赞比亚某铜钴矿选矿工艺研究.pdf

1 8 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第4 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．赶s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 4 ．0 0 5 赞比亚某铜钴矿选矿工艺研究 张东红1 ，叶岳华z ，王立刚z 1 ．中国有色矿亚集团非洲矿业有限公司，赞比亚基特韦2 2 5 9 3 ； 2 ．北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要针对赞比亚某铜钴矿进行T T 艺矿物学研究，在其基础上进行了详细的选矿试验研究。通过使用高效选择性捕收 剂B K 4 0 4 。采用优先选铜一再选钴的工艺流程，最终小塑闭路试验获得了铜品位3 1 ．4 8 ％、铜回收率9 0 ．2 3 ％的铜精矿和钻品 位I ．4 6 ％、钻回收率4 2 ．0 0 ％的钴精矿。 关键词黄铜矿；斑铜矿；铜钴矿；矿化分带；优先浮选 中圈分类号T D 9 5 2 ，l ；T D 9 5 4 ；T D 9 2 3 ．7 文献标志码A 文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 5 0 4 - 0 0 1 8 - 0 3 R e s e a r c ho fM i n e r a lP r o c e s s i n gT e c h n o l o g yo naC o p p e r C o b a l tO r ei nZ a m b i a Z H A N GD o n g h o n 9 7 ，I r EY u e h u a 2 ，W A N GL i g a n 9 2 J ．A f r i c a 胁n i n gC o ．，L t d ．，C h i n aN o n f e r r o u sM i n i n gG r o u p ，K i t w e2 2 5 9 3 ，Z a m b i a ； 2 ．S t a t eK 呵L a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n grB e i i 魄G e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo ／ M i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e q i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep a p e rr e s e a r c h e dt h ep r o c e s sm i n e r a l o g y ，b a s e do nw h i c ht h ee x p e r i m e n t a ls t u d yh a sb e e n d o n ep a r t i c u l a r l y ，b yu s i n gh i s hs e l e c t i v ec o l l e c t o rB K 4 0 4 ，w i t hp r e f e r e n t i a ls e p a r a t i o np r o c e s so fc o p p e ra n dt h e n f l o a tc o b a l t ，t h ef i n a lr e s u l t so fl a b o r a t o r yc l o s ec i r c u i ta 弛c o p p e rc o n c e n t r a t ea s s a y i n gC u3 1 ．4 8 ％，r e c o v e r yo fC u 9 c L2 3 ％，a n dc o b a l tc o n c e n t r a t ea s s a y i n gC o1 ．4 6 ％，r e c o v e r yo fC o4 2 。0 0 ％． K e yw o r d s c h a l c o p y r i t e ；b o r n i t e ；c o p p e r c o b a l to r e ；m i n e r a l i z a t i o nr e g i o n ；p r e f e r e n t i a lf l o a t a t i o n 某铜钴矿位于赞比亚北部地区铜带省，埋深于 地表以下5 0 0 ～12 0 0m 。