当一座同选厂的精矿品位和回收率持续下降，磨矿、药剂量又都没问题，那么问题可能出在矿石里的黏土矿物，常见的粘土矿物主要有高岭石、蒙脱石和伊利石。
铜矿浮选原则工艺流程
一、黏土矿物是什么，斑岩铜矿为什么躲不开？
黏土矿物是一类层状硅酸盐，常见的有高岭石、蒙脱石和伊利石。它们在铜矿石里属于脉石，没有回收价值。晶体呈片层状，遇水膨胀。
斑岩铜矿的成矿与热液蚀变关系密切，蚀变中长石水解，容易生成黏土。矿体埋藏浅、规模大，蚀变带广。
过去这个问题不突出。铜品位高时磨矿不用太细，黏土解离量有限。近十几年铜矿品位下降，要达到同样解离度就得磨得更细，黏土影响随之放大。
二、黏土怎么把浮选拖下去？五个办法
黏土对浮选的干扰有多条路径。2019年《Applied Clay Science》的一篇综述梳理机理，归纳为五条。
| 干扰路径 | 机理 | 现场表现 |
|---|---|---|
| 流变恶化 | 黏土吸水，屈服应力升高 | 矿浆发黏、易堵管、充气不均 |
| 药剂吸附 | 比表面积大，非选择性吸附捕收剂 | 药剂单耗升，指标不改善 |
| 异相凝聚 | 海水浮选时黏土与矿物聚团 | 铜矿物被裹住，可浮性下降 |
| 机械夹带 | 细泥随泡沫间水膜进精矿 | 回收率尚可，品位偏低 |
| 矿泥罩盖 | 细泥覆盖铜矿物并加速氧化 | 表面变钝，浮选响应变差 |
流变恶化和药剂吸附先在指标上显出来。矿浆发黏，浮选机充气不均匀，粗粒夹带增加；药剂被黏土吸走一部分，作用到铜矿物表面的浓度低于投加量。
异相凝聚在缺水矿区更突出。智利北部一些铜矿用海水浮选，电解质压缩黏土双电层，两者易聚团。
三、对策一：用混合抑制剂压制黏土
伊朗Sarcheshmeh铜钼矿的实验室研究给出可参考的方案：糊精20%、水玻璃40%、六偏磷酸钠40%配成混合抑制剂，用量200g/t。 三种药各有分工。糊精在黏土表面形成吸附层，减少捕收剂被吸走；水玻璃提供硅酸根起分散作用；六偏磷酸钠络合钙镁离子。
结果是铜回收率提高，精矿中Al₂O₃与SiO₂含量下降。铝和硅是黏土的元素，这两项降下来说明进精矿的黏土少了。
用量要控制住。抑制剂过量会连带抑制铜矿物本身，被氧化的铜矿物更明显。200g/t是实验取值，换矿石要重做试验。
浮选自动加药系统
四、对策二：把矿浆浓度降下来
同一项研究里还有一条不加药的办法：把浮选矿浆浓度从29%降到24%，铜和钼的回收率与品位同时改善。
降浓度的原理是流变。浓度降下来，颗粒碰撞频率下降，黏土网络被打散，矿浆黏度随着下降，气泡与矿粒的接触得到了改善。但是，这个方法会导致单槽处理量下降，维持产能得增加浮选槽单台容积或增加台数。
如果您的选厂出现矿浆发黏、充气不良等问题，可先把这条当临时措施，小范围看指标，再决定是否需要改动整条浮选线。
五、这些数据怎么用到自己的厂
上面两组数据都是实验室结果，对应特定矿山的矿石。搬到别的选厂从三个方向考虑。
首先是黏土的含量与种类。取代表性矿样做分析。蒙脱石的膨胀性更强，对流变的影响要大于高岭石。
第二是黏土与铜矿物的赋存关系。看黏土是均匀分散还是集中在一粒级，以此来决定是调药剂还是调分级。
第三是条件试验。抑制剂配比、用量与矿浆浓度，都要用本厂矿石做开路和闭路试验，拿到试验数据之后再定。
鑫海在承接这类含黏土铜矿时，会把矿物学分析、条件试验和流程设计放在一条线上：先测黏土种类，再做药剂与浓度试验，最后定浮选流程与设备配置。
选矿试验中的浮选作业
六、常见问题
矿浆浓度降下来，处理量不够怎么办
一条路是增加浮选槽容积或台数，补齐产能。另一条路是分段降浓度，只降精选与再精选，粗扫选保持原浓度。
海水浮选的铜矿，黏土问题更严重吗
是。海水中电解质浓度高，异面凝聚更明显，矿泥罩盖也更重。这类项目分散剂体系与淡水浮选差别大，建议先做模拟水质试验。
怎么判断指标下滑是黏土造成的
看三个迹象：药剂单耗升而指标不动，矿浆与泡沫发黏不易破裂，精矿中铝硅偏高。三项同时出现，黏土干扰的可能性大，取样分析可确认。
黏土干扰浮选，绕不开的是矿石本身。含黏土的铜矿磨得越细问题越明显，办法是把磨矿、药剂与浓度一起调，单改一项往往无效。手里有黏土偏高的铜矿，可以先做矿物学分析与条件试验，再定药剂制度与浮选配置。
铜选厂浮选车间布置示意
资料来源
黏土矿物对铜矿浮选的影响与五条作用机制 — Jeldres R.I. 等，《The effect of clay minerals on the process of flotation of copper ores — A critical review》，Applied Clay Science，2019，170: 57–69，DOI: 10.1016/j.clay.2019.01.013。
混合抑制剂配比（糊精20%、水玻璃40%、六偏磷酸钠40%，用量200g/t）与矿浆浓度29%降至24%的试验结果 — Jorjani E. 等，《Effects of aluminosilicate minerals on copper–molybdenum flotation from Sarcheshmeh porphyry ores》，Minerals Engineering，2011，24(8): 754–759，DOI: 10.1016/j.mineng.2011.01.005。
铬铁矿与脉石密度、斑岩铜矿蚀变带黏土成因 — 公开矿物学资料与鑫海选矿试验记录。
试验数据为实验室结果，对应特定送检矿样，不构成对其它矿石的指标承诺。
