国外某高云母难处理氧化铜矿选矿工艺研究.pdf
第3 7 卷第2 期 有色金属材料与工程 N O N F E I 浪0 盯SM E T A LM A T E R L 也SA N DE N G I N E E R I N G V 0 1 .3 7N o .22 0 1 6 文章编号1 0 0 5 2 0 4 6 2 0 1 6 0 2 0 0 2 8 0 6 国外某 - _ _ J L - l 局五 D O I 1 0 .1 3 2 5 8 /j .c n k i .n l n n l e .2 0 1 6 .0 2 .0 0 5 母难处理氧化铜矿选矿工艺研究 徐启云1 , 肖骏2 ,杨建文2 ,董艳红2 1 .洛宁华泰矿业开发有限公司,河南洛阳4 7 1 7 0 0 ;2 .湖南有色金属研究院 复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室,湖南长沙4 1 0 1 0 0 摘要针对国外某高云母氧化铜矿开展选矿工艺研究.经工艺矿物学研究得知,以白云母为主的脉石 矿物,与目的矿物在选矿时发生竞争吸附,在中矿中反复循环,致使铜精矿产出困难,闭路难以实现金 属量的平衡等情况,在选矿工艺流程试验基础上,确定采用预先脱除云母一云母精矿磁选一氧化铜浮 选的工艺流程.通过镜下检测发现,预先脱除的云母精矿中含有部分被褐铁矿包裹的微细粒黄铜矿, 所以采用强磁法处理云母精矿,获得了磁选精矿含C u 质量分数,下同 1 0 .5 5 %,C u 回收率0 .9 9 %,浮 选铜精矿含C u2 0 .1 4 %,C u 回收率为8 4 .7 6 %的较好的选别指标,对同类矿床回收有价金属有一定的 参考价值. 关键词云母;氧化铜;难处理;磁选 中图分类号T D9 5 2文献标志码A B e n e f i c i a t i o nTechnicalBeneficiationT e c h n i c a l R e f r a c t o r yC o p p e r S t u d yo nO n eH i g hM i c a O x i d eO r eO v e r s e a s X UQ i y u n l ,X l A OJ u r F ,Y A N GJ i a n w e r .1 2 ,D O N GY a n h o n 9 2 1 .L 伽r d n gH u a t a iM i n i n gD e v e l o p m e n tC o .,L t d .,L u o y a n g4 7 17 0 0 ,C h i n a ;2 .H u n a nP r o v i n c i a l K e yL a b o r a t o r yf o rC o m p l e xC o p p e rL e a dZ i n cA s s o c i a t e dM e t a lR e s o u r c e sC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n H u n a nR e s e a r c hI n s t i t u t e 如rN 咖一知r m 船M e t a l s ,C h a n g s h a4 1 0 1 0 0 ,C h i n a A b s t r a c t ,n l ei n v e s t i g a t i o no nt h ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g ys t u d yw a sc o n d u c t e do nah i g h - m i c ar e f r a c t o r y c o p p e ro x i d eo r e .T h r o u g ht h es t u d yo fp r o c e s sm i n e r a l o g y 。