河北某难选铜铁矿选矿试验研究.pdf

2 0 1 9 年第4 期 有色金属 选矿部分 4 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 4 ．0 0 9 河北某难选铜铁矿选矿试验研究 周海欢 中钢石家庄工程设计研究院有限公司，石家庄0 5 0 0 0 0 摘要河北某铜铁矿原矿铁品位2 6 ．1 2 ％，铁矿物嵌布粒度细．铜品位低 0 ．2 4 ％ 、氧化率高 3 6 ，4 7 ％ ，且伴生硫化 锌，属于高氧化、嵌布粒度细的难选铜铁矿。通过试验研究，确定采用“先浮后磁”联合工艺流程，对铜、锌浮选分离，重点进行 组合抑制剂试验，磁铁矿采用粗精矿再磨。试验最终获得铜精矿品位1 6 ．5 3 ％、回收率4 7 ．4 3 ％，锌精矿品位4 7 ．】9 ％、回收率 8 1 ．3 9 ％，铁精矿品位6 3 ．9 2 ％、回收率8 6 ．2 1 ％的技术指标。 关键词铜铁矿；先浮后磁；组合抑制剂 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 5 1 文献标志码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 4 0 0 4 5 0 4 E x p e r i m e n tR e s e a r c ho nM i n e r a lP r o c e s s i n gT e c h n o l o g yf o rR e f r a c t o r y C o p p e r - i r o nO r ef r o mH e b e i Z h o uH a i h u a n S i n o s t e e lE n g i n e e r i n gD e s i g n R e s e a r c hI n s t i t u t eC o ．，L t d ．，S h i j i a z h u a n g0 5 0 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t Ac o p p e r i r o no r ef r o mH e b e ib e l o n g st Or e f r a c t o r yc o p p e r i r o no r ew i t hh i g ho x i d a t i o nl e v e l a n df i n em o s a i cs i z e ，r a wo r ec h a r a c t e r i s t i c so fw h i c hi si r o ng r a d eo f2 6 ．12 ％，f i n ei r o nm i n e r a l s ，C ug r a d e o f0 ．2 4 ％，h i g ho x i d a t i o nl e v e lo f3 6 ．4 7 ％a n dc o n c o m i t a n tz i n cs u l f i d em i n e r a l ．T h r o u g he x p e r i m e n t a l s t u d y ，t h ec o m b i n e dp r o c e s so ff l o t a t i o np r i o r i t ya n dm a g n e t i cs e p a r a t i o nl a t e rw a sa d o p t e d ，t h ef l o t a t i o n s e p a r a t i o no fc o p p e ra n dz i n cf o c u s e do nc o m b i n a t i o ni n h i b i t o r ，t h er e g r i n d i n ga n dr e s e p a r a t i o np r o c e s s w a sa d o p t e df o rr o u g hc o n c e n t r a t eo fm a g n e t i t e ．T h et e s to b t a i n e dc o p p e rc o n c e n t r a t ew i t hc o p p e rg r a d eo f 16 ．5 3 ％，c o p p e rr e c o v e r yo f4 7 ．4 3 ％，z i n cc o n c e n t r a t ew i t hz i n c g r a d eo f4 7 ．19 ％，z i n cr e c o v e r y o f 8 1 ．3 9 ％，a n di r o nc o n c e n t r a t ew i t hi r o ng r a d eo f6 3 ．