云南某铜矿快速浮选新技术研究.pdf

2 0 2 0 年第4 期 有色金属 选矿部分 1 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 2 0 ．0 4 ．0 0 4 云南某铜矿快速浮选新技术研究 高起方1 ，王国强2 ⋯，罗思岗2 ⋯，赵志强2 ’3 1 ．云南黄金矿业集团股份有限公司，昆明6 5 0 2 0 0 ； 2 ．矿冶科技集团有限公司，北京1 0 0 1 6 0 ；3 ．矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要针对云南某铜矿嵌布粒度粗细不均、嵌布关系复杂、部分铜矿物易过磨损失，从而导致铜精矿中铜和伴生金、银 回收率低的技术难点，通过采用铜选择性捕收剂B K 9 0 l G 和“铜快速浮选一中矿再磨再选”工艺流程，获得了较好的选矿指 标，其中铜精矿中铜的品位和回收率分别达到2 3 ．7 9 ％和9 3 ．6 6 ％；伴生金、银的回收率分别达到4 3 ．9 2 ％和6 7 ．9 3 ％。该工艺 技术可为同类型矿山提供借鉴。 关键词快速浮选；铜矿；磨矿细度；药剂制度 中图分类号T D 9 2 3 ；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 2 0 0 4 一0 1 7 一0 6 T e s tS t u d yo ft h eC o p p e rF a s tF l o t a t i o nT e c h n o l o g yo faC o p p e rM i n ei nY u n n a n G A o Q i ，n 竹9 1 ，W A N GG “o q i n 行g2 ～，L U 0S i g n 咒g2 ～，Z H A OZ h i q i 口以g 厶3 j ．Y k 靠行口”G D ￡d 彳i 行i 行gG r o “户C o ．，L f 岔，K M 行，n i 以g6 5 D 2 D D ，C i 卵n ； 2 ．B G R J M MT e f 卵o Z o g yG ，．o “p ，B P i J i ，2 9jD 0 j6 0 ，C 矗i 行日； 3 ．S ￡口￡PK P yL 以6 0 ，．n ￡o ，．yo ，M i 行P r 口ZP r o f 已s s i 挖g ，B P i 歹i 咒gj 0 2 6 2 8 ，C 矗i 咒n A b s t r a c t A i m i n g a tt h et e c h n i c a ld i f f i c u l t i e so fa c o p p e rm i n e i nY u n n a n ，s u c ha su n e v e n d i s s e m i n a t i o np a r t i c l es i z e ， c o m p l e xd i s s e m i n a t i o nr e l a t i o n s h i pa n de a s yo V e r g r i n d i n g1 0 s so fs o m ec o p p e r m i n e r a l s ，w h i c h1 e a dt ol o wr e c o v e r yo fc o p p e r ，a s s o c i a t e dg o l da n ds i l v e ri nc o p p e rc o n c e n t r a t e ， b e t t e r b e n e f i c i a t i o ni n d e x e sh a v eb e e no b t a i n e db ya d o p t i n gc o p p e rs e l e c t i v ec o l l e c t o rB K 9 0 1 Ga n dc o p p e rr a p i d f l o t a t i o n m i d d l i n gr e g r i n d i n ga n dr e c o n c e n t r a t i o np r o c e s s ， i nw h i c ht h eg r a d ea n dr e c o v e r yo fc o p p e ri n c o p p e rc o n c e n t r a t ea r e2 3 ．