云南某难选铜矿的选矿工艺研究.pdf

2 0 1 2 年第6 期有色金属 选矿部分1 1 d o i l O ．3 9 6 9 ，j ．i s s n ．1 6 7 l 一9 4 9 2 ．2 0 1 2 ．0 6 ．0 0 3 云南某难选铜矿的选矿工艺研究 周晓四1 ，王少东2 ，李志章1 ，彭芬兰- 1 ．昆明冶金高等专科学校，昆明6 5 0 0 3 3 ；2 ．昆明冶金研究院，昆明6 5 0 0 3 1 摘 要云南某铜矿原矿含铜1 ．6 8 ％，铜的氧化率为1 9 ．6 4 ％，其中结合氧化铜占1 3 ．6 9 ％，是一种复杂难选的硫 化铜混合矿。由于铜泡石在矿石中含量较高，难以活化，因而精矿回收率仅为8 0 ％左右。考虑技术经济因素，较为合 理的分选流程是采用原矿磨矿细度7 0 ％- 7 4 岬单一浮选流程，可获得铜精矿品位为3 2 ．2 3 ％、铜回收率为7 8 ．4 8 ％的 选矿指标。 关键词铜矿；混合矿；铜泡石；选矿工艺 中图分类号1 D 9 5 2 ．1文献标识码A文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 1 2 0 6 0 0 1 l - 0 5 M i l l e r mP m c e s s i I I gT e c I l I l o l o 野I 沁翰r c ho naR 曲r a c t o r yC o p p e rO r eo fY 岫n z 日o U 二【z ∞簖，W ■ⅣG 泐D d o 叼8 ，ⅡZ 九翻聊秽，P E 2 、陋j l e n 缸n 1 I ．‰n m { 叼胁￡觇u 恻c 0 髓咿，弛，l m ￡叼6 5 D D 3 3 ，蕊Z 觚；2 ．‰n m Z 叼讹硼Z M 聊砌 R 船e n r c hI h S 吼u 钯，K t 正n 枷叼6 5 0 D 舰，C h { n 动 A b s t r a c t Ac o p p e ro r ec o n t a i n i n g1 ．6 ≤；％C uw i t ho 妇d a t i o nm t eo f1 9 ．6 4 ％，i nw h i c hc o Ⅱl b i n e dc o p p e r o 【i d ea c c o u n t sf o r1 3 ．6 9 ％，i sac o Ⅱl p l e xa n dr e f h c t o r yc o p p e rs u l p h i d eo r e ．A sar e s u l to ft y r o l i t ei no r ew i t h h i g l l e rc o n t e n t ，i ti sd 曲c u l tt ob ea c t i v a t e d ， t I l u sc o n c e n t m t er e c o v e r ym t ew 船o I l l ya b o u t8 y 殇．C o n s i d e r i n gt h e t e c h n i c a la n de c o n o I I l i cf a c t o r s ，t h eo r ei sg r o u n dt oa6 n e n e s so f7 f 殇b e l o w7 4u mf b U o w e db ys i n 对en o t a 上i o n p m c e s s ， a n di ti sc o n s i d e r e dt ob ear e a s o n a b l es o n i n gp r o c e s s ， f i n a l l yt h ec o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d i n g3 2 1 3 ％ C uw a so b t a i n e d 。a tr e c o v e r yo f7 4 8 ％C u K e yw o r d _ s c 叩p e ro r e ； m i x e do r e ； t y r o l i t e ； m i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g r 我国是矿产资源大国，但却是铜资源短缺的国 家，铜金属原料供需矛盾严重，对外依存度超过 6 0 ％。