i tc a nc o n c l u d et h a tt h eg a n g u em i n e r a l 、 r i m m a i nw h i t em i c aa n dt h ep u r p o s em i n e r a l so c c u rc o m p e t i t i v ea d s o r p t i o ni nt h eo r ed r e s s i n g .I t c y c l e s r e p e a t e d l yi nt h em i d d l i n go r e ,l e a d i n gt op r o d u c et h ec o p p e rc o n c e n t r a t ed i f f i c u l t l y ,a n dt h ec l o s e dc i r c u i ti s d i f f i c u l tt or e a l i z et h eb a l a n c eo ft h ea m o u n to fm e t a la n dS Oo n .B a s e do nt h em i n e r a l o g i c a la n a l y s i s ,t h e m i n e r a lp r o c e s s i n gf l o ws h e e ti n c l u d i n gr e m o v a lo fm i c ai na d v a n c e - m a g n e t i cs e p a r a t i o nf o rm i c a c o n c e n t r a t e - c o p p e ro x i d ef l o t a t i o nw a sd e t e r m i n e d .B ym i c r o w _ o p i ce x a m i n a t i o n ,t h em i c ac o n c e n t r a t ew h i c h w a sr e m o v e di na d v a n c e dc o n t a i n ss o m em i c r o - f i n ec h a l c o p y r i t e sw r a p p e db yl i m o n i t e ,t h u sm a g n e t i c m e t h o dw a sa d o p t e dt od e a lw i t ht h em i c ac o n c e n t r a t e ,t h es t u d yo b t a i n e dag o o dc h o o s i n gi n d e xo ft h e m a g n e t i cc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g1 0 .5 5 % m a s sf r a c t i o n C u ,a n dt h er e c o v e r yo fC ui s0 .9 9 %,f l o m f i o n 收稿日期2 0 1 6 0 1 2 0 基金项目科研院所专项基金资助项目 2 0 1 0 E G l l 5 0 6 9 作者简介徐启云 1 9 8 2 ,男,工程师,主要从事选矿、选矿现场生产管理、环保及资源综合利用等方面的研究.E - m a i l x u q i y u n _ 1 9 8 2 1 6 3 .c o m 通信作者肖骏 1 9 8 7 ,男,工程师,主要从事选矿工艺及试验等方面的研究.E - m a i l x i a o j u n 0 0 0 9 1 1 2 6 .c o m 万方数据 第2 期 徐启云,等国外某高云母难处理氧化铜矿选矿工艺研究 c o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g2 0 .1 4 %C u ,t h er e c o v e r yo fC ui s8 4 .7 6 %.I tp r o v i d e sac e r t a i nr e f e r e n c ev a l u ef o r t h er e c o v e r yo fv a l u a b l em e t a lo nt h e , s a m eo r ed e l m s i t . K e y w o r d s , m i c a ;c o p p e ro x i d eo r e ;r e f r a c t o r y ;m a g n e t i cs e p a r a t i o n 难处理复杂氧化铜矿床因其复杂的成矿条件而 普遍难选[ 1 ] .