、浸出時間、漂白粉用量對铋回收率和銅損失率的影響，結果表明：（1）漂白粉是一種強氧化劑，其水溶液可選擇性氧化铋和銀的硫化礦物，在有工業鹽酸存在時，可同三氯化鐵形成聯合氧化作用，正是這種聯合氧化作用為銅精礦中铋、銅的分離提供了一條新的途徑，而且用漂白粉作氧化劑可降低生産成本，減少銅金屬損失，提高铋精礦品位。（2）加熱浸出是獲得較高铋回收率的關鍵，與常溫浸出相比，國熱浸出的铋回收率可提高35個百分點，同時還可适當縮短浸出時間。（3）浸出過程中進行攪拌可提高铋的浸出率5～10個百分點。試驗獲得了铋品位在80%以上、铋回收率達90%的海綿铋，銅金屬損失率在1%以下。

唐冠中研究出了采用HCl＋CuCl2＋CaCl2體系氯化絡合浸出低品位硫化铋的新方法。在始酸濃度為50～60g/L、溫度為O 55℃、Cu2＋濃度為6～8g/L的條件下，Bi的總回收率為97%，銅的損耗率為加入銅量的3%。沉铋後液經空氣氧化除鐵、再生鹽酸、複活銅離子後可循環使用，整個過程無廢水、廢氣排放。

王政德等采用二氧化錳加鹽酸選擇性浸出工藝降低銅精礦中铋的含量，獲得了較好的指标。試驗研究了磨礦細度、二氧化錳用量、鹽酸濃度、浸出溫度、浸出時間及液固比對浸出的影響，發現二氧化錳用量和鹽酸濃度是影響選擇性浸出降铋效果的關鍵，随着二氧化錳用量的減少（鹽酸濃度增加），浸渣中含铋量先減少後增大，含銅量則一直減少；溫度和時間對銅的浸出影響不大，但铋浸出率會随着溫度的升高和時間的延長而增大。在适宜條件下，銅、铋的浸出率分别為7.12%和61.43%，達到了選擇性浸出降铋的目的。

銅铋濕法分離回收能獲得較高的回收率，但需要解決陳低生産成本、減輕設備腐蝕和避免環境污染等問題。

四、結語

尋找輝铋礦的選擇性抑制劑、開發銅铋分離的浮選新工藝是提高銅铋浮選分離效果的關鍵；降低成本、減輕腐蝕和污染是銅铋濕法分離面臨的難題，而研究開發出高效的生物細菌，開展生物浸出無疑是解決這些難題的有效途徑。

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