加快国内铜资源的勘探及开发利用，对缓解 国内铜金属原料供需矛盾，保证国家经济安全有着 十分重要的意义。云南省某铜矿资源铜品位高，有 一定量的资源储量，十分有必要进行选矿试验研 究，以确定技术可行、经济合理的选矿工艺。 1 原矿性质 为查明矿石性质，进行了矿样的化学多元素分 表1 T a b l el 析、铜物相分析及工艺矿物学研究。原矿化学多元 素分析、铜物相分析结果见表1 、表2 。由表1 可 知，矿石中的主要有用组分为铜，伴生的有益组分 为银、金，其余组分目前无利用价值。由表2 可 知，矿石的氧化率为1 9 ．6 4 ％，结合率1 3 ．6 9 ％，属 混合矿，结合率高，矿石较难选。 原矿的工艺矿物学研究表明矿石的构造为块状 构造及不均匀稀疏浸染状构造，矿石的结构有蚀变 粗砂结构、它形粒状结构及显微鳞片结构。岩矿显 微镜鉴定查明，矿石中含铜矿物主要有辉铜矿 原矿化学多元素分析结果 A n a l y s i sr e s u l t so fc h e m i c a lm u l t i e l e m e n to fm n o f ．m i n e o r e 元素 C uA u A g SA s M g o B a 0 S i 0 2 F e J 她 含量1 ．6 8 0 ．2 O ．3 8O ．0 0 8O ．0 0 3 3 注A u 、A g 单位为卧，下同 收稿日期2 0 1 2 0 2 2 3 修回日期2 0 1 2 0 7 2 0 作者简介周晓四 1 9 6 3 一 ，男，云南昆明人，副教授。 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第6 期 表2铜物相分析结果 T a b l e2A n a l y s i sr e s u h so fc o p p e rp h 船e ，％ 相别硫酸盐游离氧化铜结合氧化铜硫化物及其它铜全量 铜含量 0 ．0 5O ．1 00 ．2 31 ．3 5 1 ．6 8 铜分布率 5 ．9 51 3 ．6 98 0 ．3 6 l ∞．O C u 渤、蓝辉铜矿 C 嵴 、铜泡石[ C a C u ， H 2 0 ，。 A s O 。 。 O H 。。] ，其次为少量的铜蓝 C u S 和黄 铜矿 C u F e S 2 。 矿石中的辉铜矿、蓝辉铜矿具显均质性，它形 粒状，独立颗粒产出，个别与黄铜矿连生或蚀变为 铜蓝，粒度在0 ．0 0 3 一O ．2 姗，大部分粒度为 0 ．0 0 6 ．0 ．6 咖。辉铜矿与脉石矿物多呈不规则毗连 镶嵌，个别沿长石解理分布呈规则毗连镶嵌。铜蓝 呈它形粒状，多以独立颗粒产出，少数位于辉铜矿 边缘或其中，产于碎屑颗粒间的泥质胶结物中，粒 度一般在0 ．0 0 6 加．1 删。黄铜矿在矿石中偶见与 辉铜矿连生，粒度一般在0 ．0 3 0 ．1 咖。 原矿工艺矿物学研究分析表明，矿石含铜 1 ．6 6 ％。经镜下观察、人工重砂、x 一衍射分析，铜 主要以独立矿物的形式赋存在辉铜矿、蓝辉铜矿、 铜泡石、铜蓝及黄铜矿中，铜在各主要含铜矿物中 的分配率见表3 。 表3铜在各主要矿石矿物中的分配率 r I a b l e3 D i 曲叵b u t i o nr a t eo fc o p p 哪i nm a i n l l l i n e r a l [ 】s ／％ 从表3 可知，矿石中铜矿物以辉铜矿、蓝辉铜 矿为主，占矿石的1 ．6 ％左右，铜泡石次之，占矿 石的1 ％。 铜泡石在别的铜矿石中是很少见的矿物，但在 本矿石中却是次要含铜矿物[ 。铜泡石理论含铜 3 7 ．8 ％，含砷1 9 ．7 ％，是矿石中主要的含砷矿物， 多呈浅绿蓝色的网脉状分布，矿物呈半透明，玻璃 光泽，溶于硫酸。镜下观察为浅绿色，呈微鳞片 状，集合体胶结物状，分布于石英、长石等碎屑颗 粒之间，少数沿长石裂隙分布，粒度一般在0 ．0 0 4 ～ 0 ．0 5 咖，集合体粒度0 ．0 5 2 栅，见显微照片图 1 。矿石中的铜泡石在选矿过程中，如果进人铜精 矿，一方面可提高铜精矿的回收率，另一方面则会 使铜精矿的砷含量增加，降低铜精矿的品质。 图l 显微鳞片状铜泡石 F i g ．1M i c I D s c o p i cs c a l eo ft y m l i t e 金、银在矿石中未见独立矿物，推测分散赋存 于辉铜矿、蓝辉铜矿等含铜矿物中，可随同这些矿 物的回收而得到综合利用。 