某地高碳难选氧化铜矿选矿试验研究.pdf

2 6 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第6 期 D O I 1 0 ．3 6 3 9 0 ．i s s n l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 1 ．0 6 ．0 0 7 某地高碳难选氧化铜矿选矿试验研究 王蓓，罗兴，杨晓峰 国土资源部昆明矿产资源监督检测中心，昆明6 5 0 2 1 8 摘要该矿在预先脱碳过程中。黄铜矿随碳质浮出。可利用黄铜矿与碳质密度差异进行碳铜分离。由于近3 0 ％ 的氧化铜矿以吸附状态赋存在褐铁矿中，造成此部分氧化铜难以回收。经多方案试验确定宜采用重选一浮选联合工艺流 程，其最终获得了铜品位1 3 ．0 2 ％、回收率5 7 ．9 5 ％的技术指标。 关键词碳质；黄铜矿；氧化铜；碳铜分离；扫描电镜；电子探针；吸附状 中图分类号T D 9 5 2 ．1文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 1 0 6 - 0 0 2 6 - 0 5 S t u d yo nB e n e f i c i a t i o nT e c h n o l o g yf o rH i g hC a r b o nR e f r a c t o r yC o p p e rO x i d eO r e W A N GB e i ，L U O 圈叼，Y A N GX 1 a o f e n g K u n m i n gM i n e r a lR e s o u r c e sS u r v e i l l a n c eT e s t i n gC e n t r e ，M i n i s t r yo fL a n da n dR e s o u r c e s ， K u n m i n g6 5 0 2 1 8 ，C h i n a A b s t r a c t D u r i n gp r e l i m i n a r yc a r b o ns t r i p p i n gp r o c e s s ，c h a l c o p y r i t ef l o a t sw i t hc a r b o n ．C h a r c o p y f i t ea n d c a r b o nc a nb es e p a r a t e dd u et ot h e i rd i f f e r e n td e n s i t y ．B e c a u s en e a r l y3 0 ％o ft h ec o p p e ro x i d ei sd e p o s i t e di n l i m o n i t e ，i ti sv e r yd i f f i c u l tt or e c o v e rt h i sp o r t i o no fc o p p e ro x i d e ．A f t e rs e v e r a lt e s t s ，t h ep r o c e s so fg r a v i t y - f l o t a t i o ni sd e t e r m i n e dt oa c h i e v eac o p p e rg r a d eo f13 ．0 2 ％a n dar e c o v e r yr a t eo f5 7 ．9 5 ％． K e yw o r d s c a r b o n a c e o u s ；c h a l c o p y r i t e ；c o p p e ro x i d e ；c a r b o n c o p p e rs e p a r a t i o n ；s c a n n i n ge l e c t r o n m i c r o s c o p e ；e l e c t r o np r o b e ；a d s o r p t i o ns t a t e 1 工艺矿物学研究 矿石采自云南某地，矿石金属矿物主要有黄铜 矿、孔雀石、硅孔雀石，主要的硫化铜矿物为黄铜矿、 蓝辉铜矿和铜蓝；主要的脉石矿物为白云石、石 英、碳质、 绢 云母、长石、方解石和磷灰石等。 1 ．