9 2 ％，i r o nr e c o v e r yo f8 6 ．2 1 ％． K e yw o r d s c o p p e r i r o no r e ；f l o t a t i o np r i o r i t ya n dm a g n e t i cs e p a r a t i o nl a t e r ；c o m b i n a t i o ni n h i b i t o r 随着矿业经济的逐步发展，易选铜矿、铁矿资源 日渐匮乏，难选铜铁矿资源的开发与利用已经成为 必然趋势。对低品位、细颗粒的难选铜铁矿进行资 源综合利用‘1 。3 。，将资源优势转化为经济优势，对促 进我国矿业经济的发展与建设具有重要意义。 原矿性质 为探明矿石性质，对原矿进行岩矿鉴定、化学成 分分析、物相分析。原矿化学成分分析结果见表1 ， 铁的物相分析结果见表2 ，铜的物相分析结果见表 3 ，锌的物相分析结果见表4 。 化学分析结果表明，元素铜、铁、锌具有回收价 值，有害元素硫、砷含量较低；物相结果表明，铁主要 以磁铁矿为主，约占总铁含量的8 7 ．4 7 ％；铜主要以 自由氧化铜和原生硫化铜为主，分别占总铜含量的 3 6 ．4 7 ％和4 5 ．9 6 ％；锌主要以硫化锌为主，约占总锌 含量的9 4 ．1 9 ％；岩矿鉴定表明，磁铁矿嵌布粒度不 均匀、粒度粗细不等，会增加磨矿成本；黄铜矿存在 两种嵌布状态，一种与脉石矿物、磁铁矿及石墨接触 较简单，容易解离，另一种粒度细小，包嵌在闪锌矿 中，不宜解离；多数闪锌矿与磁铁矿、黄铜矿及石墨 连生或伴生，这部分较易解离；少数闪锌矿颗粒中包 有黄铜矿，这部分较难解离。 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 5 6 4 0 1 3 。 收稿日期2 0 1 9 0 1 - 1 6修回日期2 0 1 9 - 0 卜3 0 作者简介周海欢 1 9 8 8 一 ，男，江西九江人，工程师．从事选矿工艺研究与设计工作。 万方数据 4 6 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第4 期 表4 T a b l e4 项目硫化锌硫酸锌氧化物其他锌合计 含量 1 ．5 90 ．0 0 60 ．0 5 60 ．0 3 61 ．6 8 8 分布率 9 4 ．1 90 ．3 63 ．3 22 ．1 31 0 0 ．0 0 2选矿工艺试验研究 由矿石性质可知，矿石中铜、铁、锌的赋存状态 主要为黄铜矿、磁铁矿和闪锌矿，回收黄铜矿、磁铁 矿和闪锌矿可采用“先磁后浮”或“先浮后磁”两种工 艺流程[ 4 吨] 。探索试验结果表明1 “先磁后浮”流程 中，铁精矿中含铜较高，导致铜回收率偏低；2 浮选 时，铜精矿品位低，需添加抑制剂提高铜精矿品位； 3 浮选仅添加脉石的抑制剂时，铜浮选效果差。同 时添加脉石的抑制剂和锌的抑制剂，铜浮选矿化效 果较好。因此，试验拟定“先浮后磁”原则流程，铜锌 依次浮选，并添加组合抑制剂。 2 ．1 磨矿细度 为考察磨矿细度对铜精矿、锌精矿及铁精矿的 影响，试验进行不同磨矿细度，试验流程见图1 ，试验 结果见图2 。 由图2 可知，随着磨矿细度增加，T F e 、Z n 回收 率逐渐下降，细度超过一7 4 肚m 占6 6 ．7 ％时，Z n 回 收率下降较快；随着磨矿细度增加，C u 回收率先增 加后降低，细度为一7 4 肛m 占6 6 ．7 ％时，C u 回收率 最高；铁精矿品位随着磨矿增加而提高，铁粗精矿需 再磨才能获得合格铁精矿。综合考虑铜精矿、锌精 矿、铁精矿的选矿指标，适宜的磨矿细度为一7 4 ／_ t m 含量6 6 ．7 ％左右。 磨 3 ≥, C M C 变量 3 ≥水玻璃 3 N a 2 S 变量 3 Z n S O , 2 丁基黄药3 5 2 松醇油1 8 铜精矿 尾矿 单位g t 选时间单位r a i n ，下同 图1 条件试验流程图 F i g ．1 F l o wc h a r to fc o n d i t i o n a lt e s t 细度 - 7 4l a ．m 占，％ 图2 磨矿细度试验结果 F i g ．2 T e s tr e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s s 2 ．2 抑制剂试验 矿石中脉石为粒硅镁石和白云石的矽卡岩矿物 组合，单加捕收剂容易造成泡沫厚、无终点、铜精矿 品位低的现象。为了提高铜锌的品位，试验选用 石灰作为矿浆调整剂，水玻璃 C M C 、N a 。S Z n S O 。 ％眦躲‰析鲫分托棚吣的舱锌㈨鸲P 万方数据 2 0 1 9 年第4 期周海欢等河北某难选铜铁矿选矿试验研究工艺试验研究 4 7 作为组合抑制剂，丁基黄药作为捕收剂，松醇油作为 起泡剂。