从某硫精矿中回收铜的试验研究.pdf

2 0 1 6 年第5 期有色金属 选矿部分1 3 d m 1 0 ．姗／j ．i 姐1 6 7 1 ．舛蛇．加l 丘惦．咖 从某硫精矿中回收铜的试验研究 沈旭 昆明冶金高等专科学校矿业学院，昆明6 5 0 0 3 3 摘要某硫精矿含铜o ．4 l ％，铜矿物主要为黄铜矿和辉铜矿，硫矿物主要是磁黄铁矿，其次是黄铁矿，脉石矿物为少量蛇 纹石、滑石、绿泥石等易泥化矿物，经镜下鉴定铜矿物与黄铁矿关系密切，基本以较粗的连生体形式存在，而磁黄铁矿基本不含 铜。综合考虑矿石性质，确定采用“磁选脱硫一脱泥一浮铜”流程回收铜，全流程获得铜精矿铜品位2 0 ．2 6 ％，铜回收率7 3 ．4 l ％。 关键词硫精矿；铜；磁选；脱泥 中图分类号1 伪2 ；T D 9 5 2 ．1 文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 舛9 2 2 0 1 6 0 5 珈1 3 彤 S t I l d yo nR ∞o v e r yo fC o p p e rf ‰lS l l l p h 叫C o 眦e n 昀t e s H E Nx u 胁嘶矿胧凡i 昭西画，聊矗昭，尬n 蒯昭j l 觑。盯岍彤c o z 如鲈，他脯“昭6 5 ∞，；，仍i 胞 A b 咖c t As u Ⅱu rc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gc o p p e r0 ．4 l ％，c o p p e rI l l i n e d sm a i n J yc h a l c o p 皿t e ，c h a l c o c i t e ， s u h r “n e m l si sm a i m yp y H h o t i t e ，s e c o n d l yp 两t e ，g a n g u em i n e r a l sf o rs m a l la m o u n t so fs e r I e n t i n e ，t a l c ，c h l o r i t e a n do t h e re 鹊yt os l i m eI I l i n e m la n db yI l l i c r o s c o p i ci d e n t i 6 c a t i o no fc o p p e rI I l i n e r a l sa n dp y r i t ei sc l o s e l yr e l a t e d ，b a s i c t ot h ec o a r s e ri n t e _ 目m 埘h sf o 册e x i s t e n c e ，a l l dp 讪o t i t eb a s i cd o e sn o tc o n t a i nc o p p e r ． C o m p r e h e n s i v ec o n s i d e m t i o n o ft h en a t u r eo ft h eo r e ，t h eu s eo f ”m a g I l e t i cs e p 蝴t i o nd e s u h r i z a t i o n m u d n o t a t i o n ”p r o c e s st or e c o v e rt h ec o p p e r ， t h ew h o l ep m c e s so fc 叩p e rc o n c e n t m t ec 叩p e rg r a d e2 0 ．2 6 ％，c 叩p e rr e c o v e r ym t eo f7 3 ．4 l ％． K e yw o r d s s u l p h u rc o n c e n t r a t e ；c 叩p e r ；m a g n e t i cs e p a r a t i o n ；d e s l i f n i n g 铜具有良好的导电、导热、耐腐蚀、延展性好等优 良特性，广泛应用于国民经济各领域，消费量仅次于 铁和铝，我国铜矿资源品位低，性质复杂，资源量匮 乏，7 0 ％以上的铜依赖进口，必需研究高效的选矿技术 提高我国铜矿资源的综合利用水平。磁黄铁矿、黄铁 矿、黄铜矿在成矿过程中常常共生在一起，形成铜硫 共生矿，其中黄铁矿与黄铜矿性质接近，两者之间的 连生嵌布关系最为密切，导致部分铜矿物在铜硫分离 过程中损失于硫精矿，尤其是对于铜品位较高，铜矿 物以细粒嵌布于黄铁矿的矿石，硫精矿含铜普遍较 高引。因此，研究适宜的技术措施从硫精矿中进一 表l T a b l e1 步回收铜矿物，不仅可以提高铜回收率，而且具有较 高的经济效益。 