结核状及砾状大洋富钴结壳浮选工艺研究.pdf

第5 8 卷第4 期 2006 年11 月 有色金属 N O n f e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．5 8 ．N o ．4 N o v e m b e r2 0 0 6 结核状及砾状大洋富钴结壳浮选工艺研究 邵广全，吴沛然，刘万峰，张心平，白秀梅 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要研究结核状及砾状大洋富钴结壳浮选工艺。通过一粗二扫三精浮选流程，应用复合高效的捕收剂Y H S 及高效的调 整剂T H ，有效实现富钴结壳与基岩脉石矿物的浮选分离。闭路浮选结果表明，C 0 和M n 品位分别由原矿的0 ．3 3 9 ％和1 2 ．7 1 ％提 高到精矿的0 ．5 2 0 ％和1 9 ．5 4 ％，回收率分别达到9 6 ．9 6 ％和9 7 ．2 2 ％，钴结壳浮选精矿产率为6 3 ．2 3 ％，抛弃产率为3 6 ．7 7 ％的基 岩脉石尾矿。 关键词选矿工程；富钴结壳；浮选；海底资源；浮选药剂 中图分类号T D 9 2 3 ．7 ；T D 9 5 2 ；T D 8 5 7文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 6 0 4 0 0 5 7 一0 4 在中国大洋协会国际海底区域研究开发“十五” 攻关项目中，在板状结壳的浮选工艺研究的基础上， 研究了结核状及砾状富钴结壳的浮选工艺。 1实验方法 1 ．1 富钴结壳样品 砾状和结核状富钴结壳样品的采样、制备和矿 物组成与板状富钴结壳相同，参见文献[ 1 ] 。结核状 及砾状富钴结壳综合样按表1 方案配制，综合样的 化学成分见表2 。 表1结核状及砾状富钴结壳选矿综合样配样结果 T a b l e1R e s u l to fm i x i n gs a m p l eo fo a r e d a n dg r a v e lC o b a l t r i c hC r u s t 表2 结核状及砾状富钴结壳综合样化学成分 T a b l e2C o m p o s i t i o no fm i x i n gs a m p l eo fc o r e da n dg r a v e lC o b a l t r i c hC r u s t 1 ．2 浮选方案 砾状和结核状富钴结壳的浮选试验方案与板状 富钴结壳相同，参见文献[ 1 ] 。 2 试验结果及分析 2 ．1 磨矿细度试验 结核状及砾状富钴结壳样浮选仍以Y S H 作捕 收剂，首先进行磨矿细度试验，结果见图1 。由图1 可知，当磨矿细度为一0 ．0 7 4 m m 占6 5 ％时浮选指标 较好，故选择该细度进行其他浮选条件试验。 收稿日期2 0 0 6 0 3 一0 8 基金项目国家大洋协会“十五”攻关项目 D Y l 0 5 0 4 一O l 一7 作者简介邵广全 1 9 6 6 一 ．男，内蒙科右前旗人，高级工程师，硕 士，主要从事矿物加工等方面的研究。 C N 用重抓g r 。 图1 磨矿细度浮选试验结果 F i g ．1 T e s tr e s u l to fg r i n d i n gf i n e n e s s 2 ．2 捕收剂Y S H 用量 在磨矿细度为一0 ．0 7 4 m m 占6 5 ％时，进行捕收 剂Y S H 用量试验，结果见图2 。由图2 可知，当捕 收剂Y S H 用量从2 0 0 0 9 ／t 增加到8 0 0 0 9 ／t 时，粗精 矿中钴、锰品位逐渐降低，而回收率逐渐增加，捕收 万方数据 有色金属 第5 8 卷 剂用量为6 0 0 0 9 ／t 时浮选结果较好，故选择捕收剂 Y S H 用量为6 0 0 0 9 ／t 。 毋 国 a 三 术 静 婆 互 捕收剂用量 g r 1 图2 复合捕收剂Y S H 用量试验结果 F i g ．2 T e s tr e s u l to fc o m p l e xc o l l e c t o rY S Hd o s a g e 2 ．3 辅助捕收剂B K 用量 在磨矿细度为一0 ．0 7 4 m m 占6 5 ％时，捕收剂 Y S H 用量为6 0 0 0 9 ／t 条件下，进行辅助捕收剂B K 用量试验，结果见图3 。由图3 可见，当B K 用量从 1 0 0 0 9 ／t 增加到2 0 0 0 9 ／t 时，粗精矿中C o 、M n 的品 位略有降低，但C o 、M n 回收率显著增加。B K 用量 为1 0 0 0 9 ／t 时，粗精矿中C o 、M n 的品位较高，但C o 、 M n 回收率略低，当B K 用量达到2 5 0 0 9 ／t 时，C o 、 M n 的品位变化不大，但C O 、M n 回收率略有下降， 当B K 用量达到1 5 0 0 9 l i t 时，粗精矿中C o 、M n 的品 位较高，分别为0 ．