国内外难处理复杂氧化铜多具有高氧 化率、高结合率、高泥质、细粒嵌布不均匀[ 2 | 、矿物组 成和结晶类型复杂等共性特点[ 3 ] .此外,部分产地的 氧化铜矿物还有易浮脉石矿物含量高等特性.常见 的易浮脉石主要以滑石类、帘石类、云母类等层状硅 铝酸盐脉石为主[ 4 ] ,其中层状的云母矿物具有表面 光滑、药剂附着力强等特点r 5 ] ,其在氧化铜浮选过程 中,与常规的氧化铜捕收剂发生竞争吸附,导致浮选 药剂用量大,同时云母在矿浆中易被疏水泡沫夹杂 至氧化铜精矿中,造成氧化铜精矿产出困难.为了最 大限度地降低易浮云母对氧化铜选矿过程中选矿指 标的影响∞] ,国内外的选矿科技工作者进行了大量 的工作[ 7 。10 | ,主要有 1 在不影响氧化铜浮选指标 条件下采用筛析、机械剥离、浮选等方法对云母矿物 进行预先脱除[ 7 1 ; 2 开发新型环保的云母矿物抑 制剂在合理的药剂制度条件下,实现氧化铜与云母 矿物的高效分离.本文针对刚果金某地高云母难处 理氧化铜矿,通过预先浮选脱除云母的方式降低了 云母矿物流程的稳定性和选矿指标的影响,在获得 较好的氧化铜选矿指标的同时对比了几种云母矿物 中铜钴金属的回收方法,为高云母氧化铜矿资源的 高效回收提供了有价值的参考依据. 1矿石性质 1 .1 原矿组成及主要目的金属赋存状态 原矿多元素分析结果如表1 所示,主要目的金 属铜的化学物相如表2 所示,原矿中主要矿物组成 及相对含量如表3 所示. 表1 原矿多元素分析结果 T a b .1M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr a wo r e% 表3 原矿主要矿物组成及相对含量 T a b 。3M a i nm i n e r a lc o m p o s i t i o na n di t sr e l a t i v e c o n t e n to ft h er a wo r e% 矿物名称含量矿物名称含量 含钴 1 .6 0 水钴矿 0 .0 5 黄铁矿 不含钴0 .3 0金红石0。20 孔雀石、蓝铜矿 2 .6 0 闪锌矿、方铅矿 0 .O l 斑铜矿0 .8 0白云石、方解石 3 5 .0 0 辉铜矿、蓝辉铜矿0 .6 0石英 2 0 .0 0 铜蓝0.10白云母、绢云母 3 0 .0 0 黄铜矿0 .2 3 绿泥石3 .3 0 硅孔雀石0 .1 0黏土矿物类2 .0 0 赤铁矿、褐铁矿 1 .3 0 其他 1 .0 0 由表1 、表2 、表3 可看出,矿石中主要可回收的 元素为铜、钴,品位分别为2 .1 4 %、0 。1 4 %,铜的主要 赋存状态为自由氧化铜,该矿氧化率较高.金属矿物 有孔雀石、黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、褐铁 矿、赤铁矿等,少量或微量的黄铜矿、铜蓝、金红石、水 钴矿、蓝铜矿、闪锌矿、方铅矿等;脉石矿物主要有白 云母、石英、绢云母、菱镁矿、绿泥石、黏土矿物等. 1 .2 矿石难选原因分析 由原矿多元素分析及物相分析结果可看出,矿 石中的铜和钴均可以作为综合回收利用的对象,铜 的主要赋存状态为可浮性较好的孔雀石及蓝铜矿 等,脉石矿物主要为层状的白云母,而云母矿物的天 然可浮性极好,其在氧化铜浮选过程中造成的影响 主要有如下 1 云母易与孑L 雀石、黄铜矿等目的矿 万方数据 有色金属材料与工程 2 0 1 6 年第3 7 卷 物和黄药发生竞争吸附,增大总捕收剂的用量; 2 云母矿物可被机械夹杂至氧化铜浮选精矿中, 导致精矿品位下降; 3 在小型闭路试验中,由于云 母矿物在中矿中反复循环,致使铜精矿产出困难,闭 路难以实现金属量的平衡. 