7 9 ％a n d9 3 ．6 6 ％r e s p e c t i v e l y ． T h er e c o v e r yo fa s s o c i a t e dg o l da n ds i l v e rr e a c h e d 4 3 ．9 2 ％a n d6 7 ．9 3 ％r e s p e c t i v e l y ． T h i st e c h n o l o g yc a np r o v i d er e f e r e n c ef o rs i m i l a rm i n e s ． K e yw o r d s f a s tf l o t a t i o n ；c o p p e ro r e ；g r i n d i n gf i n e n e s s ；r e a g e n ts y s t e m 铜因具有较高的导热率、较强的化学稳定性、可 塑性和延展性等物理化学特性，广泛应用于国防工 业、机械制造、电气等领域。据统计，全球共探明铜金 属储量约7 ．9 亿t ，储量较大的国家依次为智利、澳大 利亚、秘鲁，中国铜储量约27 0 0 万t ，排名世界第六 位。我国铜矿山分布较为分散，以长江中下游和赣东 北为主，占全国的3 2 ％，整体小型矿山居多，中大型矿 山少[ 】] 。铜矿床主要有斑岩型、矽卡岩型、含铜黄铁 矿型和硫化铜镍矿四大类型，其中斑岩型铜矿约占铜 矿资源总量的5 5 ％，也是我国最主要的铜矿床瞳] 。 伴随铜价格的走低，降低采选冶的吨矿成本，提 高选别指标是铜矿山生存和发展的关键嘲。本研究 针对云南某铜矿铜矿物嵌布粒度粗细不均、部分铜矿 物嵌布粒度较细、金、银等伴生贵金属回收率低等技 术难点，通过采用铜选择性捕收剂B K 9 0 1 G 和“快速浮 选一中矿再磨再选”工艺技术，获得了较好的工艺指标。 1 矿石性质 1 ．1 矿石的组成分析 原矿化学成分分析和主要矿物相对含量结果列 于表1 和表2 。化学成分分析结果表明，矿石中主要 有价元素铜的品位为1 ．0 9 ％，伴生元素金、银的品位分 收稿日期2 0 1 9 0 2 ～2 0 基金项目国家科技支撑计划课题 2 0 1 5 B A B l 3 8 0 2 ；2 0 1 5 B A B 0 2 8 0 1 作者简介高起方 1 9 7 1 一 ，男，云南鹤庆人，硕士。高级工程师，主要从事选矿研究。E m a i l 2 9 3 6 1 6 2 4 4 9 q q ．c o m 通信作者王国强 1 9 9 1 一 ，男，齐齐哈尔人，硕士，助理工程师，主要从事矿物加工工艺研究。E m a i l 4 2 0 2 0 3 0 1 5 q q ．c o “ 万方数据 1 8 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第4 期 别为o ．1 4 ∥t 和1 0 ．8 7g ／t ，磁性铁含量5 ．2 0 ％，可考虑 综合回收，而P b 、Z n 的含量较低，暂无回收利用价值。 矿石中的铜矿物大部分为黄铜矿，另有少量的辉铜矿、 蓝辉铜矿及铜蓝等硫化铜矿物，铁矿物中主要是磁铁矿 表l T a b l e1 和少量的褐铁矿；此外，矿石中还含有少量的磁黄铁矿、 黄铁矿、毒砂及闪锌矿、方铅矿等金属矿物；非金属矿物 主要为石英、透闪石、方解石，其次为石榴子石、黑柱石 及少量的绿泥石、绿帘石、绢云母等其它矿物。 原矿主要化学成分分析 M a i nc h e m i c a lc o m p o s i t i o no fo r e ／％ 注1 单位为g ／t ，下同。 表2 主要矿物相对含量 T a b l e2T h em a i nm i n e r a lc o m p o s i t i o n a n dt h e i rr e l a t i v ec o n t e n t s ／％ 矿物名称含量 矿物名称含量 黄铜矿2 ．