1 矿样的结构、构造 矿石多呈灰黑色、少量土黄色，矿石主要由碎 裂变余粉砂泥质结构、微细晶结构、斑状变晶结 构、碎斑一碎粒结构、它形粒状结构、反应边结构、 残余结构、包含结构、固熔体分离结构、胶态隐晶 质结构。在灰黑色矿石中，矿物集合体大致定向排 列，构成矿石的板状构造，同时矿石裂隙发育，常 见矿石中白色石英集合体沿其裂隙分布，脉体中黄 收稿日期2 0 1 l 0 7 2 9 作者简介王蓓 1 9 6 3 一 ，女，云南昆明人．高级工程师。 铜矿、孔雀石、褐铁矿等星散浸染状分布，构成矿 石呈星散浸染状构造。土黄色矿石主要由白云石及 方解石、石英等组成，其集合体无定向排列，构成 矿石的块状构造。 1 ．2 矿石中主要矿物嵌布特征 铜矿物中主要由孔雀石、黄铜矿、少量蓝辉铜 矿、铜蓝、斑铜矿组成。孔雀石为矿石中主要铜矿 物，部分单体呈隐晶质，构成它形粒状集合体，集 合体粒度一般在5 - 2 0 0 斗m ；部分集合体呈束状、 纤状、星散浸染状或细脉状、主要产于矿石裂隙 中，与次生石英、褐铁矿等混杂分布。黄铜矿呈它 形粒状，星散浸染状分布，部分独立颗粒产出，粒 度一般在3 6 0 0 斗m ；其与脉石矿物呈规则一不规 则毗连镶嵌；部分被蓝辉铜矿、褐铁矿、斑铜矿、 铜蓝交代，在其边缘形成反应边状，交代蚀变强烈 万方数据 2 0 1 1 年第6 期王蓓等某地高碳难选氧化铜矿选矿试验研究 2 7 的颗粒残余状于褐铁矿中，偶见其固熔体分离于斑 铜矿中。蓝辉铜矿、铜蓝、斑铜矿粒度一般在3 ～ 3 0 斗m ，主要产于黄铜矿边缘呈反应边状，偶见包 于黄铜矿中或与黄铜矿连生。 自然元素碳含量0 ．5 ％，黑色，矿石中普遍存 在，粒度小于4 恤m ，集合体常呈云雾状、断续线 状，多数产于碳质 绢云母 板岩型矿石中，与绢 云母相间分布，少数在白云石粒间或包于其中。 1 ．3 矿石多元素分析及物相分析 原矿的多元素化学分析结果见表1 ，铜物相分 析结果见表2 。 表2 原矿铜物相分析结果 T a b l e2C h e m i c a la n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e rp h a s e | ％ 物相原生疏化铜中铜次生硫化铜中铜自由氧化铜中铜结合氧化铜中铜总铜 含量0 ．0 40 ．0 8 0 ．6 30 ．1 5 0 ．9 0 占有率4 ．4 4 8 ．8 97 0 ．0 01 6 ．6 7 1 0 0 ．0 原矿铜物相分析结果表明，硫化铜占1 3 ．3 3 ％， 铜氧化率占8 6 ．6 7 ％，属氧化铜矿，其中结合氧化 铜中铜占有率16 ．6 7 ％，不利于铜回收率的提高。 原矿 药剂用龟单位虮 搅拌、浮选时间单位m i l l U 磨矿一7 4 1 _ L m 占8 0 ％ 3 求脱碳剂1 5 0 脱l 碳 尸。。。2 2 5 芎 9 34 N a 2 0 0 0 2 I 活化剂 4 ， 2 I 捕收剂 碳质 l 十松醇油8 0 粗l 选 广苎型气 5 3 | N 稿1 0 0 0 2 丰活化剂 2 术捕收剂 铜精矿 1 木松醇油4 0 2 试验结果与讨论F i g ．1 2 ．1 选矿工艺探索性试验 在探索性浮选铜矿物试验中发现，由于原矿中 碳质含量较高，碳质在浮选过程中吸咐各种浮选药 剂，造成无论是增加磨矿细度，还是提高捕收剂用 量，氧化铜矿可浮性都极差。因此，在浮铜时，首 先应考虑预先脱碳，减少碳吸附浮选药剂对铜浮选 的影响。原矿中黄铜矿粒度一般为3 ～3 0 斗m ，最 大为0 ．0 5m m ，其可浮性较好，黄铜矿随预先脱碳 损失在碳质中。 2 ．2 预先脱碳一浮铜捕收剂探索性试验 该氧化铜矿占有率为8 6 ．6 7 ％，对各类活化剂、 捕收剂敏感度也不同，选别效果不一样。为了寻找 对氧化铜适宜的活化剂、捕收剂，以便提高氧化铜 的选别指标，进行浮铜捕收剂探索试验。其探索试 验流程见图1 ，试验结果见表3 。 从表3 不同药剂探索性试验结果表明，在药剂 方案5 的探索试验中，当新型螯合捕收剂B 一1 3 5 表1 T a b l el f l 噬I 5 2 b 1 5 2 1 2 2 1 1 1 5 皇 4 2j 活化剂 2 I 捕收荆 2 I 松醇油3 0 扫选I I 尸芎] e e l - 尾矿 图1 浮铜捕收剂探索性试验流程 C o l l e c t o re x p l o r a t o r yt e s t i n gp r o c e d u r e sf o r c o p p e rr e c o v e r y 与丁基黄药配合使用时，其铜精矿品位11 ．