从原矿性质考察结果可以看出，本次试验的原 矿样中主要有用金属为铜，主要金属矿物为辉铜 矿、蓝辉铜矿、铜泡石等，脉石矿物主要有石英、斜 长石、云母、重晶石、白云石等，根据矿样性质和各 种矿物的可浮性，参考生产实践经验及理论研究成 果，本试验拟定采用浮选工艺进行试验研究m ] 。 2 选矿工艺研究 2 ．1 探索性试验 参考铜矿选矿的生产实践，采用常规工艺进行 探索试验，即浮选回收硫化铜及游离氧化铜，捕收 剂用丁基黄药，活化剂用N a 墨，起泡剂用7 3 0 A ； 化学酸浸出回收剩余氧化铜 主要是结合铜 ，浸 出剂用H 0 4 。探索试验流程见图2 ，试验结果见 表4 、表5 。 由表4 可看出，矿石中的硫化铜矿物比较好 选，分选指标较高；而由于矿石氧化铜矿物中的游 表4探索性试验结果 ’I 铀l e4R e s I l l t so fe x p l o 豫t o r ye x p e r i m e n t ／％ 万方数据 2 0 1 2 年第6 期 周晓四等云南某难选铜矿的选矿工艺研究．1 3 ． 早注药剂用量单位矾 下同 行试验，试验流程见图3 ，试验结果见表6 、表7 。 磨矿U 细度8 0 ％一7 4 斗“ l 丁基黄药1 0 0 7 3 0 A4 0 3I I I i n ．．1 丁基黄药1 0 0 硫化铜精矿 7 3 0 A4 0 广i i 订硫化钠1 0 0 0 J 丁基黄药l o o 中矿I ．匕 垒 o 广了i 五■] 硫化钠5 0 0 l 丁基黄药5 0 氧化铜精矿7 3 0 A1 0 I2 曲l 中矿Ⅱ 铜浮选尾矿 变 浸出液浸渣 图2 探索性试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fe x p l o r a t o r ye x p e r i m e n t 离氧化铜含量较低 仅0 ．1 ％ ，浮选时氧化铜矿物 选出的量较少，分选指标差。氧化铜矿物难选的原 因与其结合率较高、氧化铜矿物铜泡石不易被N a 2 S 活化以及可浮性差有关。 从表5 可看出，在同一硫酸用量的条件下，随 着浸出时间的增加，铜的浸出率逐渐增加，在相同 浸出时间的条件下，随着硫酸用量的增加，铜的浸 出率逐渐增加，当硫酸的用量已经很大 8 ．5k 趴 时，铜的浸出率并不高。因此，浮选尾矿直接酸浸 效果不好。 2 ．2 活化剂用量试验 由探索性试验结果看出，矿样中氧化铜的浮选 效果很差，因此，有必要进行氧化铜矿物浮选活化剂 的试验研究。参考生产实践，N a 2 S 对各种氧化铜矿 物都有很好的活化效果，D 活化剂对硅酸铜矿物 有活化作用，因此，拟定采用N a 2 s 及D 活化剂进 表5 T a b l e5 铜 原矿 变量 2 0 中矿Ⅱ尾矿 图3 活化剂 硫化钠／D 用量试验流程 F i g ．3E x p e r i m e n t a ln o w s h e e to fa c t i v a t o r S o d i u m S u Ⅱi d e ，D 2 d o s a g e 表6活化剂N a 参用量试验结果 T a b l e6 E x p e r i m e n t a l r e s u l t so fa c t i v a t o rN 弗 d o s a g e ，％ 由表6 可以看出，添加少量的N a 舞，氧化铜矿 浮选尾矿酸浸试验结果 E x p e r i m e n t a lr e s u l t so f a c i dl e a c h i n go fn o t a t i o nt ailings，％ 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分 2 0 1 2 年第6 期 物的硫化效果不好，所得铜精矿回收率并没有提 高；而当硫化钠过量时，硫化铜矿物被抑制，铜的 回收率显著下降。因此，本矿样中的氧化铜矿物用 硫化钠活化效果不好。 表7活化剂D 。用量试验结果 T a b l e7 E x p e r i m e n tr e s l l l t so ft l l ea c t i V a t o rD 2d o s a g e 由表7 可看出，添加少量的活化剂D ，氧化 铜矿物的硫化效果也不好，所得铜精矿回收率并没 有提高；而当D 用量稍大时，硫化铜矿物被抑制， 铜的回收率显著下降，因此，本矿样中的氧化铜矿 物用D 活化效果也不好。 分析活化剂 N a 书及D 2 用量试验，由于铜 泡石在矿石中含量较高 含量1 ％左右，占矿石中 铜相对分布率的1 5 ．