云南某低品位斑岩型硫化铜矿选矿试验研究.pdf

2 0 1 4 年第2 期有色金属 选矿部分 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．0 2 ．0 0 2 云南某低品位斑岩型硫化铜矿选矿试验研究 廖德华，鲁军，石仑雷，陈晓芳 紫金矿冶设计研究院，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘 要介绍了云南某低品位斑岩型硫‘匕铜矿的矿石性质，针对有用矿物的嵌布特征制定了选矿工艺。通过工艺 对比和优化，确定的优先浮选工艺为在磨矿细度一7 5 岫占9 2 ％时闭路流程试验可获得产率1 ．9 9 ％、铜品位2 0 ．9 7 ％、 金品位1 2 ．1 8 出、铜回收率9 2 ．3 5 ％、金回收率7 3 ．8 7 ％的铜精矿和产率2 ．5 8 ％、硫品位4 6 ．1 6 ％、硫回收率6 0 ．7 7 ％的硫 精矿，该工艺综合回收了矿石中的有价元素。 关键词硫化铜矿；斑岩型铜矿床；浮选；捕收剂；综合回收 中图分类号T D 9 2 Y ．7 ；T D 9 5 2文献标志码A ．文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 4 0 2 - 0 0 0 5 - - 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nM i n e r a lP r o c e s s i n go faL o w - G r a d eP o r p h y r yC o p p e rO r eo fY u n n a n L [ A OD e h u a ，L UJ u n ，S i l lL u n l e i ，C l a nX i a o f a n a Z i f i nD e s i g na n dR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，S h a n g h a n g 砘批n 3 6 4 2 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t n eo r ep r o p e r t yo fal o w - g r a d ep o r p h y r yc o p p e rs u l p h i d eo r ei nY u n n a ni si n t r o d u c e di n t } l i sp a p e r ．a n dt h eb e n e f i c i a f i o np r o c e s sw a sd e c i d e da c c o r d i n gt ot h ee m b e d d e df e a t u r e so ft h ev a l u a b l e m i n e r a l s ．T h r o u g he x p e r i m e n tc o n t r a s ta n do p t i m i z a t i o n ，t h ef i n a l l yp r e f e r e n t i a l f l o t a t i o n p r o c e s s W a s d e t e r m i n e d ．a n dt h ec o p p e rc o n c e n t r a t ec o n t m n i n g2 0 ．9 7 ％C ua n d1 2 ．18g e tA uw i t hay i e l do f1 ．9 9 ％W a s o b t a i n e db yc l o s e d - c i r c u i t ．a tr e c o v e r i e s o f9 2 ．3 5 ％C ua n d7 3 。8 7 ％A uu n d e rt h eg r i n d i n gf i n e n e s s9 2 ％ b e l o w7 5 仙m ，w h i l et h es u l p h u rc o n c e n t r a t eg r a d eo fSW a s4 6 ．1 6 ％试t hay i e l do f2 ．5 8 ％a n dr e c o v e r yo f 6 0 ．7 7 ％．