0 5 ％， 回收率5 0 ．4 6 ％，相对氧化铜矿回收率较高。B 一1 3 5 螯合捕收剂较为适宜此氧化铜矿的回收。 2 ．3 浮选铜尾矿损失率问题分析 在氧化铜矿捕收剂探索试验中发现，尾矿铜损 失率都较高，最高铜损失率达4 4 ．2 0 ％，最低损失 率也3 8 ．9 2 ％；当增加捕收剂用量后，其尾矿损失 率依然没有降低。在此选用试验方案5 的浮选尾矿 进行铜矿损失率研究，以便查找出造成尾矿损失率 高的原因。 浮选尾矿主要由褐铁矿、石英、白云石、方解 石组成。尾矿经重砂鉴定、光薄片显微镜下观察， 未发现铜矿物与其他脉石矿物连生。尾矿中的褐铁 矿呈土状一半金属光泽、胶态隐晶质状，集合体粒 度3 - 6 0 0p m ；褐铁矿单矿物经化学分析含铜高达 0 ．7 ％；将褐铁矿单矿物样品进行1 6 个点扫描电镜 原矿多元素化学分析结果 C h e m i c a la n a l y s i sr e s u l t so fm u l t i - e l e m e n to fr u n - o f - m i n eore／％ T F eSAu*PP bM nC a O M g O A I D 3N a 2 0K 2 0总碳有机碳 3 ．7 60 ．0 6 65 2 ．20 ．2 80 ．0 2 31 ．0 81 2 ．2 38 ．17 ．7 8 1 ．1 0 2 ．5 l5 ．3 40 ．5 4 质暹分数0 ．9 0 ’金品位单位为妒。 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第6 期 表3浮铜捕收剂探索性试验结果 T a b l e3R e s u l to fc o l l e c t o re x p o r a t o r yr e s t i n gf o rc o p p e r r e c o v e r y ，％ 电子探针微区分析，发现褐铁矿颗粒中含铜在 1 ．0 9 ％～1 4 ．5 8 ％，平均含铁4 1 ．2 4 ％，另外还含有少 量硫、钙、铝、磷等，褐铁矿扫描电镜电子探针成 分分析结果见表4 。 表4褐铁矿扫描电镜电子探针成分分析结果 T a b l e4R e s u l to fL i m o n i t eS E Ma n de l e c t r o np r o b e ，％ 4 4 ．2 46 ．1 6 0 ．9 9 0 ．8 83 8 ．5 89 ．1 5 4 2 ．5 35 ．7 4 0 ．7 41 ．“3 8 ．6 61 0 ．1 60 ．6 3 0 ．4 4 加．9 72 ．2 8o ．4 45 3 ．3 42 ．3 4 o ．6 4 4 0 ．8 58 ．3 7 0 ．5 10 ．8 43 9 ．3 89 ．1 2 0 ．9 3 4 3 ．8 93 ．2 24 7 ．1 95 ．7 0 4 2 ．0 86 ．8 23 ．7 03 9 ．8 66 ．1 50 ．8 1 4 2 ．7 87 ．2 71 ．1 43 6 ．3 l 1 1 ．1 6O ．6 3 4 4 ．3 52 ．0 75 1 ．6 61 ．0 9 4 5 ．5 73 ．9 70 ．5 74 0 ．7 08 ．5 10 ．6 8 4 6 ．7 04 ．3 1O ．3 94 3 ．3 41 ．2 22 ．9 9 4 6 ．4 77 ．3 20 ．7 83 4 ．6 99 ．4 21 ．3 1 4 2 ．4 45 ．6 30 A 70 ．6 63 7 ．1 61 3 ．3 30 ．3 2 4 0 ．2 94 ．6 7 0 ．3 0O ．7 73 9 ．3 91 4 ．5 8 4 5 ．8 25 ．4 60 ．5 33 8 ．2 28 ．1 31 ．8 3 4 1 ．8 l5 ．6 6 O ．5 20 ．8 53 9 ．4 41 1 ．7 2 O ．5 7 0 ．8 3 1 64 4 ．1 82 ．8 5 0 ．2 90 ．7 84 1 ．9 26 ．4 2 2 ．2 71 ．2 8 平均4 3 ．4 45 ．1 10 ．2 40 ．8 44 1 ．2 48 ．0 10 ．6 7 0 ．0 3 0 ．2 3 O ．1 9 从浮选尾矿中的褐铁矿单矿物扫描电镜电子探 针成分分析结果看，矿石中部分隐晶质的氧化铜以 吸附状态存在于褐铁矿中，造成近3 0 ％的吸附状铜 矿可选性极差。