2 选矿工艺流程的确定及试验研究 2 .1选矿原则工艺流程的确定 由工艺矿物学分析可知,影响该难选氧化铜矿 选矿工艺的确定,除了矿石中铜的赋存状态和嵌布 特征外,原矿中高达3 0 %的云母矿物亦是影响选矿 工艺流程的重要因素,所以应采用合理的工艺尽可 能的消除云母矿物的影响。在大量的探索试验的基 础上,确定了预先脱除云母一氧化铜浮选的原则工 艺流程,试验原则流程如图1 所示. [ 匠 ’ t ........................一......_ J 1 ...............................................,...............。,..._ j ’ 匦壶因’压巫圃 I [ 圈 图1 试验原, 贝J l r 艺流程 F i g .1P r i n c i p l ep r o c e s sf l O Ws h e e to ft e s t 2 .2 脱云母及云母中铜的回收 2 .2 .1 浮选脱除云母对比试验 该矿中的云母矿物主要为白云母和绢云母, 其中白云母单晶粒度一般为0 .0 3 - - 0 .1m m ,部分 粗粒者可以达到0 。5m m 以上。绢云母单晶粒度为 0 .0 1 ~0 .1m m ,粗粒者可达0 .1 ~0 .3m l T l 或以 上.相比于常规的大片状的金云母矿床,本矿石中 的云母矿物采用形状选矿、手选法不能将云母矿 物回收,所以采用浮选法处理.浮选脱除云母捕收 剂对比试验流程如图2 所示,试验结果以C u 、C 0 在云母精矿中的损失为依据,所得结果如表4 所示. 原矿 铜精矿 尾矿 图2 浮选脱云母捕收剂对比试验流程 F i g .2C o n t r a s t i n gf l o w s h e e tf o rc o l l e c t o r s c o n d i t i o ni nm i c af l o t a t i o n 表4 浮选脱云母捕收剂对比试验结果 7 白6 .4C o m p a r a t i v et e s tr e s u l t so fd i f f e r e n tm i c ac o l l e c t o r s彩 由表4 可看出,使用不同的云母捕收剂处理该 矿石,均可脱除一个以云母为主的云母精矿.由于原 矿中有部分天然可浮性较好的原生硫化铜矿物,所 以有部分铜、钴损失在云母精矿中.云母捕收剂的选 择既要考虑云母的脱除的效率,又要避免铜钴金属 在云母精矿中过多的损失.对比M I B C 、十二烷基磺 酸钠、醋酸胺3 种捕收剂,M I B C 为杂醇类起泡剂, 其实际上无捕收的效果.云母在矿浆的上浮形式主 要以机械夹杂泡沫黏附,对矿浆溶液环境影响最小, 且云母精矿产率达到了7 .9 2 %,脱除效果较醋酸胺 万方数据 第2 期徐启云,等国外某高云母难处理氧化铜矿选矿工艺研究 3 1 好,使用十二烷基磺酸钠其对氧化铜矿物有一定的 捕收作用,损失在云母精矿中铜回收率较大,所以 M I B C 是浮选脱除云母最适捕收剂. 2 .2 .2 云母精矿镜下检测 云母精矿中含协c u 1 .0 7 %、W c o O .0 3 % 质 量分数,下同 ,通过偏光显微镜镜下检测分析云母 精矿中铜矿物的赋存状态如图3 、图4 所示. 图3 黄铜矿 C c p 与黄铁矿 P y 交代嵌生在 绢云母 B n 基底,含少量褐铁矿 I 。i m F i g .3C o p p e ra n dp y r i t ea r ee m b e d d e di ns e r i c i t e B n s u b s t r a t e ,c o n t a i n i n gas m a l la m o u n to fl i m o n i t e s L i m 图4 黄胶状褐铁矿 L i r a 包裹白云母 Q 和 微细粒黄铜矿 C c p F i g .4J e l l i e dl i m o n i t e sw r a p p e db ym u s c o v i t e Q a n d m i c r o - f i n ec h a l c o p y r i t e { C c p 由图3 可看出,云母精矿中除了白云母、绢云母 外、还含有部分微细粒的无捕收剂可浮性较好的黄 铜矿等含同矿物.