7 ％ ，难以活化，因而精矿回 收率仅为8 0 ％左右。因此，下阶段工作应重点寻找 铜泡石的有效活化剂，或探寻铜泡石分选的有效方 法，才能使铜精矿回收率有大幅提高。就目前而 言，要经济地开发利用此矿石，可考虑只浮选回收 矿石中的硫化铜矿物。 2 ．3 磨矿细度试验 适宜的磨矿细度，对分选指标影响很大。根据 原矿矿石性质特点，综合以上试验结果，本试验确 定采用闭路流程进行磨矿细度试验。小型闭路试验 流程见图4 ，综合试验结果见表8 。 由表8 可看出，在只选硫化铜矿物时，磨矿细 度在6 0 ％～8 0 ％一7 4 恤m ，回收率指标差别不大， 精矿品位随磨矿细度增加而增加。综合考虑技术及 经济因素，以磨矿细度控制在7 0 ％一7 4 “m 为宜。 表9 T a b l e9 原矿药剂用量单位矾 尾矿 图4 磨矿细度小型闭路试验流程 F i g ．4E x p e r i m e n tn o w s h e e to f 目d n d i n gf i n e n e s so f s m a Uc l o s e d c i r c u i tt e s t 表8小型闭路试验综合指标 T a b l e8 E x p e r i m e n tc o m p r e h e n s i v e r e s u l t so ft h e s m a l lc l o s e d c i r c u i tt e s t，％ 3 铜精矿化学多元素分析 为考察矿石中的金、银、砷经过分选后富集到 铜精矿的情况，对试验所得的铜精矿进行了化学多 元素分析，结果见表9 。 由表9 可看出，原矿中的金、银富集到铜精矿 中而得到综合回收，有害杂质砷则在铜精矿中含量 较低，这也印证了矿石中的主要含砷矿物铜泡石在 分选时未能有效选出。 4 结语 1 矿石性质研究结果表明，原矿含铜1 ．6 8 ％， 主要金属矿物为辉铜矿、蓝辉铜矿、铜泡石等，原 铜精矿化学多元素分析结果 A n a J y s i sr e s u l t so fc h e m i c a l m u l t i e l e m e n to fc o p p e rc o n c e n t I a t e ／％ 元素 C u 3 2 ．2 3 A u 砂A g 砂 SA s S i o z F e 址2 0 3 C a 0 M 9 0 1 ．4 8 O ．5 0 含量 O ．4 07 5 1 ．09 ．4 0 O ．1 03 5 ．2 61 1 ．1 87 ．9 4 万方数据 2 0 1 2 年第6 期周晓四等云南某难选铜矿的选矿工艺研究1 5 矿中铜的氧化率为1 9 ．6 4 ％，其中结合氧化铜占 1 3 ．6 9 ％，是一种复杂难选的硫化铜混合矿。 2 由于铜泡石在矿石中含量较高，难以活化， 因而精矿回收率仅为8 0 ％左右。因此，下阶段工作 应重点寻找铜泡石的有效活化剂，或探寻铜泡石分 选的有效方法，才能使铜精矿回收率有大幅提高。 就目前而言，要经济地开发利用此类矿石，可考虑 只浮选回收矿石中的硫化铜矿物。 3 采用原矿磨矿细度7 0 ％一7 4 斗m 单一浮选 流程，可获得铜精矿品位为3 2 ．2 3 ％、铜回收率为 7 8 ．4 8 ％的选矿指标。 4 铜精矿化学多元素分析结果表明，原矿中 的金、银富集到铜精矿中而得到综合回收。有害杂 质砷则在铜精矿中含量较低，这也印证了矿石中的 主要含砷矿物铜泡石在分选时未能选出。 5 浮选尾矿含铜0 ．4 0 ％左右，采用H 。S 0 4 直 接酸浸，效果较差，铜的浸出率较低，有待进一步 进行研究，寻找有效的回收工艺。 参考文献 [ 1 ] 李艺，赖来仁，周卫宁，等．铜泡石的矿物学特征及其 地质意义[ J ] ．矿物学报，2 0 0 4 ，2 4 4 3 7 8 3 8 0 ． [ 2 ] 王世涛，曾茂清，罗兴，等．云南兰坪高含泥低品位氧 化铜矿选矿试验[ J ] ．云南地质，2 0 1 0 ，2 9 1 1 0 5 一1 0 8 ． [ 3 ] 余云柏．D 药剂浮选某氧化铜矿的研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 5 6 2 6 4 ． [ 4 ] 汤优优，雷霆，张汉平．某复杂氧化铜矿选矿工艺试验 研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 0 ，3 9 9 5 9 6 2 ． [ 5 ] 李松春，杨新华，陈福亮，等．