4 4 ％和1 5 ．8 8 ％，C O 、M n 回收率 较高，分别为9 5 ．6 1 ％和9 5 ．6 2 ％，故选择辅助捕收 剂B K 用量1 5 0 0 - - 2 0 0 0 9 ／t 。 术 塑 遁 求 龉 掣 宣 B K 用量他- r 1 图3B K 用量浮选试验结果 F i g ．3 T e s tr e s u l to fB Kd o s a g e 2 ．4 调整剂T H 用量 在磨矿细度一0 ．0 7 4 m m 占6 5 ％，捕收剂Y S H 用量6 0 0 0 9 ／t 、B K 用量1 5 0 0 9 ／t 的条件下，进行调整 剂T H 用量试验，结果见图4 。 由图4 结果可知，随调整剂T H 用量增加，浮选 粗精矿产率逐渐减少，粗精矿中C o 、M n 品位逐渐提 高，C O 、M n 回收率变化不大。当T H 用量为2 0 0 0 g ／t 时，浮选的粗精矿产率为7 7 ．3 8 ％，C O 、M n 品位 分别为0 ．4 3 0 ％和1 5 ．0 8 ％，C O 、M n 回收率分别为 9 6 ．2 1 ％和9 5 ．2 0 ％。再增加T H 用量浮选粗精矿 中C o 、M n 品位和回收率变化不大。因此调整剂 T H 用量以2 0 0 0 9 ／t 为宜。 冰 叠 暑三 ’r H 用萤， g ．t - r 图4 调整剂T H 用置试验结果 F i g ．4 T e s tr e s u l to fr e g u l a t o rT Hd o s a g e 2 ．5 调整剂C N 用量 在磨矿细度一O ．0 7 4 m m 占6 5 ％，捕收剂Y S H 用量 6 0 0 0 9 ／t 、B K 用量1 5 0 0 9 ／t 、T H 用量2 0 0 0 9 ／t 的条件下， 进行调整剂C N 用量试验，结果见图5 。由图5 可见， 添加调整剂C N 未能改善富钴结壳浮选效果，因此结核 状及砾状富钴结壳样浮选不加调整剂C N 。 毋 宜 谴 C N 用量， g c - 。 图5C N 用量浮选试验结果 F i g ．5 T e s tr e s u l to fC Nd o s a g e 2 ．6 开路浮选试验 在条件试验所确定的最佳参数基础上，进行了 全开路浮选流程试验，流程见图6 结果见表3 。 富钻结壳精矿中耐 图6 开路浮选流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fo p e nc i r c u i tf l o t a t i o n 万方数据 第4 期邵广全等结核状及砾状大洋富钴结壳浮选工艺研究 5 9 表3 开路浮选试验结果 T a b l e3T e s tr e s u l to fo p e nc i r c u i tf l o t a t i o n 2 ．7 闭路浮选结果 闭路浮选工艺流程见图7 ，浮选结果见表4 。闭 路浮选试验指标为原矿C o 、M n 品位分别为 0 ．3 3 9 ％和1 2 ．7 1 ％，浮选所得富钴结壳精矿产率为 6 3 ．2 3 ％，C o 、M n 品位分别为0 ．5 2 0 ％和1 9 ．5 4 ％， C o 、M n 回收率分别为9 6 ．9 6 ％和9 7 ．2 2 ％。同时综 合回收了其中的镍和铜，所用浮选工艺钴、锰、镍和 铜的综合回收率达到9 6 ％以上。 原矿 B 样 6 磨矿6 5 ％一0 ．0 7 4 r a m ，‘T H2 5 K 孑f 勰艘| ；B I 懈m 扫遗3 I l , [ T 松S 酵H 徊1 0 0 7 0 5 ．B K 2 s 0 型士々 I 瘟一 ‘ I [ ．l尾矿 l 富钴结壳精矿 表4 闭路浮选试验结果 T a b l e 4R e s u l to fc l o s e dc i r c u i tf l o t a t i o nt e s t 可见所制定的浮选新工艺处理结核状及砾状富 钴结壳，可以取得较好的分离结果，抛弃产率为 3 6 ．7 7 ％的基岩脉石，而且为冶炼从富钴结壳中提取 钴、锰、镍和铜等有价成分提供了优质原料，可以显 著降低冶炼成本。 3结论 通过对结核状及砾状大洋富钴结壳选矿工艺研 究，最终确定一粗二扫三精浮选流程，应用高效的捕 参考文献 收剂Y H S 及高效的调整剂T H ，有效实现富钴结壳 与基岩脉石矿物的浮选分离。闭路浮选结果表明， C o 和M n 品位分别由原矿的0 ．3 3 9 ％和1 2 ．7 1 ％提 高到精矿的0 ．5 2 0 ％和1 9 ．5 4 ％，回收率分别达到 9 6 ．9 6 ％和9 7 ．2 2 ％，钴结壳浮选精矿产率为 6 3 ．2 3 ％，抛弃产率为3 6 ．7 7 ％的基岩脉石尾矿。所 用浮选药剂无毒、且可批量供应。研究结果为海底 富钴结壳资源工业开发提供了选矿技术支撑。 [ 1 ] 邵广全，吴沛然，刘万峰，等．板状大洋富钴结壳浮选工艺研究[ J ] ．有色金属，2 0 0 6 ，5 8 3 8 5 9 0 ． [ 2 ] H i r tWC ，F o o tDG ，S h i r r sM B ．B e n e f i c i a t i o no fc o b a l t - r i c hm a n g a n e s ec r u s t [ J ] ．M a r i n eM i n g ，1 9 8 8 ，7 3 1 6 5 8 0 ． [ 3 ] S u m i t o m oM e t a lM i n i n gC o ．L t d ．R e c o v e r yo fv a l u a b l em e t a l sf r o mc o b a l t r i c hc r u s tb yf l o t a t i o n ．J a p a n J P1 1 3 1 9 6 3 4 [ P ] ． 1 9 9 8 0 5 1 4 ． [ 4 ] H i r tW C ．F l o t a t i o no fc o b a l t r i c hf e r r o m a n g a n e s ec r u s tf r o mt h eP a c i f i cO c e a n [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，1 9 9 1 ，4 5 ／6 5 3 5 5 5 1 ． [ 5 ] 张心平，周秀英，王淑秋，等．太平洋富钴结壳浮选工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 7 ， 3 1 6 ． [ 6 ] 唐林生，林强，张泾生，等．锰结核浸出一矿浆离子浮选工艺的研究镍钴离子浮选试验[ J ] ．有色金属 选矿 部分 ，1 9 9 5 ， 1 5 9 ． [ 7 ] 唐林生，刘佩华，冯柏成，等．锰结核浸出液中铜镍钴离子浮选的溶液化学研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 7 ， 5 9 1 3 ． 万方数据 6 0 有色金属第5 8 卷 R e s e a r c ho nF l o t a t i o no fC o r e da n dG r a v e lC o b a l t - r i c hC r u s tf r o mP a c i f i cO c e a n S H A OG u a n g - q u a n ，W UP e i r a n ，L 儿，W a n - f e n g ，Z H A N GX i n p i n g ，B A IX i u m e i B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n e r a l M e t a l l u r g y ，B e O i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h ef l o t a t i o nt e c h n o l o g yo fc o r e da n dg r a v e lc o b a l t ．r i c hc r u s tf r o mt h eP a c i f i cO c e a ni si n v e s t i g a t e d ．T h e c o b a l t ．r i c hc r u s ti se f f e c t i v e l ys e p a r a t e df r o mt h eb e d r o c kg a n g u eb yt h ef l o w s h e e to fo n er o u g h e rt w oc l e a n e r s t h r e es c a v e n g e r sw i t ht h eh i g h ．e f f i c i e n c yc o l l e c t o rY H Sa n dr e g u l a t o rT H ．I ti si n d i c a t e db yt h er e s u l t so ft h e c l o s e dc i r c u i tf l o t a t i o nt e s tt h a tt h eg r a d e so fC oa n dM na r ei n c r e a s e df r o m0 ．3 3 9 ％a n d1 2 ．7 1 ％i nt h ec r u s tt o 0 ．5 2 0 ％a n d1 9 ．5 4 ％i nt h ec o n c e n t r a t e ，t h er e c o v e r i e so fC oa n dM na r eu pt o9 6 ．