同时有部分褐铁矿等弱磁性矿物, 这些弱磁性矿物多见与云母、微细粒黄铜矿包裹或 交代 见图4 . 2 .2 .3 云母精矿中铜的回收 云母精矿含叫c u 1 .0 7 %、W G 。 O .0 3 %,损失 在云母精矿中的C u 回收率为3 .6 6 %,电镜下检测 可看出,云母精矿中的铜矿物主要以微细粒的黄铜 矿为主,且该部分铜矿物与云母、褐铁矿等矿物交 代、包裹现象较为严重.为了实现对云母矿物中的铜 金属的最大限度的回收,研究对比了浮选和强磁对 云母中铜的回收效果,对比试验流程如图5 、图6 所 示,所得结果如表5 所示. 药剂用量单位 时间单位r a i n 云母精矿 胶5 0 药2 0 铜精矿尾矿 图5 浮选法回收云母中的铜试验流程 F i g5 F l o w s h e e to fr e c o v e r yo fc o p p e r f r o m m i c ab yf l o t a t i o n 磁 云母精矿 高梯度磁选。1 .7 5 1 图6 F i g .6 尾矿 磁选法回收云母中的铜试验流程 F l o w s h e e to fr e c o v e r “ o fc o p p e r f r o mm i c ab ym a g n e t i c 由表5 可看出,采用浮选法处理云母精矿,不能 使该精矿中的铜矿物得到有效的富集,这是由于云 母精矿中的铜矿物以可浮性较差的微细粒黄铜矿, 以及被脉石包裹的黄铜矿为主,所以采用浮选的方 法不能有效将云母中的铜矿物回收.由图3 、图4 可 看出,云母精矿中有部分弱磁性的褐铁矿与黄铜矿 的连生体及包裹体,采用磁选法可以得到一个含 们Q l 1 0 .7 4 % 质量分数 的磁精矿产品. 2 .3 氧化铜浮选试验 2 .3 .1氧化铜捕收剂种类条件试验 试验对比了几种常规氧化铜捕收剂对该矿中的 氧化铜捕收效果,试验流程如图2 所示.固定磨矿细 度为小于O .0 7 4m m 占6 9 .8 4 %,云母捕收剂加正j C 用 量为2 2g /t ,云母浮选尾矿进入氧化铜浮选作业,硫 化钠作为硫化剂,用量为20 0 0g /t ,松醇油为起泡剂, 以捕收剂种类为变量,所得结果如表6 所示. 由表6 可看出,在相同用量的条件下,使用长链 的黄药对硫化后的孔雀石有较好的捕收作用,其中 使用丁黄药做捕收剂时所得铜精矿中铜的回收率与 使用戊黄药时接近,但铜精矿品位更高,有利于后续 的精选,所以丁黄药为该矿最适捕收剂. 万方数据 有色金属材料与工程 2 0 1 6 年第3 7 卷 表5 不同方式回收云母中的铜对比试验结果 T a b .5C o m p a r a t i v et e s tr e s u l t so fd i f f e r e n tw a y st or e c o v e rc o p p e rf r o mm i c a % 产品名称 产率弋i 夏_ 一1 i 飞 品位 作业回收率 备注 铜精矿 2 6 .9 90 .8 8 0 .0 42 3 .3 41 7 .4 4 尾矿 7 3 .0 11 .0 7 0 .0 77 6 .6 68 2 .5 6 浮选法 云母精矿 1 0 0 .0 01 .0 20 .0 6 1 0 0 .0 01 0 0 .0 0 磁选精矿 2 .6 81 0 .7 40 .1 72 8 .4 68 .3 3 磁选中矿 7 .5 31 .5 00 .0 7 1 1 .1 7 9 .6 3 m 、& 磁选尾矿 8 9 .7 90 .6 80 .0 56 0 .3 78 2 .0 4 云母精矿 1 0 0 .0 01 .0 10 .0 51 0 0 .0 01 0 0 .O O 表6 捕收剂种类条件试验结果 T a b .6R e s u l t so fc o l l e c t o rk i n d s % 2 .3 .2 硫化钠用量条件试验 采用硫化钠硫化一长链黄药浮选是处理氧化铜 矿的主要方法.硫化钠在氧化铜矿物浮选中的主要 作用有四一是增强矿物表面疏水性;二是加快捕收 剂吸咐速率;三是改变捕收剂的吸咐形式;四是稳定 经捕收剂作用后的氧化铜矿物表面[ 8 ] .由于过量的 硫化钠会抑制硫化后的氧化铜矿物,所以在试验中 需严格控制硫化钠的用量.