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世界銅資源豐富、分佈廣泛，遍及五大洲，150多個國家都有銅礦資源，儲量相對集中。我國銅礦不僅分佈廣泛，而且工業類型齊全，其中最主要的有斑岩型、矽卡巖型、層狀型、火山沉積型和銅鎳硫化物型，這五種類型礦床的銅儲量佔我國銅總儲量的90%以上。我國的銅礦以硫化礦為主，在已探明的儲量中，硫化礦佔87%，氧化礦佔10%，混合礦佔3%。硫化銅礦物主要有輝銅礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦和銅藍等。銅礦物常常與黃鐵礦、毒砂等緻密共生。世界上15%的銅資源中，As/Cu之比1：5，主要含砷礦物為毒砂（FeAsS）和斜方砷鐵（FeAs2），分別含砷46%和73%。它們與硫化銅礦物的生成條件相似，某些物理化學性質相近。所以，在用巰基捕收劑浮選硫化銅礦物時，毒砂等砷礦物也常常混入精礦中，使得銅精礦含砷超標，嚴重影響銅冶煉產品質量，而且部分砷還會轉化成砷化氫、亞砷酸鹽以及有機砷化合物等，腐蝕設備、汙染大氣、毒化環境。因此，研究銅砷分離具有重大意義。
1 、砷的可浮性
Drastic等人用電子衍射技術研究了在各種PH條件下毒砂表面氧化產物的相組成。研究表明，在強酸性介質（pH＜3），毒砂表面氧化生成Fe2+、Fe3+、Fe（OH）+、Fe（OH）+2及單質S，可強化對黃藥捕收劑的吸附能力，因此毒砂在酸性介質中很好浮。在中性和強鹼性介質中，毒砂表面形成了親水性的Fe（AsO4）·2H2O薄膜，氧化劑的存在將強烈促進這種砷酸鹽的形成，使毒砂可浮性降低。在鹼性介質中，毒砂表面的氧化反應為：
FeAsS + 11H2O←→Fe（OH）3 + HAsO2-4 + SO2-4 + 18H+ - 14e
（Eo＝0.569V）
氫氧化鐵沉積在毒砂表面，硫氧化為SO42-、S2O2-3等進入溶液，砷氧化成HAsO2-4、H2AsO4等砷酸離子則進一步反應生成FeAsO4。X射線光電子能譜分析證實了這些FeAsO4沉澱是與Fe（OH）3緻密共存於毒砂表面上，形成的親水膜可以阻止捕收劑的吸附，使毒砂親水而被抑制。所以，毒砂的可浮性在pH 6~11間成直線下降，pH 9.5時就基本不可浮，pH＞11時則完全受抑制。當pH值＞7時添加過氧化氫或者次氯酸鈉一類的氧化劑，毒砂抑制作用將得到加強。
2 、銅砷浮選分離的主要方法
根據砷的可浮性特點，國內外廣大科研工作者進行了較為深入的銅砷浮選分離的研究，總結出以下幾種銅砷浮選分離的方法：
1）採用高選擇性捕收劑。利用選擇性捕收劑擴大兩種礦物的可浮性差別來分選銅和砷，如採用一些新型高效捕收劑和一些組合藥劑等。
2）採用以石灰為主的組合抑制劑。毒砂與硫化礦物一樣，有不同的臨界pH值。許多研究表明，利用石灰等鹼性調整劑可以在一定程度上將毒砂與 金屬硫化礦物分離。
3）氧化法。毒砂較易氧化，利用充氣氧化（pH5.7~6.5）、長時間攪拌或加入各種氧化劑可強烈抑制毒砂的可浮性。常用的氧化劑有漂白粉、高 錳酸鉀、重 鉻酸鉀和二氧化錳等。這幾種氧化劑作用的強弱順序為：漂白粉＞高錳酸鉀＞重鉻酸鉀＞二氧化錳。