S Ot l l ev a l u a b l ee l e m e n t si nt h eo r ew e r ec o m p r e h e n s i v e l ya n de f f i c i e n t l yr e c o v e r i e db yt h i sp r o c e s s ． K e yw o r d s c o p p e rs u l p h i d eo r e ；p o r p h y r yc o p p e rd e p o s i t ；f l o t a t i o n ；c o l l e c t o r ；c o m p r e h e n s i v er e c o v e r y 铜在金属材料消费中，仅次于钢铁和铝，随 着国民经济的发展，我国对铜的需求仍在不断增 加[ 1 - 3 ] 。由于我国铜矿资源具有富矿少、贫矿和复 杂难选冶矿多等特点，尤其是近年来高品位硫化矿 资源日益减少，加强贫、细、杂铜矿石的选别技术 研究，提高其综合利用率，对于保证我国铜工业的 发展具有重要意义⋯] 。对于硫化铜矿石，大多采 用单一浮选法，其中以优先浮选和混合优先浮选 流程为主[ 6 ] 。 云南某矿探明铜金属量1 0 余万t ，伴生金金属 量约7 ．3t ，属于低品位斑岩型硫化铜矿。矿山拟 新建一日处理量30 0 0t 的选矿厂，本次试验旨在 制定出合理的选矿工艺流程、工艺参数、选矿指标 及产品方案。该矿矿石中金属矿物主要有黄铁矿、 黄铜矿、磁铁矿和赤铁矿，还有少量斑铜矿，其它 金属矿物甚微；脉石矿物以绢云母和石英为主，其 次是长石和碳酸盐矿物。铜矿物绝大部分以黄铜矿 形式存在，大部分以浸染状分布在脉石矿物中，小 部分与磁铁矿、赤铁矿构成连晶，少数与黄铁矿构 成连晶，还有少量黄铜矿被黄铁矿及磁铁矿、赤铁 矿包裹。铜矿物嵌布粒度微细，其中_ 0 ．0 4m m 粒 级占有率为7 2 ．4 3 ％，其中一0 ．0 1 衄粒级占有率为 2 3 ．4 1 ％；黄铁矿一部分呈单体形式产出，另一部分 被脉石包裹或与脉石连生，少数黄铁矿中包裹黄铜 矿，偶见黄铁矿被赤铁矿交代。金矿物以被硫化矿 包裹或连生的银金矿为主，其次为单体银金矿，少 收稿日期2 0 1 3 也- 2 8修回日期2 0 1 4 - o l 1 6 作者简介廖德华 1 9 8 1 一 ，男，重庆人，工程师，长期从事贵金属及有色金属选矿工艺开发及研究工作。 万方数据 6 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第2 期 量石英包裹自然金。包裹金或者连生金主要被黄铁 矿或黄铜矿包裹，或与其连生。金嵌布粒度很细， 大部分在0 ．8 ～1 0 仙m 。 1 原矿性质 1 ．1 多元素分析 原矿多元素分析结果见表1 。 表1原矿多元素分析结果 T a b l elM u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l to fr u n - - o f - m i n eo r e ，％ 项目A u l lA 9 1 ’C u P bZ n A sS S i 0 2m 扣3C a O M g O 含量0 ．3 42 ．10 ．4 50 ．0 0 60 ．0 1 9 O ．0 12 ．2 05 9 ．4 01 2 ．3 61 ．9 9 1 ．8 7 1 单位为加，下同。 从表1 可以看出，该矿原矿石含铜0 ．4 5 ％、金 0 ．3 4 加、银2 ．1s ／t 、硫 主要为黄铁矿 2 ．2 0 ％， 铜和金是主要的回收对象，银和硫可附带回收。 1 ．2 物相分析 原矿石中铜、金物相分析结果见表2 。 表2铜、金物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t o fc o p p e ra n dg o l dp h a s e | ％ 相别单体 连生金硫化物包裹金其它金合计 化学物相分析结果表明，硫化铜占有率为 9 5 ．6 5 ％；单体 连生金占有率为7 7 ．1 4 ％，脉石包裹 金占1 7 ．1 5 ％。 2 选矿试验 原矿工艺矿物学研究结果表明，该矿属于细粒 嵌布低品位斑岩型硫化铜矿，金和铜是主要的回收 对象，银和硫可附带回收。该类型矿石主要采用优 先浮选和混合浮选两种工艺方案。实验室对两种工 艺进行对比发现，采用混合浮选工艺存在以下3 个 主要问题 1 金、铜矿物嵌布粒度微细，必须细 磨目的矿物才能与脉石较好解离，若采用“粗磨混 合浮选粗精矿再磨分离”工艺，铜、金损失率均 较高； 2 混合浮选采用的药剂选择性较差，药剂 作用后造成铜硫难以高效分离； 3 “混合浮选一 铜硫分离”在高碱度条件下进行，金受到较强抑制 作用，金回收率受到影响。