9 6 金红石 O ．0 8 辉铜矿0 ．0 5 透闪石 3 4 ．2 6 闪锌矿 0 ．3 0 石英2 3 ．2 7 方铅矿O ．0 6 方解石 1 6 ．5 9 黄铁矿 O ．5 5 石榴子石 8 ．8 9 磁黄铁矿 O ．5 1 黑柱石 4 ．6 8 磁铁矿 6 ．8 3 其它 O ．9 7 1 ．2 铜的化学物相分析 铜化学物相分析结果列于表3 ，结果表明，矿石 中铜矿物主要以原生硫化铜为主，其占有率为 9 5 ．1 l ％，其次为次生硫化铜，其占有率为3 ．7 6 ％。 表3铜的化学物相分析结果 T a b l e3R e s u l t so fc h e m i c a Ip h a s e a n a l y s i so fc o p p e r ／％ 1 ．3 主要矿物的嵌布粒度 有用矿物的解离程度直接影响到选矿指标的高 低，而解离度与矿物的嵌布粒度和矿石的磨矿细度 有关[ 4 ] ，因此，为充分了解云南某铜矿中重要矿物的 粒度嵌布特征，以确定合理的磨矿细度，故在显微镜 下用线段法对矿样中的硫化铜矿物粒度进行统计， 统计结果列于表4 。 由表4 可以看出，矿石中硫化铜矿物以中细粒 为主，且主要集中于0 ．0 2 0 ～0 ．0 7 4m m 粒级中。在 0 ．0 7 4m m 粒级中，硫化铜矿物的占有率为 4 6 ．9 3 ％，在一o ．0 1 0m m 粒级中，其占有率为 4 ．9 5 ％。其中有一定量的黄铜矿呈微细粒浸染状或 者细脉状分布于脉石矿物中，还有少量呈微细粒包 体分布于磁铁矿和磁黄铁矿中，这部分黄铜矿在磨 矿过程中难以完全单体解离，影响选别指标。 表4 原矿中硫化铜矿物的粒度分析 T a b l e4P a r t i c l es i z ea n a l y s i so fc o p p e r s u l f i d em i n e r a l si nt h eo r e ／％ 粒级2 ，产率 正．累．计槲， 产率答产率 2 ．O O O1 ．8 51 ．8 5一O ．2 0 8 0 ．1 4 7 8 ．5 72 9 ．0 1 2 ．0 0 0 1 ．6 5 l1 ．4 43 ．2 9一O ．1 4 7 O ．1 0 48 ．6 53 7 ．6 6 1 ．6 5 l 1 ．1 6 84 ．4 97 ．7 8一O ．1 0 4 O ．0 7 49 ．2 74 6 ．9 3 一1 ．1 6 8 O ．8 3 31 ．5 89 ．3 60 ．0 7 4 O ．0 4 31 6 ．9 86 3 ．9 1 一O ．8 3 3 O ．5 8 9O ．5 69 ．9 20 ．0 4 3 O ．0 2 01 8 ．3 28 2 ．2 2 一O ．5 8 9 O ．4 1 71 ．9 81 1 ．9 一O ．0 2 0 O ．0 1 56 ．0 88 8 ．3 0 一O ．4 1 7 O ．2 9 53 ．0 91 4 ．9 9一0 ．0 1 5 O ．0 1 06 ．7 59 5 ．0 5 一O ．2 9 5 0 ．2 0 85 ．4 52 0 ．4 5一O ．0 1 04 ．9 5l O O ．O 注2 单位为m m 。 2选矿方案的制定 工艺矿物学研究结果表明，该铜矿石中主要可 回收金属为铜，可综合回收金、银等伴生有价金属。 矿石中存在有一定量的黄铜矿呈微细粒浸染状和细 脉状分布于脉石矿物中，还有少量呈微细粒包体分 布于磁铁矿和磁黄铁矿，若将此部分矿石回收，需对 矿石细磨，使其单体解离后再浮选回收，但部分已解 离充分的铜矿物会因过磨造成细粒级损失，较为可 行的方法是先将已解离的单体和富连生体回收，然 后对贫连生体矿物进行再磨再选。 3 试验结果与讨论 3 ．1 磨矿细度试验研究 浮选给矿的粒度大小直接影响浮选指标，因此， 确定合理的磨矿细度对浮选指标的提高至关重 要[ 5 ] 。