提高礦漿溫度，可加速氧化過程。大量的試驗工作表明，在提高礦漿溫度的情況下，部分硫化礦物受氧化強弱的順序為：毒砂＞磁黃鐵礦＞黃鐵礦＞黃銅礦。控制溫度在40~50℃，可強化對毒砂的抑制。
4）採用硫氧酸等無機抑制劑。用硫氧酸或硫代硫酸鹽抑制毒砂，試驗結果表明，對毒砂的抑制順序為：諾克斯藥劑＞硫代硫酸鹽＞亞硫酸鈉。
5）採用有機抑制劑。包括糊精、丹寧、木質素磺酸鹽、聚丙烯酰胺等。人們還發現，有機抑制劑和無機抑制劑組合使用，效果更明顯。
6）採用粗精礦再磨、增加精選次數等措施脫砷。
3 、銅砷浮選分離新藥劑的研究與應用
雖然銅砷浮選分離的途徑很多，但要獲得銅砷浮選分離的高指標，很大程度上還取決於浮選藥劑，即砷礦物的有效抑制劑和銅礦物的特效捕收劑。對此，國內外廣大科研工作者投入了大量的心血，進行了深入的研究，研製出了許多砷礦物的有效抑制劑及銅礦物的特效捕收劑。
3.1 毒砂抑制劑的研究與應用
熊道陵、羅序燕等考察了黃銅礦和毒砂的浮選行為以及DL抑制劑對它們可浮性的影響。結果表明，無DL抑制劑時，在丁基黃藥捕收劑的作用下，黃銅礦具有較好的可浮性，而毒砂的可浮性隨著溶液pH值的增加顯著下降。DL抑制劑能很好地抑制毒砂的浮選而基本不影響黃銅礦的浮選，擴大它們的可浮性差距，表現出良好的選擇性，當礦漿pH＞4時，DL抑制劑的用量大於10mg/L，毒砂幾乎完全被抑制。
楊梅金等人對某高砷銅礦採用石灰、次氯酸鉀、高錳酸鉀、鞣酸、DAS等不同抑制劑進行降砷試驗。結果表明，新型除砷藥劑DAS分離銅砷效果最佳，可以在不影響黃銅礦回收率的前提下，實現對毒砂的有效抑制。對含砷為6.22%的高砷銅礦浮選試驗結果表明，銅精礦砷含量可以降至0.43%，銅回收率為94.46%。[next]
紀軍研究了毒砂的性質及其在各種介質條件下的浮選與抑制，發現毒砂與銅、 鉛、 鋅等硫化礦物的浮選分離，不僅依靠高pH值，而且還與礦漿的離子組成及礦物表面性質的變化密切相關。試驗採用DLG抑制毒砂，通過調節礦漿中的離子組成，改變毒砂表面性質，使其得到抑制，脫砷率達到99%以上，取得了很好的分選效果。
高分子有機抑制劑YFA對毒砂具有強烈的抑制作用，特別是在鹼性介質中能成功抑制毒砂，實現銅砷分離。曾美雲採用現代測試新技術（潤溼性、吸附量、AES）對高分子有機抑制劑YFA進行了較為系統的研究，認為YFA在毒砂表面選擇性化學吸附，形成一層親水性膠膜，阻止和掩蓋捕收劑的吸附作用，是造成毒砂被抑制的根本原因。
李玉芬等將CCF組合抑制劑用於廣西某高砷銅礦的浮選分離試驗，在適宜的流程和藥劑制度條件下，獲得了含銅28.97%~29.65%、砷1.06%~0.91%、銅回收率89.12 %~92.82%的銅精礦，效果較好。CCF組合藥劑是通過阻止銅離子活化並在其表面形成一層親水性膠體薄膜來抑制毒砂的，對受銅離子活化的毒砂有明顯的去活作用，而不影響黃銅礦浮游性。