本文针对某硫精矿的矿石性质，通过药剂对比和 条件试验，最终确定了从硫精矿中合理回收铜的选矿 工艺流程和药剂制度。 1 硫精矿性质 1 ．1 化学成分 硫精矿化学多元素分析结果、铜的化学物相分析 结果分别列于表1 和表2 。 硫精矿多元素分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fs u l p h u rc o n c e n t r a t e ／％ 收稿日期收稿日期2 0 t 6 _ 0 1 6 J 吣修回日期2 0 1 6 J 0 6 - 2 2 作者简介沈旭 1 9 6 3 ． ，女，河南淅川人，副教授，主要从事矿物加工研究、选矿厂设计和教学管理工作。 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第5 期 表2铜物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e rp h a s e ／％ 相别自由氧化铜结合氧化铜次生硫化铜原生硫化铜总铜 含量 0 ．0 l O ．O lO ．0 8O ．3 lO ．4 1 分布率 2 ．4 4 2 ．4 41 9 ．5 l7 5 ．6 11 0 0 ．0 由表l 和表2 分析结果可知，硫精矿中可供选矿 回收的主要组分是铜，含量为0 ．4 1 ％；矿石中的铜主 要赋存于原生硫化铜中，分布率为7 5 ．6 1 ％，少量赋存 于次生硫化铜，分布率为1 9 ．5 l ％，两者合计硫化铜占 有率为9 5 ．1 2 ％。 1 ．2 矿物组成及含量 采用显微镜和矿物自动检测 M L A 对样品进行 矿物定量检测分析，结果列于表3 。 表3矿物定量检测分析结果 T a b l e3o u a I l t i 协t i v ea l l a l y s i sr e s u l t so fI I l i n e m l ／％ 矿物 含量矿物含量矿物含量 黄铜矿 0 ．7 7 6 磁黄铁矿 6 2 ．1 3 蛇纹石 6 ．2 3 辉铜矿 0 ．1 8 7 闪锌矿 0 ．1 0 l 滑石 7 ．1 9 黄铁矿 16 ．5 7 长石 o ‘3 6 9 绿泥石 5 ．7 l 方铅矿 0 ．1 0 6 车轮矿 0 ．0 1 1 其他脉石 0 ．5 4 纤维锌矿 0 ．0 6 7 辉铋矿 o ．0 1 3 合计 1 0 0 ．O 由表3 分析结果可知，矿样的组成矿物种类较 多，目的矿物主要是铜矿物，主要为黄铜矿和辉铜矿； 硫矿物主要是磁黄铁矿，其次是黄铁矿；脉石矿物为 少量蛇纹石、滑石、绿泥石。经镜下鉴定铜矿物与黄 铁矿关系密切，基本以较粗的连生体形式存在，而磁 黄铁矿中基本不含铜。矿样中同时存在六方晶系和 单斜晶系两种磁黄铁矿，磁黄铁矿磁性差异较为 悬殊。 1 ．3 矿样磁性分析 采用z c T 筒式弱磁选机进行弱磁选，采用 s S S l 一1 4 5 周期式高梯度磁选机进行强磁选，两者组合 进行磁性分析，流程见图l ，结果见表4 。 给矿 磁4非磁性产品 图l 磁性分析流程图 F i g ．1 n o w s h e e to fm a 驴e t i c 锄a l y s i s 表4 T a b l e4 磁性分析结果 M a g n e t i ca n a l y s i sr e s u l t s ／％ 由表4 可知，磁1 至磁3 均存在一定量的磁性产 品，表明磁黄铁矿磁性差异较大，部分采用弱磁选即 可除去，部分却需要高梯度强磁选，铜集中至非磁性 产品。 1 ．4 非磁性产品粒度组成分析 通过显微镜鉴定，铜矿物多以粗粒连生体形式存 在，而蛇纹石、滑石、绿泥石等脉石矿物多以微细粒形 式存在。故对磁性分析中的非磁性产品 包含磁4 进 行粒度组成分析，分析结果见表5 。 表5非磁性产品粒度组成分析结果 1 址l e5 A n a l y s i sr e s u l t s o f g m i ns i z ec o m p o s i t i o n o f n o n - m a g n e t i cp r o d u c t s ／％ 由表5 可知，一4 3 岬粒级铜含量低于 4 3 岬 粒级，铜矿物集中分布在 4 3 岬粒级。 2 试验方案 根据硫精矿性质分析结果，其中主要有用矿物为 黄铜矿和辉铜矿，矿物量最大的为磁黄铁矿，其次是 黄铁矿，脉石矿物为蛇纹石、滑石和绿泥石。根据磁 黄铁矿具有磁性而铜矿物不具磁性的特点，可以采用 磁选除去磁性较好的磁黄铁矿，实现磁选脱硫旧J 。