9 6 ％a n d9 7 ．2 2 ％，r e s p e c - t i v e l y ．T h ey i e l do fc o n c e n t r a t ei s6 3 ．2 3 ％。a n dt h et a i l i n g sd o m i n a n t l yc o n s i s t i n go fb e d r o c kg a n g u ei sa b o u t 3 6 ．7 7 ％． K e y w o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n g ；c o b a l t r i c hc r u s t ；f l o t a t i o n ；s e a b e dr e s o u r c e ；r e a g e n t 上接第5 6 页，C o n t i n u e df r o mP ．5 6 E x p e r i m e n to nS e t t l i n gV e l o c i t yo fM i n e r a lP a r t i c l e si nF r o t hL a y e r s W E NS h u r u i n g ，Z H O UL i ，W A N GL u n ，Z H O UX i n g - l o n g F a c u l t yo fL “aa n dR e s o u r c eE n g i n e e r i n g ，K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h es e t t l i n gv e l o c i t i e so fg a l e n a ，t i t a n o m a g n e t i t ea n dp y r i t ei nt h ef r o t hl a y e r sa r ed e t e r m i n e d ，a n dt h ee f f e c t so ft h ep a r t i c l es i z ea n dt h es u r f a c eh y d r o p h o b i c i t yo nt h es e t t l i n gv e l o c i t yi nt h ef r o t hl a y e r sa r ei n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e r ei sc r i t i c a lp a r t i c l es i z ei nt h et e s tr a n g e ．T h ec o a r s e ri st h ep a r t i c l es i z e ，t h e h i g h e ri st h es e t t l i n gv e l o c i t yi nt h ef r o t hl a y e r sa b o v et h ec r i t i c a lp a r t i c l es i z e ，a n dv i c ev e r s a ．A n dt h es t r o n g e r i st h es u r f a c eh y d r o p h o b i c i t yo ft h ef i n eg a l e n a ，p y r i t ep a r t i c l e s ，t h es l o w e ri st h es e t t l i n gv e l o c i t yo ft h ep a r t i c l e s i nt h ef r o t hl a y e r s ．T h i ss e t t l i n gr e g u l a ro ft h em i n e r a lp a r t i c l e si sf lf o u n d a t i o no fs e p a r a t i n gm i n e r a l si nt h e f r o t hl a y e r sa c c o r d i n gt ot h es u r f a c eh y d r o p h o b i c i t yo fm i n e r a lp a r t i c l e s ． K e y w o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n g ；s e t t l i n gv e l o c i t y ；f r o t hl a y e r s ；m i n e r a lp a r t i c l e s ；s u r f a c eh y d r o p h o b i c i t y 万方数据