唐曉蓮用哈里蒙德浮選管試驗，研究了多種無機和有機調整劑對銅砷分離的作用。試驗研究結果發現，採用單一的石灰、硫化鈉、高錳酸鉀等無機調整劑來分選銅砷，無明顯效果，無法使銅砷有效分離，而鹼土金屬鹽和重金屬離子與腐植酸鈉混合物能有效實現銅砷分離。
陶紅春介紹了瑤崗仙鎢礦以黝 錫礦含銅為主的銅礦物與毒砂分離的實踐，討論了脫藥、分級粒度、藥劑制度等對浮選指標的影響。試驗結果表明，以石灰和亞硫酸鈉組合抑制劑抑砷效果最佳，浮銅以乙硫氮和乙黃藥混合捕收劑為最佳。當原礦含銅2.1%、含砷30.2%時，採用工業試驗的流程和該藥劑制度，銅精礦中銅品位可達18.1%，含砷2.8%。
紀軍、賀政等通過對毒砂與多金屬硫化礦浮選分離因素的研究，提出用CaCl2作為毒砂的抑制劑，使各浮選精礦產品的含砷量均降到0.5%以下，有效地實現了浮選降砷。該工藝成功地用於工業生產，取得了很好的經濟效益。
陳宏、代淑娟等人針對某高砷難選銅礦石含砷高、氧化率高、嵌布狀態複雜的特點，在大量試驗研究基礎上，確定採用階段磨選，粗精礦再磨，精一尾再選再磨的工藝。以硫化鈉為沉澱劑和硫化劑，硫代硫酸鈉與氯化銨組合作砷的抑制劑，成功實現了銅砷分離，取得了良好的選別指標。
金華愛、彭志宏、曾美雲選擇高分子有機物木質素磺酸鹽、聚丙烯酰胺和黃腐酸為抑制劑，考察它們對黃銅礦和毒砂的抑制性能，並研究這些有機物與經Cu2+活化後的礦物的作用情況。結果表明，所研究的三種 有機物均對毒砂有明顯抑制作用，而對黃銅礦的浮游活性基本無影響，可以實現黃銅礦與毒砂的分離。進而進行了人工混合礦和天然礦石的驗證試驗，成功地分離了被Cu2+作用後的人工混合礦和天然銅砷混合精礦。
唐曉蓮、錢鑫等採用哈里蒙德浮選管試驗，研究了腐植酸鈉在銅砷分選中的作用。結果發現腐植酸鈉對受銅離子活化的毒砂有明顯的去活作用。採用腐植酸鈉能在pH9~11範圍內實現銅砷分選。腐植酸鈉對毒砂的去活作用是由於腐植酸鈉既能將毒砂表面的銅離子絡合，又能大量吸附於毒砂表面，生成一層親水性膠體薄膜，從而抑制毒砂。
何曉川等通過對鉛砷、銅砷分離中影響毒砂可浮性的因素以及如何避免毒砂被活化的研究，發現往 球磨機中加入硫化鈉與石灰混合藥劑，不僅能很好地消除銅離子對毒砂的活化作用，而且還可以使方鉛礦、黃銅礦可浮性基本保持不變，從而有效地實現鉛砷、銅砷的分離。
日本專利報道，在混合精礦中添加蘇打或石灰及氰化物，在pH10.5~11.5範圍進行攪拌，再用硫酸或亞硫酸將pH調到弱酸性（pH5~7），不加捕收劑，僅用起泡劑浮游黃銅礦，就可使銅砷礦物分離。以某礦山的混合精礦為原料進行實際生產規模的浮選，當銅砷混合精礦含銅3.81%、含砷15.28%時，可獲得銅精礦品位19.4%、含砷0.24%、銅作業回收率92.4%的良好指標。
由於常規的抑制劑如石灰、氰化物、硫化物以及高錳酸鹽都不能有效地實現硫砷銅礦與黃銅礦的分離，Yen WT等人通過研究找出了兩種優先浮選方法，有效地實現了硫砷銅礦與黃銅礦的分離。其一是當黃藥用量為20mg/L，在電位-250mV、pH9.0條件下，抑制黃銅礦而浮選砷硫銅礦；其二是在相同的pH和黃藥濃度下，採用250mg/L的 鎂銨混合物抑制硫砷銅礦而浮選黃銅礦，實現硫砷銅礦與黃銅礦的浮選分離。礦物表面的紅外光譜檢測表明，在硫砷銅礦表面發現有親水的絡合陰離子，而黃銅礦表面則沒有吸附這種絡合物。含砷1.73%的人工混合樣浮選獲得的銅精礦含砷量僅為0.14%，砷的去除率高達92%。