磨矿细度条件试验所采用的工艺流程为一次 粗选和一次扫选，粗选的石灰用量为15 0 0g ／t ，抑制 剂水玻璃和硫酸锌的用量均为5 0 0g ／t ，捕收剂 Z 一2 0 0 用量3 2g ／t ，起泡剂B K 2 0 4 用量为1 2g ／t 时， 扫选捕收剂Z 一2 0 0 用量1 6g ／t ，起泡剂B K 2 0 4 用量 万方数据 2 0 2 0 年第4 期高起方等云南某铜矿快速浮选新技术研究 1 9 为8g ／t ，磨矿细度分别为7 0 ％、8 0 ％、8 5 ％、9 0 ％和 9 5 ％，试验结果如图1 所示。 图1 磨矿细度试验结果 F 喀1 E f f e c to fg r i n d i n gf i n e n e s s o nf l o t a t i o nt e s t s 由图1 可知，铜粗精矿中铜的回收率随磨矿细 度的增加而提高，但铜的品位则有所降低，当磨矿细 度达到9 0 ％后，继续提高磨矿细度，铜的品位和回收 率基本不再发生变化，综合考虑，磨矿细度以 一O ．0 7 4m m 占9 0 ％为宜。 3 ．2 石灰用量试验 矿浆的p H 值对铜浮选指标具有较大影响[ 6 ] 。在 磨矿细度为一o ．0 7 4m m 占9 0 ％、K Y - 1 用量4 0 0g ／t 、 水玻璃用量5 0 0g ／t 、硫酸锌用量5 0 0g ／t 、Z 一2 0 0 用 量3 2g ／t 、B K 2 0 4 用量1 2g ／t 的条件下，进行石灰用 量试验，其用量分别为0g ／t 、5 0 0g ／t 、1 0 0 0g ／t 、 15 0 0g ／t 和20 0 0g ／t ，试验结果如图2 所示。 堡 氆 喏 器 b 蜒 囊 图2 石灰用量试验结果 F i g ．2 R e s u l to fl i m ed o s a g et e s t s 图2 结果显示，伴随石灰用量的增加，铜粗精矿 中铜的品位整体呈下降的趋势，铜回收率则呈上升 的趋势，当石灰用量为15 0 0g ／t 时，铜品位为 1 0 ．6 7 ％，铜回收率为9 3 ．6 2 ％，此时浮选指标较好， 因此，石灰的最佳用量为15 0 0g ／t 。 3 ．3K Y l 用量试验 原矿化学成分分析结果表明，矿石中锌品位为 o ．1 8 ％，为减少铜精矿中锌杂质的含量，在磨矿细度 为一o ．0 7 4m m 占9 0 ％、石灰用量15 0 0g ／t 、水玻璃 用量5 0 0g ／t 、硫酸锌用量5 0 0g ／t 、Z - 2 0 0 用量3 2g ／t 、 B K 2 0 4 用量1 2g ／t 的条件下，进行K Y l 用量试验， 其用量分别为og ／t 、2 0 0g ／t 、4 0 0g ／t 、6 0 0g ／t 试验， 试验结果见图3 。 堡 趔 Ⅱ甚 蹑 奄 婆 彝 堡 褂 擎 回 骚 b 蜒 囊 图3K Y 一1 用量试验结果 F i g ．3 R e s u l to fK Y 一1d o s a g et e s t s 图3 结果表明，伴随K Y 一1 用量的增加，铜粗精 矿中铜的品位整体呈上升的趋势，回收率呈先上升 后下降的趋势，而粗精矿中锌品位呈下降的趋势。 当K Y 一1 用量为4 0 0g ／t 时，铜品位为1 0 ．6 5 ％，铜回 收率为9 3 ．2 4 ％，锌品位为1 ．6 6 ％，此时浮选指标较 好，因此，K Y 一1 用量选择4 0 0g ／t 。 3 ．4 铜快速浮选捕收剂种类试验 在磨矿细度为一O ．0 7 4m m 占9 0 ％，p H 调整剂 石灰用量为15 0 0g ／t ，K Y 一1 用量4 0 0g ／t ，水玻璃用 量为4 0 0g ／t ，起泡剂B K 2 0 4 为4g ／t 的试验条件 下，考察不同捕收剂对铜浮选指标的影响，浮选时间 为2m i n ，其试验结果如图4 所示。 由图4 可看出，使用乙基黄药铜回收率最高，达 到5 9 ．4 6 ％，但其品位是最低的，为2 7 ．3 1 ％，采用 B K 9 0 1 G 可以获得铜品位为2 9 ．3 2 ％的快速铜精矿， 达到快速浮选的目标，因此选择B K 9 0 1 G 作为铜快 速浮选的捕收剂。 3 ．5铜快速浮选B K 9 0 l G 用■试验 在磨矿细度为一o ．