矿石中铜、钴矿物主要以 硫化物形式出现，铜、钻氧化率不高，属于原生铜钻 硫化矿。矿石中主要含铜、钴矿物有黄铜矿、斑铜 矿、硫钴矿，还有少量的辉钻矿和硫铜钴矿，矿化存 在明显的分带特征。 1 9 8 2 年，赞比亚国有联合铜矿有限公司时期， C r a n e 和D e g a l e e s o n 按照金属硫化物矿物组合分带 的实际情况开展选矿试验，结果可以得到铜含量 2 5 ％- 4 2 ％的精矿产品，铜精矿品位变化范围大与矿 化分带有着密切的关系。不同的浮选工艺能使黄铁 矿、钴、磁黄铁矿富集，增加磨矿细度对钴的回收率 提高作用不大’2 1 。 2 0 0 9 年中色非洲矿业有限公司委托中国恩菲工 程技术有限公司开展东南矿体矿石选矿试验，铜钴 分离探索试验表明，选别该矿石有实现铜钴分离的 收翦日期2 0 1 4 - 0 5 1 9 謦回B 期2 0 1 5 - 0 5 - 2 1 作者筒介张东红 t 9 6 4 一 ，男，山西平陆人，教授级高级工程师。 可能，分离后一般会得到低钴高品位铜精矿和高钴 低品位铜精矿两种产品，但若想有效回收钴，还需进 行更为深入的试验研究‘2 1 。 1 工艺矿物学研究 1 ．1 矿样主要化学成分分析及物相分析 该试验矿样主要化学成分分析结果表明，原矿 含铜1 ．8 5 ％。含钴0 ．0 7 5 ％。 在黄铜矿斑铜矿带，黄铜矿可占到金属硫化 物矿物比例为6 0 ％一8 7 ％，斑铜矿约占到1 0 ％一 3 5 ％，其它矿物硫铜钴矿、黄铁矿、磁黄铁矿等约占 4 ％- 1 0 ％；在黄铜矿 黄铁矿带，黄铜矿可占到金属 硫化物矿物比例为6 0 ％一9 5 ％，黄铁矿 磁黄铁矿 约占到5 ％一3 5 ％，其它矿物硫铜钴矿、斑铜矿等约 占5 ％- 1 5 ％，详细结果见表l 。 万方数据 Q 生箜兰塑张东红等赞比亚某铜钴矿选矿工艺研究 ．1 9 ． 表l n l b l e1 硫化矿物重量百分比 硫化矿物总和为1 0 0 ％ 含量统计 r 1 1 l el i s to fs u l f i d em i n e r a lw e i g h tp e r c e n t a g e S u l f i d em i n e r a lc o m b i n e di s1 0 0 ％ ／％ 1 ．2 矿石样品的嵌布特征 含铜矿物粒径一般为0 ．0 5 1 ．5m m ，平均O ．2 5 0 ．4m m 。主要矿物为黄铜矿，次要矿物为斑铜矿。 黄铜矿呈他形粒状及不规则状，主要是细粒或细脉 状。黄铜矿与斑铜矿密切相关，并常拥有共同的边 界；斑铜矿伴生黄铜矿、形成复杂的共生关系 近文 象结构 、斑铜矿从黄铜矿出溶 楔状 或黄铜矿伴生 斑铜矿，可见这两种矿物同时结晶。 黄铁矿呈自形、半自形及他形粒状，有时为大颗 粒的自形晶 直径最大到5m m ，有时以包裹体的形 式出现在黄铜矿中，粒径多为0 ．0 2 0 0 ．1 5m m 。磁 黄铁矿呈他形粒状及不规则状，粒径一般为0 ．0 5 ～l m m ，磁黄铁矿通常与黄铁矿伴生。斑铜矿多呈他形 粒状、少量呈浑圆状，粒径0 ．0 5 0 0 ．1 5r a i n ，均与黄 铜矿连生。矿体上部黄铁矿通常呈海湾状边缘与磁 黄铁矿和黄铜矿接触一引。 硫钴矿为区内最主要的含钴硫化矿物，呈叶片 状及不规则粒状，粒径一般为0 ．0 0 5 0 ．9m i l l ，平均 0 ．0 2 5 ～0 ．3m l n 。钴镍黄铁矿和硫铜钴矿紧密相关。 硫钴矿为他形粒状及不规则粒状，粒径一般为0 ．0 5 0 0 ．5m l n ，星点分布。辉铜矿含量较低，在大的斑铜 矿颗粒边缘发育。钻硫化物主要分布在硫铜钴矿一 硫钴矿间。 脉石矿物主要有石英、云母、白云石、长石、电气 石、硬石膏，其次是磷灰石、金红石、独居石、锆石等。 矿物成分含量为石英2 0 ％一3 5 ％，云母2 5 ％一3 5 ％， 碳酸盐矿物3 0 ％～3 5 ％，少量长石 小于5 ％ 、电气 石 小于5 ％ 。 2 选矿工艺技术研究 根据铜、钴矿物可浮性的不同，决定采用优先选 铜再选钴的优先浮选流程进行试验研究。采用高效 选择性捕收剂B K 4 0 4 作为选铜的捕收剂。 2 ．1 铜浮选 2 ．1 ．1 磨矿细度试验 粗选磨矿细度试验流程是在p H 为1 1 ．