3.2 銅礦物特效捕收劑的研究與應用
前蘇聯中央地質勘查科研所用異煙酸酯處理複雜金銅砷黃鐵礦礦石。異煙酸酯能很好地浮游金、亞銅金、自然銅和黃銅礦，而不能浮游黃鐵礦和砷黃鐵礦。浮選分兩段進行：第一段用異煙酸酯得到含砷符合標準的金銅精礦；第二段用黃原酸鹽得到含金砷黃鐵礦的產品。此藥劑可保證不用抑制劑而優先浮選自然金和黃銅礦。聯合浮選的效果在工業條件下得到了證實。
於雪、黃心廷等人根據某含砷銅礦物的粒度組成特性及相互嵌布關係，進行了粗精礦再磨工藝流程試驗。試驗採用sth抑制劑抑制毒砂，用選擇性強的Sk-1浮選劑浮選銅礦物，達到了銅精礦降砷及提高銅回收率的目的。
高起鵬在對琿春金銅礦金銅精礦降砷研究時，採用乙基硫氨酯作金銅礦物捕收劑，亞硫酸鈉作砷礦物的抑制劑，成功地使金銅精礦含砷由原來的0.74%降至0.4%以下，銅品位由10%提高到15%以上，金回收率也略有提高，銅回收率提高3.0~5.0%。
孟書青等在研究高砷多金屬硫化礦浮選降砷時，發現乙硫氮和胺醇黃藥具有同樣的效果，能使湖南瑤崗仙鎢礦歷年來生產的含砷量超過3%的銅精礦砷降到0.5%左右，並認為這兩種藥劑與黃藥分別以3：5混合使用比單獨使用效果更佳。
內蒙古蓮花山銅礦礦石中金屬礦物以黃銅礦、黃鐵礦和毒砂為主。唐寶琳等人針對礦石性質進行了銅精礦降砷的小型試驗與工業試驗，試驗以石灰和硫代硫酸鈉為毒砂抑制劑，甲基硫氨酯和苯胺黑藥為銅礦物捕收劑，並採用粗精礦再磨，增加精選次數等措施，解決了該礦銅精礦含砷高的難題，銅精礦含砷降至0.5%以下，達到了國家規定的銅精礦含砷標準。
何曉川等處理某高砷多金屬硫化礦時，通過大量的流程探索試驗及各種條件試驗研究，最終採用銅鉛優先分步混合粗選，混合粗精礦再磨工藝流程，並以碳酸鈉作為銅鉛混合粗選的pH值調整劑，乙基黃藥+Z-200作為捕收劑，獲得了非常理想的指標。銅鉛混合精礦和鋅精礦的含砷量都降至0.5%左右，精礦中各有用金屬的回收率均達到90%以上。
4 、結 語
綜上所述，銅砷的浮選分離一直是 選礦領域的一大難題。針對這一難題，國內外選礦工作者經過多年的研究，在銅砷浮選分離新藥劑和工藝流程方面都取得了較大的進展，總結出了銅砷浮選分離的幾種有效途徑，其中砷礦物高效抑制劑的研究與應用，一定程度上解決了一些選廠銅精礦降砷的問題，為企業創造了較大的經濟效益。隨著銅礦資源的不斷開採和利用，礦石性質簡單、雜質含量少的易選銅礦資源越來越少，因此對於難選高砷銅礦浮選分離的進一步探索和研究顯得尤為重要。目前，為了更加有效地回收利用銅礦資源，降低銅精礦含砷量，實現銅砷的浮選分離，我們除了應該加強新藥劑的研製與開發，特別是目前進展相對緩慢的銅砷分離的高效選擇性捕收劑的研製與開發外，還必須加強銅砷浮選分離的新工藝、新方法的研究和探索。
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