这也是造成此铜矿回收率偏低、尾 矿中铜损失率过高的主要原因。 2 ．4 铜粗选主要条件试验 2 ．4 ．1 磨矿细度条件试验 由于氧化铜矿硬度较低，“过磨”和“欠磨” 对选铜效果均不好，为了寻找一个适宜的入选细 度，分别考察了一7 4I x m 占6 5 ％、7 5 ％、8 5 ％、 9 0 ％和9 5 ％对选铜效果的影响。磨矿细度条件试验 工艺流程见图2 ，试验结果见图3 。从不同粒度的 铜粗精矿品位及回收率结果可见，此氧化铜矿较为 适宜的磨矿细度为一7 4 “m 占7 5 ％。 原矿 药剂用量单位砂 搅拌、浮选时间单位m i n 量 变量 铜粗精矿尾矿 图2 铜粗选条件优化试验原则流程 F i g ．2 P r o c e s so ft h ep r i n c i p l es e l e c t i o no fc o p p e r 2 ．4 ．2 硫化剂条件试验 氧化铜矿物常用的硫化剂是硫化钠，为了寻找 一个适宜的硫化钠用量，考察了粗选硫化钠用量对 选铜指标的影响。试验结果见图4 。随着硫化钠用 量的提高，铜粗精矿品位呈上升趋势，回收率变化 不明显。综合铜精矿品位和回收率来看，适宜的硫 化钠用量为2k s ／t 。 2 ．4 ．3 捕收剂B 一1 3 5 条件试验 探索试验发现，当采用新型螯合捕收剂B 一1 3 5 时，对氧化铜矿有较好的选择性、捕收性。本试验 考察了粗选B 一1 3 5 用量对选铜指标的影响，试验结 果见图5 。从试验结果来看，B 一1 3 5 用量从5 0 0s ／t 提高至7 0 0g ／t 时，铜精矿回收率不断提高，继续 提高B 一1 3 5 用量至8 0 0g ／t 时，铜回收率已不再提 高。因此，较佳的B 一1 3 5 用量以7 0 0g ／t 为适宜。 2 ．4 ．4 捕收剂丁基黄药条件试验 ●2 3 4 5 6 7 8 9 m n 屹n H 2 万方数据 2 0 1 1 年第6 期王蓓等某地高碳难选氧化铜矿选矿试验研究 ‘2 9 冰 、 翘 暗 堡 谣} 擎 回 图3 磨矿细度条件试验结果 F i g ．3 C o n d i t i o no fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 堡 趔 龉 堡 料 擎 叵 硫化钠用量／C s t - I 图4 硫化钠用量条件试验结果 F i g ．4 T e s tr e s u l t so ft h ec o n d i t i o n sa m o u n to f s o d i u ms u l f i d e 堡 碍 擎 凰 B - 1 3 5 用量／ g t - 图5B 一1 3 5 用量条件试验结果 F i g ．5 T e s tr e s u l t so ft h ea m o u n to fB - 13 5 本试验还考察了粗选丁基黄药用量对选铜指标 的影响，试验结果见图6 。当丁基黄药用量从6 0 朗提高到9 0 卧时，铜回收率提高了3 ．5 4 ％，继续 提高丁基黄药用量，铜精矿回收率提高很少。因 此，适宜的粗选丁基黄药用量为9 0g ，t 。 2 ．5 碳铜分离试验 根据原矿铜物相分析结果，原矿中硫化铜所占比 例为1 3 ．3 3 ％，其中可浮性极好的黄铜矿占4 ．4 4 ％， 这部分黄铜矿随原矿在预选脱碳时，与碳一起浮 至碳产品中，并且难以用浮选分离法分离，造成碳产 品中含铜品位高达1 ．3 8 ％，损失率为5 ．1 l ％。这部分 堡 趔 喀 堡 瓣 娶 回 丁基黄药用量／ g t - q 图6 丁基黄药用量条件试验结果 F i g ．6 T e s tr e s u l t so ft h ec o n d i t i o n sa m o u n to f x a n t h a t e 黄铜矿经显微镜鉴定发现，黄铜矿粒径大部分为 3 3 0 斗m ，其中最大粒径为0 ．0 5n l n l 。由于黄铜矿 密度为4 ．3 4 ．4 ，碳质密度仅为1 ．3 ～1 ．4 ，密度差较 大，可利用重力场分选碳质与黄铜矿。铜碳重力分 离试验流程见图7 ，试验结果见表5 。 碳质 浮选产品 铜精矿中矿 尾矿 图7 重力场铜碳分离流程 F i g ．