2 条件 下，B K 4 0 4 和B K 2 0 1 分别为捕收剂和起泡剂选铜，得 到铜粗精矿，选铜尾矿添加H H B 为捕收剂选钴，得 到钴粗精矿和尾矿，H H B 是一种黄原酸类捕收剂，对 硫化矿具有较强的捕收作用，淡黄色固体粉末，可视 添加量的需要配成1 ％一5 ％浓度的溶液使用。试验 结果见图1 。从试验结果可以看出，随着磨矿细度的 增加，铜品位逐渐降低，铜回收率逐渐增加，钴品位 变化不大，钴回收率逐渐降低，磨矿细度一7 4p i n 6 5 ％较佳。 图1 磨矿细度试验结果 F i g ．1 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 2 ．1 ．2 p H 试验 p H 试验流程是在固定捕收剂和起泡剂用量以 及磨矿细度条件下，改变石灰用量，分别进行铜粗选 和钴粗选，得到铜粗精矿和钴粗精矿，试验结果见图 2 。从试验结果可以看出，随着p H 的增加，铜品位逐 渐降低，铜回收率逐渐增加，钴品位变化不大，钴回 收率逐渐增加，p H1 1 ．2 为宜。 2 ．1 ．3 铜精选条件试验 矿石中脉石矿物主要有石英、云母等，对其有较 万方数据 2 0 堕垒全墨 竺芏塑坌2圣Q 生箜兰塑 I - _ - - - ●_ ●_ ●●- - _ ●- _ ●- ●_ - ●_ _ ●I _ - _ 一。一。 好抑制效果的常规抑制剂有水玻璃、石灰等妒8 】。以 铜粗精矿作为给矿，添加不同的抑制剂进行精选试 验，试验结果见图3 ，从图3 试验结果可以看出，B K 5 2 6 具有较好的抑制效果，能获得较高的铜精矿品位。 图2p H 试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fp Ht e s t 抑制剂利类 图3 铜精选抑制剂种类试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fi n h i b i t o r st e s to fc o p p e rc l e a n i n g 2 ．2 钴浮选 2 ．2 ．1 钴粗选捕收剂用量试验 采用选铜的尾矿作为给矿，进行钴浮选条件试 验。矿石工艺矿物学分析结果表明，矿石中钴类矿 物主要为硫钴矿，因此，采用捕收剂能力较强的H H B 作为选钴的捕收剂，H H B 是一种黄原酸类捕收剂，对 铜钼矿、铜钴矿、黄铁矿等硫化均具有较强的捕收作 用。试验结果见图4 。由试验结果可知，随着捕收剂 用量的增加，钴品位逐渐降低，回收率逐渐增加， H H B 用量3 0g e t 较佳。 2 ．2 ．2 钴粗选活化剂种类试验 从捕收剂用量试验结果可以看出，钴粗精矿作业回 收率较低，为了获得较高的钴回收率，在钴粗选时添加 活化剂对钴矿物进行活化，试验结果见图5 。从图中可 以看出，在添加了不同的活化剂后，钴粗精矿的回收率 没有显著的变化。因此，钴粗选时不添加活化剂。 图4 钴粗选捕收剂用量试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g et e s to f c o b a l tr o u g h i n g 活化剂种类 图5钴粗选活化剂种类试验结果 F i g ．5 R e s u l t so fa c t i v a t o rt e s to fc o b a l tr o u g h i n g 2 ．2 ．3 钴精选条件试验 采用钴粗精矿作为给矿，进行钴精选的抑制剂 种类试验，试验结果见图6 ，从图6 试验结果可以看 出，B K Y L 具有较好的抑制效果，能获得较高的钴精 矿品位，B K Y L 是一种白色固体粉末，对石英、云母类 脉石具有较好的抑制效果。 1 ．6 15 1 ．4 1 ．3 星1 ．2 遥 曙1 ．1 1 ．0 0 ．9 0 ．8 O ．7 ； ；|目I|I 7 0 6 8 6 6 6 4 堡 6 2 螫 6 0 回 5 8 垂 5 6 5 4 5 2 空白 B K Y L 水玻璃六偏磷酸钠酸化水玻璃 抑制剂种类 图6 钴精选抑制剂种类试验结果 F i g ．6 R e s u l t so fi n h i b i t o r st e s to fc o b a l tc l e a n i n g 下转第7 1 页 万方数据 2 0 1 5 年第4 期张雷等基于P L C 的磁选柱溢流液面自动控锚系统设计与应用 7 l 参考文献 [ 1 】曹福利，刘秉裕．磁铁矿的高效精选设备裕丰柱磁选 柱结构和生产实践[ J ] ．金属矿山。2 0 0 6 增刊 3 9 3 - 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