综合以上原因，优先浮 选工艺更适宜该矿。此外，该矿石中铜矿物上浮速 率较慢，浮选时间需延长，药剂需分段添加，粗选 采用两次作业。下面仅对优先浮选工艺主要条件的 优化试验结果进行介绍。 2 ．1 石灰用量试验 通过调整矿浆p H ，可改变矿物的表面性质及 可浮性差异，同时还可提高矿物与药剂之间相互作 用的选择性。石灰是硫化矿中最常见的p H 调整 剂，因为其来源广、价格低而被广泛应用[ 7 ] 。由 于该矿矿物嵌布粒度微细，石灰用量试验先在磨矿 细度一7 5 “m 占8 0 ％条件下进行，后续再对磨矿细 度进行优化和验证。捕收剂Z 一2 0 0 用量3 6 鼽，起 泡剂松醇油用量3 6 趴，石灰用量变化。铜粗选石 灰用量与铜、金品位及回收率的关系见图1 。 、 曲 幅 V 堡 翅 略 堡 褂 擎 回 01 0 0 02 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 05 0 0 0 石灰用量／ g t 。1 图1 石灰用量与铜、金品位及回收率的关系 F i g ．1 E f f e c to fl i m ed o s a g eo nt h eg r a d ea n d r e c o v e r yo fc o p p e ra n dg o l d ≈卜铜品位；◇一金品位，’；_ 一卜铜回收率；◆金回收率 由图1 可以看出，随着石灰用量的增加，铜粗 精矿铜品位和金品位均呈上升趋势；铜回收率和金 回收率先大幅度提高，当石灰用量超过20 0 0g ／t 后小幅度降低，故选择石灰用量20 0 0g ／t 。 2 ．2 选铜捕收剂种类及用量试验 捕收剂的选择性和捕收能力是影响选别指标的 最关键因素之一。试验分别对Z 一2 0 0 、乙基黄药、 丁基黄药、Y 8 9 黄药等多种捕收剂进行了对比筛 选，试验表明Y 8 9 黄药捕收力最强，丁基黄药次之， Z 一2 0 0 和乙基黄药捕收能力相当；z 一2 0 0 选择性最 好，乙基黄药次之，但乙基黄药和Y 8 9 黄药泡沫层 较薄，稳定性稍差，不利于操作控制。捕收剂种类及 用量试验磨矿细度一7 5 斗m 占8 0 ％，石灰用量20 0 0 趴，松醇油用量3 6 趴，捕收剂变化。此处仅列出了 Z 一2 0 0 用量与铜、金品位及回收率的关系曲线 见图2 。 从图2 可以看出，随着Z 一2 0 0 用量的增加，粗 精矿铜品位基本不变，金品位、金回收率和铜回收 万方数据 2 0 1 4 年第2 期廖德华等云南某低品位斑岩型硫化铜矿选矿试验研究 7 f 7 如 锰 、- ， 袋 ＼ 趟 咯 堡 得 娶 回 Z - 2 0 0 用量， g t - 1 图2Z 一2 0 0 用量与金、铜品位及回收率的关系 F i g ．2 E f f e c to fZ - 2 0 0d o s a g eo nt l l eg r a d ea n d r e c o v e r yo fc o p p e ra n dg o l d ，■铜晶位；_ c 卜金品位”；1 0 铜回收率；- 4 - - 金回收率 率先增加，当Z 一2 0 0 用量超过4 8 矾后基本不变， 综合考虑，选择Z 一2 0 0 总用量为4 8 新。 2 ．3 磨矿细度试验 单体解离是实现矿物分选的先决条件，磨矿细 度直接决定矿物单体解离的好坏[ 8 ] 。磨矿细度与 铜、金品位及回收率的关系曲线见图3 。 f 扯 幅 、- ， 零 、 疆 咯 堡 褂 擎 回 磨矿细度 - 7 5 恤m 含量 ／％ 图3 磨矿细度与铜、金品位及回收率的关系曲线 F i g ．3 E f f e c t o fg r i n d i n gf i n e n e s so nt l l eg r a d e a n dr e c o v e r yo fc o p p e ra n dg o l d - 1 ■铜品位；_ c 卜金品位”；一一卜铜回收率；◆金回收率 由图3 可知，随着磨矿细度的增加，铜粗精矿 产率变化不大，铜回收率和金回收率均呈上升趋 势，铜、金品位先增加后略有降低。此外，尾矿 铜、金品位均呈降低趋势，故选择磨矿细度一7 5 仙md i 9 2 ％。 2 ．4 活化剂用量试验 硫酸铜是活化黄铁矿广泛应用的活化剂之一。 