7G r a v i t yp r o c e s sw i t hc o p p e r , c a r b o ns e p a r a t e d 表5重力场铜碳分离试验结果 T a b l e5R e s u l t so fg r a v i t yp r o c e s sw i t hc o p p e Ec a r b o n s e p a r a t e d ，％ 注表5 中，“给矿”是指原矿经图2 流程选别后获得的“碳质”产物。 从表5 可知。浮选产物“碳质”经重力场铜 碳分离后，铜精矿品位达1 5 ．3 6 ％，作业回收率 6 7 ．1 0 ％，对原矿铜回收率3 ．4 3 ％。铜碳分离尾矿经 磨成光、薄片显微镜下鉴定后发现，尾矿中含有少 部分小于2 斗m 的硫化铜单体。此部分硫化铜粒度 很细，较难与碳质分离。 船鸵虬∞钾铝钉艏非甜 万方数据 3 0 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第6 期 2 ．5 重选一浮选联合闭路流程试验 在含碳氧化铜矿优化条件试验的基础上，进行 重选一浮选联合全流程闭路浮选工艺试验。其闭路 浮选流程见图8 ，闭路试验结果见表6 。 铜碳1 分离 9 铜碳1 分离 硫化铜中矿 原矿 药剂用量单位r o t 搅拌、浮选时间单位m i l l O 一7 4 斗m 占7 5 ％ 3 千N a 2 s 2 0 0 0 2 I cB - 1 3 57 0 0 2 术丁基黄药9 0 粗l 选 尸2 。士2 刁 7 3 | N a S 1 0 0 0 丝k2 2 I ． B 丁- 基1 3 黄5 药3 5 4 5 0 4 II 卜 扫陋I I 广习删。。 2 I B - 1 3 51 7 0 2 I 丁基黄药 扫l 选Ⅱ 铜精矿 尾矿 图8 重选一浮选联合闭路试验流程 F i g ．8 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 在较佳的分选条件下，原矿经碳铜分离、氧化铜 闭路浮选流程选别后，可获得铜精矿产率4 ．0 5 ％、 铜精矿平均品位1 3 ．0 2 ％、回收率5 7 ．9 5 ％、尾矿铜 表6全流程闭路浮选工艺试验结果 T a b l e6R e s u I t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t ，％ 注铜矿回收率为浮选闭路流程与重力场选矿流程之和。 品位0 ．4 0 ％、损失率4 0 ．5 2 ％的技术经济指标。 3 结语 1 虽然在预先脱碳时除去大部分碳质，但是 由于少部分碳质的存在，仍造成铜浮选过程中浮选 捕收剂用量偏大。 2 可浮选较好的黄铜矿在预先脱碳时，随碳 一起浮出。可利用黄铜矿与碳质存在较大的密度差 异回收黄铜矿。 3 矿石中部分氧化铜以吸附状态存在于褐铁 矿中，造成吸附于褐铁矿的氧化铜难以回收利用； 同时这是造成尾矿中铜损失率过高的主要原因。 参考文献 [ 1 ] 陈炳炎．某含碳铜矿的选矿工艺研究[ J ] ．矿产综合利 用，1 9 9 8 4 6 8 ． [ 2 ] 程琼，库建刚，刘殿文，等．氧化铜矿浮选方法研究 [ J ] ．矿产保护与利用，2 0 0 5 5 3 2 3 5 ． [ 3 ] 王淀佐．浮选剂作用原理及应用[ M ] ．北京冶金工业 出版社，1 9 8 2 ． 开通网上在线编审系统启事 为了响应国家新闻出版总署关于加快期刊数字化工作的号召，扩大北京矿冶研究总院期刊的影响力， 加强编辑部的稿源管理，提高工作效率，我院主办的7 种科技期刊网上在线编审系统已经投人使用，请多 年来热心支持我们的行业同仁和广大作者上网投稿，并对系统的使用提出建设性的意见。 侑色金属 矿山部分 网址h t t p ／／y s k s ．b g r i m m ．c n 侑色金属 选矿部分 网址h t t p ／／y s x k ．b g r i m m ．c n 侑色金属 冶炼部分 网址h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 侑色金属工程网址h t t p ／／y s j s g c ．b g r i m m ．e n 缈冶网址h t t p ／／k y ．b g r i m m ．c n 中国无机分析化学网址h t t p ／／z g w j f x h x ．b g r i m m ．c n 燃喷涂技术网址h t t p ／／r p t j s ．b g f i m m ．C l l 万方数据