0 7 4m m 占9 0 ％，石灰用量为 l5 0 0g ／t 、K Y _ 1 用量4 0 0g ／t 、水玻璃用量为4 0 0g ／t 、 起泡剂B K 2 0 4 用量4g ／t 的试验条件下，进行 B K 9 0 1 G 用量试验，其用量分别为4g ／t 、6 g ／t 、8g ／t 、 1 2g ／t ，浮选时间为2T 1 1 i n ，其试验结果如图5 所示。 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第4 期 枣 趟 Ⅱ吕 骚 银品位为1 7 0 ．1g ／t 、银回收率为6 7 ．9 3 ％的铜 精矿。 原矿 T 石灰15 0 0 ；K Y 一14 0 0 图4捕收剂种类试验结果 铜痞矿l F 嘻4 R e s u l to fc o l l e c t o rt y p et e s t s 图5B K 9 0 1 G 用■试验结果 F 嘻5 R e s u l to fB K 9 0 1 Gd o s a g et e s t s 由图5 可以看出，随着捕收剂B K 9 0 1 G 用量的 增加，铜回收率也逐步上升，达到8g ／t 之后趋于下 降，铜品位随着B K 9 0 1 G 用量的增加逐步降低，综合 选择B K 9 0 1 G 用量为8g ／t 。 3 ．6 铜中矿再磨细度试验 中矿再磨细度试验流程见图6 ，试验结果如图7 所示。 由图7 可以看出，随着再磨细度的增加，铜回收 率逐渐降低，铜品位呈先增加后降低的趋势，在再磨 细度为一o ．0 3 8m m 占8 4 ．7 0 ％时，铜品位最高，为 2 8 ．6 7 ％，因此精选再磨细度以一o ．0 3 8m m 占 8 4 ．7 0 ％较为合适。 3 ．7 闭路试验 在对磨矿细度和药剂制度条件进行优化的基础 上，进行了闭路试验，试验流程见图8 ，试验结果见表 5 。由表5 结果可知，通过采用铜快速浮选一中矿再 磨再选工艺，可获得铜品位为2 3 ．7 9 ％、铜回收率为 9 3 ．6 6 ％，金品位为1 ．4 0g ／t 、金回收率为4 3 ．9 2 ％、 铜 磨矿。一o ．0 7 4m m 占9 0 ％药剂用量单位矿 2 采水玻璃4 0 0 时间单位m i n ； 2 | B K 9 0 l G8B K 2 0 4 4 下同 嗣快测浮选 2 2 女乙基黄药1 5 B K 2 0 42 0 6 再磕变，0 再磨0 再磨细度 变昆； 2 | B K 9 0 1 G 4 铜精矿2中矿 图6铜精选再磨细度试验流程 F i g ．6 F 】o w s h e e to fc o p p e rr o u g hc o n c e n t r a t e r e g r i n d i n gf i n e n e s st e s t s 图7 再磨细度试验结果 F i g ．7 R e s u l to fr e g r i n d i n gf i n e n e s st e s t s 4结论 1 工艺矿物学研究结果表明，矿物中的主要有 价金属为铜，伴生金和银。矿石中存在一定量的黄 铜矿呈微细粒浸染状和细脉状分布于脉石矿物中， 还有少量以微细粒包体分布于磁铁矿和磁黄铁矿 中，这部分黄铜矿在磨矿过程中难以完全单体解离， 影响选别指标。 2 通过采用快速浮选中矿再磨再选的工艺流 程，最终获得铜品位为2 3 ．7 9 ％、铜回收率为 9 3 ．6 6 ％，金品位为1 ．4 0g ／t 、金回收率为4 3 ．9 2 ％、 银品位为1 7 0 ．1g ／t 、银回收率为6 7 ．9 3 ％的铜精矿， 实现了有用矿物的高效综合回收。 万方数据 表5 T a b l e5 原矿 铜精矿2 图8 铜快速浮选闭路试验工艺流程 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 tf a s t f l o t a t i o nt e s t s 铜快速浮选工艺闭路试验结果 R e s u l t eo fC o p p e rf a s t f l o t a t i o nC l o s e d C i r c u i tt e s t s ／％ [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 参考文献 贾霎．