矿浆中的铜离子可在黄铁矿表面生成硫化铜的薄 膜，稳定且难以解吸排除，具有硫化铜矿物的浮游 性能。试验发现，硫粗选作业随着硫酸铜用量的增 加，硫粗精矿硫品位呈增加趋势，硫回收率增加， 尾矿中硫品位降低，当硫酸铜用量超过1 0 0 矾时， 硫粗精矿硫品位略有增加，回收率降低，尾矿硫品 位增加，故选择硫酸铜用量1 0 0 新。 2 ．5 选硫捕收剂用量试验 选硫捕收剂选择常规药剂丁基黄原酸钠，硫粗 选作业随着丁基黄药用量的增加，硫粗精矿硫品位呈 上升趋势，当丁基黄药用量超过1 0 0s i t 时增幅很小， 此时硫回收率最高，故选择丁基黄药用量为1 0 0 矾。 3 闭路流程试验 在条件试验的基础上，进行了不同磨矿细度下 的闭路流程试验，再次验证了该矿必须细磨才能获 得更好的经济技术指标，铜、金品位及回收率在磨 矿细度_ 7 5 斗m 占9 2 ％时最佳，其试验流程见图4 ， 试验结果见表3 。 闭路流程试验在磨矿细度一7 5 斗m 占9 2 ％时获 铜精矿 生 药剂用量单位出 I 搅拌、浮选时间单位m i n C a 020 0 0 I 厂一 一磨矿细度．7 5I x m 占9 2 ％ 2 不Z 一2 U U3 2 l 木松醇油2 4 铜粗I 选1 1 1 1 1 1 自 置 5 I 2 冰Z 一2 0 01 6 1 I 松醇油1 2 铜粗I 选2 尸詈i 宁1 箸二 2 洋C u S 0 41 0 0 2 冰丁基黄药1 0 0 1 } 松醇油1 2 葶 硫精矿尾矿 图4 闭路试验流程 F i g ．4 r 1 1 l ef l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 严F 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第2 期 表3闭路流程试验结果 7 r a b l e3T h er e s u l to fc l o s e d - c i r c u i tt e s t ，％ 得产率1 ．9 9 ％、铜品位2 0 。9 7 ％、金品位1 2 ．1 8 虮、 铜回收率9 2 ．3 5 ％、金回收率7 3 ．8 7 ％的铜精矿和产 率2 ．5 8 ％、硫品位4 6 ．1 6 ％、硫回收率6 0 ．7 7 ％的硫 精矿，高效综合回收了矿石中的有价元素。 4 结论 1 云南某低品位斑岩型硫化铜矿原矿含铜 0 ．4 5 ％、金0 ．3 4s ／t 、银2 ．1g ／t 、硫2 ．2 0 ％，属于 低品位斑岩型硫化铜矿。该矿铜矿物嵌布粒度微 细，其中一0 ．0 4m m 粒级占有率为7 2 ．4 3 ％，一0 ．0 1 m i l l 粒级占有率为2 3 ．4 l ％；金矿物以被硫化矿包裹 或连生的银金矿为主，其次为单体银金矿，少量石 英包裹自然金。包裹金或者连生金主要被黄铁矿或 黄铜矿包裹，或与其连生。金嵌布粒度很细，大部 分在0 ．8 ～1 0t z m 。硫化铜占有率为9 5 ．6 5 ％；单体 连生金占有率为7 7 ．1 4 ％，脉石包裹金占1 7 ．1 5 ％。 2 针对云南某低品位斑岩型硫化铜矿的矿石 性质和有用矿物的嵌布特征制定了合理的选矿工 艺，试验推荐的优先浮选工艺在磨矿细度一7 5I ．L m 占9 2 ％时，闭路流程试验可获得产率1 ．9 9 ％、铜品 位2 0 ．9 7 ％、金品位1 2 ．1 8 新、铜回收率9 2 ．3 5 ％、 金回收率7 3 ．8 7 ％的铜精矿和产率2 ．5 8 ％、硫品位 4 6 ．1 6 ％、硫回收率6 0 ．7 7 ％的硫精矿，该工艺综合 回收了矿石中的有价元素。 参考文献 [ 1 ] 金鸣．我国低品位铜矿石选矿技术的进展[ J ] ．矿业快 报，2 0 0 8 1 1 5 - 8 ． [ 2 ] 赵福刚．铜矿的选矿技术进展E J ] ．铜业工程，2 0 0 6 4 1 3 - 1 8 ． [ 3 ] 彭会清，徐林．某难选硫化铜矿石选矿工艺流程研究 [ J ] ．矿业研究与开发，2 0 0 6 ，2 6 4 3 6 3 8 ． [ 4 ] 曹慧昌．我国铜矿石选矿技术研究新进展E J ] ．有色矿 冶，2 0 1 1 ，2 7 6 2 6 - 2 8 ． [ 5 ] 于传兵，刘清高．难选复杂铜矿石选矿工艺探讨[ J ] ．有 色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 4 1 9 - 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