试验流程见图1 ，试验结果见图3 ～4 。 图3 水玻璃 C M C 条件试验结果 F i g ．3 T e s tr e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t e ＆C M C 由图3 可知，随着水玻璃 C M C 用量增加，铜 回收率增加，铜品位降低，锌回收率和品位均先增加 后降低，综合考虑铜、锌指标，选择水玻璃1k g ／t C M C2 0 0g ／t 为最佳条件。 图4N a 。S Z n S O 。条件试验结果 F i g ．4 T e s tr e s u l t so fN a 2S Z n S 0 4 由图4 可知，随着N a 。S Z n S O 。用量增加，铜 精矿中铜回收率和锌品位下降，锌精矿的锌回收率 先减少后增加，用量超过1k g ／t 时，尾矿中锌含量损 失较大，因此，N a 2 S1k g ／t Z n S O 。8 0 0g ／t 为最佳 条件。 2 ．3 小型闭路试验 选铜、锌的尾矿采用磁选管设备选别磁铁矿，随 磁场强度增加，铁精矿回收率提高，但品位不合格。 为此，试验采用“铁粗精矿再磨 再磁”流程，获得合 格铁精矿试验条件为一段磁场强度1 1 9 ．3 4k A ／m 、 二段磁场强度1 0 3 ．5k A ／m 、铁粗精矿再磨细度 一7 4t t m8 6 ．9 ％。 在浮、磁条件试验完成后，在开路的基础上进行 了小型闭路试验。试验总工艺流程见图5 ，试验结果 见表5 。 表5闭路试验结果 T a b l e5T e s tr e s u l t so fc l o s e dc i r c u i t ／％ 3结论 1 河北某难选铜铁矿铜品位低 0 ．2 4 ％ 、氧化 率高 3 6 ．4 7 ％ ，原矿铁品位2 6 ．1 2 ％，铁矿物嵌布粒 度细，且伴生以硫化锌为主的锌矿物，属于高氧化、 嵌布粒度细的难选铜铁矿。 2 矿石中脉石为粒硅镁石和白云石的矽卡岩矿 物组合，单加捕收剂容易造成泡沫厚、无终点、铜精 矿品位低的现象，为了提高铜锌的品位，试验采用水 玻璃 C M C 、N a 。S Z n S O 。组合抑制剂，获得较好 的试验效果。 3 采用先浮后磁流程，铜、锌依次浮选，铜浮选 采用一次粗选、一次扫选、三次精选流程，锌浮选采 用一次粗选、二次扫选、四次精选的流程，浮选尾矿 经粗磁抛尾后精矿再磨再选，获得铜精矿含铜 1 6 ．5 3 ％、回收率4 7 ．4 3 ％；锌精矿含含锌4 7 ．1 9 ％、 回收率8 1 ．3 9 ％；铁精矿含铁6 3 ．9 2 ％、回收 率8 6 ．2 1 ％。 4 试验中精矿指标并不理想，其中，铜精矿因氧 化率较高导致铜品位、回收率均较低；铁精矿品位也 不是很理想，欲将铁精矿品位稳定在6 5 ％以上，需将 再磨细度增加到一4 5 肚m 占8 5 ％，且回收率下降较 大。在后续工业投产时，需权衡铁精矿价格与生产 成本，取经济效益较好者为最佳。 万方数据 4 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第4 期 原矿 参考文献 图5 闭路试验 F i g ．5 C l o s e dc i r c u i tt e s t [ 5 ] 邱廷省，邱仙辉，尹艳芬，等．铜锌硫化矿浮选分离过程及 [ 1 ] 王运敏．中国黑色金属矿选矿实践[ M ] ．北京科学出版 动力学分析[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 ，3 3 2 4 4 4 7 ． 社，2 0 0 8 1 1 0 ． [ 6 ] 陈建华，冯其明．碱性介质中有机抑制剂对黄铁矿和黄铜 [ 2 ] 陈家模．多金属硫化矿浮选分离[ M ] ．贵州贵州科技出 矿的抑制性能及作用机理[ J ] ．有色金属，1 9 9 8 ，5 0 1 版社，2 0 0 1 1 9 7 - 2 1 5 ． 2 8 3 2 ． [ 3 ] 肖骏，莫振军，陈代雄，等．某矽卡岩铜铁矿综合回收铜铁 [ - 7 1 腓．广西某难选铜锌硫化矿铜锌分离研究与实践 试验研究[ J ] 有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 6 1 5 2 0 ． [ J ] ．矿业研究与开发，2 0 1 5 ，3 5 1 3 9 4 2 ． [ 4 ] 张周位，孙伟，孙磊．云南某难选铜锌硫化矿浮选试验研 [ 8 ] 叶雪均，刘子帅，胡城，等．铜锌硫化矿分离技术研究及进 究[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 1 3 ，3 3 5 2 9 3 2 ． 展[ J ] ．有色金属科学与工程，2 0 1 2 ，3 6 4 4 5 0 ． 万方数据