氧化铜粗选硫化钠用量 条件试验流程如2 所示.固定磨矿细度为小于 0 .0 7 4m m 占6 9 .8 4 %,云母捕收剂M I B C 用量为 2 2g /t ,云母浮选尾矿进入氧化铜浮选作业,丁黄药 为氧化铜捕收剂,用量为1 2 0g /t ,松醇油为起泡剂, 硫化钠的用量为变量.所得结果如图7 所示. 由图7 可看出,随着硫化钠用量的增大,铜精矿 中金属品位和金属回收率均有明显提高,当硫化钠 用量大于2O O Og /t 时,铜回收率有所下降,所以铜 粗选硫化钠最适用量为2O O Og /t . 摹 \ 鼯 擎 百 哩 d j晕 婆 器 l0 0 0l5 0 020 0 025 0 030 0 035 0 040 0 0 硫化钠用量/ g t 1 图7 硫化钠用量条件试验结果 F i g .7R e s u l t so fs o d i u ms u l f i d ed o s a g et e s t 3 全流程闭路试验 在已有的条件试验的基础上进行了浮选脱除云 母一云母精矿强磁一氧化铜浮选全流程闭路试验, 试验流程如图8 所示,所得结果如表7 所示. 跎舳鸺%N陀加铝的矾 万方数据 第2 期徐启云,等国外某高云母难处珲氧化铜矿选矿T 艺研究 原矿 药剂用量单位∥t 人磨矿细度小于o0 7 4n l n l 占6 98 4 % 浮选及搅拌时间单位r a i nL ~ 1 } M I B c 2 2 云母浮选 尸詈詈詈号詈詈号 磁选l7 5T 2 磁 尾矿 冰硫化钠20 0 0 | 丁黄药 2 8 油1 2 0 3 3 铜粗选 图8 全流程闭路试验 F i g .8C o m p l e t ef l o wc l o s e dc i r c u i tt e s t 表7 全流程闭路试验结果 T a b .7C o m p l e t ef l o wc l o s e dc i r c u i tt e s tr e s u l t s% 4结论 1 该矿床属于典型的难处理氧化铜矿,其可综 合回收的元素为C u 、C o ,其中铜的主要赋存状态为可 浮性较好的自由氧化铜,可预测,在合理的工艺流程 和药剂制度下,可获得较好的选矿指标,然而,原矿中 含有高达3 0 %的易浮的层状云母矿物,其在氧化铜 浮选过程中会极大地干扰氧化铜精矿的产出. 2 该矿中的云母矿物主要为白云母和绢云 母,选用M I B C 可预先将其脱除.通过对云母精矿进 行镜下检测,可看出云母精矿中夹杂着部分微细粒 的黄铜矿和黄铜矿与其他脉石矿物的连生体. 3 由于云母精矿中含有部分弱磁性褐铁矿与 微细粒黄铜矿包裹体,采用强磁处理含铜的云母精 矿可得到一个含Ⅲc 。 1 0 .5 5 %的铜精矿,可进一步 提高该矿的产出价值. 4 研究确定了预先脱除云母一云母精矿强磁一 尾矿 氧化铜浮选的工艺流程,全流程闭路试验获得磁选精 矿含WQ I 1 0 .5 5 %,C u 回收率0 .9 9 %,浮选铜精矿含 彬Q I 2 0 .1 4 %,C u 回收率为8 4 .7 6 %的选矿指标. 参考文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] E 1 0 ] 王凯,崔毅琦,童雄,等.难选氧化铜矿石的选矿方法 及研究方向E J ] .金属矿山,2 0 1 2 8 8 0 8 3 . 陈代雄,张汉彪,薛伟,等.含有共伴生金属的高氧化 率复杂铜矿的选矿方法中国,C N l 0 3 1 4 3 4 4 7 A [ P ] . 2 0 1 3 0 6 1 2 . 李荣改,宋翔宇,乔江晖,等.含泥难选氧化铜矿石选 矿工艺研究E J ] .矿冶工程,2 0 0 8 ,2 8 1 4 6 5 0 . 陈代雄,祁忠旭,杨建文,等.含易浮云母的复杂铜铅锌矿 分离试验研究[ 『] .有色金属 选矿部分 ,2 0 1 3 5 1 5 . 邓春虎,肖骏,陈代雄,等.云南某高云母难处理铜锌 矿选矿工艺研究E J ] .云南冶金,2 0 1 5 ,4 4 4 1 5 2 1 . 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