我国万吨级铜矿山生产现状分析[ J ] 资源再生， 2 0 1 7 1 5 7 6 1 ． J l AY u n ．A n a l y s i so fp r o d u c t i o ns t a t u so fc o p p e rm i n e s o v e rl oo o ot o n s [ J ] ．R e s o u r c eR e c y c l i n g ，2 0 1 7 1 5 7 6 1 ． 杨鹏．斑岩型铜矿研究现状[ J ] ．西部资源，2 0 1 7 2 5 8 6 3 ． Y A N GP e n g ．R e s e a r c hs t a t u so f p o r p h y r yc o p p e r d e p o s i t [ J ] ．w e s t e r nR e s o u r c e s ，2 0 1 7 2 5 8 6 3 ． 朱穗玲，吴熙群，李成必．快速浮选新工艺的研究与应 用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 6 l 一5 ． Z H US u i l i n g ，W UX i q u n ，L IC h e n g b i ．S t u d ya n d u t i l i z a t i o no nt h en e wf a s t f l o t a t i o nf l o w s h e e ti nD e x i n g c o p p e rm i n e [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a IP r o c e s s i n g S e c t i o n 。2 0 0 3 6 卜5 ． [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 赵红芬，沈传刚，肖庆飞．姚家岭铜锌多金属矿选矿试 验[ J ] ．铜业工程，2 0 1 7 4 4 6 5 1 ． Z H A 0H o n g f e n ，S H E NC h u a n g a n g ，X I A 0Q i n g f e i ． M i n e r a lp r o c e s s i n ge x p e r i m e n to fY a o j i a l i n gc o p p e r z i n c p o l y m e t a l l i co r e [ J ] ．c o p p e rE n g i n e e r i n g ，2 0 1 7 4 4 6 5 1 ． 肖庆飞，李博，康怀斌，等．改善磨矿效果提高镍精矿指 标的研究[ J ] ．稀有金属，2 0 1 6 2 1 6 0 1 6 6 ． X I A 0Q i n g f e i ，L IB o ，K A N GH u a i b i n ，e ta 1 ．1 m p r o v i n g i n d i c a t o ro f n i c k e lc o n c e n t r a t eb ye n h a n c i n ge f f e c to f g r i n d i n g [ J ] C h i n e s eJ o u r n a lo fR a r eM e t a l s ，2 0 1 6 2 1 6 0 一1 6 6 ． 张红英，何晓娟，刘进．矿浆p H 值对重晶石浮选规律的 影响[ J ] ．化工矿物与加工，2 0 1 5 1 2 7 8 ． Z H A N GH o n g y i n g ，H EX i a o j u a n ，L l UJ i n ．E f f e c to f p Hv a l u eo nb a “t ef l o t a t i o n [ J ] ．I n d u s t r i a lM i n e r a l s8 L P r o c e s s i n g ，2 0 1 5 1 2 7 8 ． 万方数据