大姚某难选氧化铜矿工艺 矿物学特征与浮选试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ， 2 0 l O 1 1 ．4 ． [ 6 ] 孙玉秀，周平，庄故章，等．云南某地难选氧化铜矿选 矿试验研究[ J ] ．矿业工程，2 0 1 0 1 3 0 - 3 2 ． [ 7 ] 毛素荣，杨晓军，徐怀川，等．活化剂D z 一6 0 2 在某氧化 铜矿选矿试验中的应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 5 4 7 5 0 ． [ 8 ] 王立刚，张慧，罗兴，等．刚果 金 某难选铜钴矿选 矿工艺技术研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 3 1 0 1 3 ． [ 9 ] 宁小兵，罗琳，薛伟，等．用乙硫氮提高青海某氧化 铜矿铜精矿指标的研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 4 4 5 - 4 7 ． [ 1 0 ] 钱鑫．铜的选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 2 2 4 8 2 8 1 、 仓 僚 仓 仓 命 僚 僚 岔 令 岔 仓 僚 仓 岔 命 岔 僚 仓 岔 岔 岔 岔 僚 岔 仓 岔 仓 命 僚 仓 夼 岔 仓 骨 上接第4 页 表6铜的赋存状态分配情况 ’I 铀l e61 1 l ed i s t r i b u t i o nr e s I l l t so f c o p p e r0 c c u r r e n c e s t a t e／％ 注1 黄铜矿中包括微量黝铜矿；2 辉铜矿中包括斑铜矿、蓝辉 铜矿、铜蓝；3 孔雀石中包括少量假孔雀石；4 赤铜矿中包括自 然铜；5 铁矿物包括褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿，将矿样经过磁化 焙烧，使褐铁矿、赤铁矿均转变为磁铁矿，然后再磁选并分析磁选 精矿中铜含量，最后折算出铁矿物中铜的含量及分布率。 物。在实际浮选过程中，铜矿物嵌布粒度细，或呈 贫连生体形式产出，或呈微细粒单体形式产出，在 浮选过程中均较难回收。另外，矿样含泥量大，也 会影响铜的浮选回收。 参考文献 [ 1 ] 陈金中，王立刚，李成必，等．铜矿山老尾矿综合回收铜金 银浮选技术研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 3 1 ．4 ． [ 2 ] 李鱼，高茜，李鸿业，等．表层沉积物中黏土及其主要 组分吸附c u 和z n 的行为研究[ J ] ．华北电力大学学报， 2 0 0 9 ，3 6 2 8 9 9 3 ． [ 3 ] H EH 蚰g p i n g ， G U 0J i u g ∞，X 砸 【i 明d e ， e ta 1 ． E x p e r i m e n t a ls t u d yo ft I l es e l e c t i v eA d s o r p t i o no fH e a v y M e t a l so n t oC l a vM i n e 翰l s[ JJ ． C h i n e s eJ o u m a l0 f G e o c h e l I l i s 田，2 0 0 0 ，1 9 2 1 0 5 1 0 9 ． [ 4 ] 何宏平，郭九皋，谢先德，等．蒙脱石等黏土矿物对重金 属离子吸附选择性的实验研究[ J ] ．矿物学报，1 9 9 9 ，1 9 2 2 3 1 2 3 5 ． [ 5 ] 何宏平。郭九皋，谢先德，等．蒙脱石中C u 的吸附态研 究[ J ] ．地球化学，2 0 0 0 ，2 9 2 1 9 8 2 0 1 ． [ 6 ] 何宏平，郭九皋，谢先德．可膨胀性层状黏土矿物对铜离 子吸附机理的模拟研究[ J ] ．环境科学，2 0 0 0 ，2 1 4 4 ’7 - 5 1 ． [ 7 ] 陈宇峰，陆晓燕．铜尾矿资源化的现状和展望[ J ] ，南通 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