铜 矿物与黄铁矿致密共生，多以粗粒连生体形式存在， 而蛇纹石、滑石、绿泥石等脉石矿物容易泥化，多以微 细粒形式存在，可以通过脱泥将脉石矿物脱除。最后 对粗粒级部分采用磨矿浮选实现黄铜矿与黄铁矿分 离，获得铜精矿产品HJ 。综合考虑矿石性质，确定回 收铜的试验方案为“磁选脱硫一脱泥一浮铜”流程。 万方数据 2 0 1 6 年第4 期沈旭从某硫精矿中回收铜的试验研究 1 5 3 试验结果与讨论 3 ．1 磁选脱硫试验 通过磁性分析，确定适宜的磁场强度为o ．4T ，试 验结果见表6 。 表6 磁选试验结果 T a b l e6R e s u l t so fm a g n e t i cs e p a r a t i o nt e s t／％ 由表6 可知，通过磁选，可以获得硫品位 3 7 ．7 9 ％、回收率7 4 ．4 9 ％的磁黄铁矿，铜品位1 ．0 1 ％、 回收率8 5 ．0 1 ％的非磁性产品。磁选较好地脱除了磁 黄铁矿，实现了铜的预富集。 3 ．2 非磁性产品脱泥试验 由粒度组成分析结果可知，一4 3 m 粒级含铜明 显低于 4 3 “m 粒级，根据矿物颗粒在水介质中的斯 托克斯自由沉降原理，采用水析法对非磁性产品进行 脱泥，结果见表7 。 表7 T a b l e7 脱泥试验结果 R e s u l t so fm u dr e m o v 出 由表7 可知，通过水析脱泥后， 4 3 斗m 粒级铜品 位为1 ．6 5 ％，铜占有率为9 3 ．7 8 ％，脱泥进一步实现了 铜的预富集。 3 ．3 粗粒级磨矿浮铜试验 针对粗粒级，进行了磨矿细度试验、石灰用量试 验、捕收剂种类及用量试验，粗选条件试验，工艺流程 如图 粗精矿扫中矿 尾矿 m i n ；下同 图2 铜粗选条件试验工艺流程 F i g ．2 T e s tp m c e s so fc o p p e rm u g hc o n d i t i o n 3 ．3 ．1 磨矿细度试验 铜基本是以连生体的形式存在，磨矿是实现铜矿 物与其它矿物解离回收的基础，所以首先进行磨矿细 度试验。固定试验条件石灰用量6k g ／t ，z ．2 0 0 用量 3 0g ／t ，试验流程如图3 所示，试验结果见表8 。 表8磨矿细度试验结果 ‘ T a b l e8T e s tr e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s s ／％ 由表8 可以看出，随着磨矿细度的增加，铜矿物 得到更好解离，粗精矿铜品位和回收率均得到提高． 当磨矿细度为一7 4 “m 占8 1 ％时，达到最高值，再增 加磨矿细度指标变化不大。确定磨矿细度为一7 4 “m 占8 l ％。 3 ．3 ．2 石灰用量试验 黄铁矿是浮铜给矿中最主要的矿物，欲得到合格 的铜精矿，必然实现铜硫分离，石灰价廉易得，是最为 常用的黄铁矿抑制剂口j ，广泛应用于铜硫分离，所以 采用石灰作抑制剂，并进行用量试验研究。固定试验 条件磨矿细度一7 4 岬占8 1 ％，z ．2 0 0 用量3 0 ∥t ，试 验流程如图2 所示，试验结果见表9 。 由表9 可以看出，随着石灰用量增加，黄铁矿得 到有效抑制，粗精矿铜品位得到提高，回收率基本一 致，当石灰用量超过6k g ／t 时，指标趋于一致。确定 石灰用量为6k ∥t 。 3 ．3 ．3 捕收剂种类及用量试验 铜硫浮选分离常用的捕收剂为酯类或黑药类，在 此分别对z 一2 0 0 和丁基铵黑药。6o 两种捕收剂进行研 究。固定试验条件磨矿细度一7 4 仙m 占8 1 ％，石灰 用量6k g ／t 。试验流程如图3 所示，试验结果见表l o 。 万方数据 表9 T a b l e9 石灰用量试验结果 T b s tr e s u l t so f1 i m ec o n t e n t／％ 表1 0捕收剂种类及用量试验结果 T a b l e1 0E x p e r i m e n t a lr e s u l t so ft h et y p ea n dd o s a g eo f c o l l e c t o r／％ 由表1 0 可以看出，两种捕收剂对铜矿物均有较 好的选择性捕收效果，相对来说，在同等用量条件下， z 绷对铜矿物的选择性捕收效果最好，适宜用量为 3 0g ／t 。 3 ．3 ．4 开路试验 在前面条件试验基础上进行浮铜开路试验研究， 试验流程为一次粗选、两次扫选、两次精选，试验条件 为磨矿细度一7 4 “m 占8 l ％，石灰用量6k g ／t ；Z 一2 0 0 用量，粗选3 0g ／t ，扫选一5g ／t ，扫选二5g ／t ；精选一 石灰用量5 0 0g ／t ，精选二为空白精选。试验结果见 表1 1 。 表1 1开路试验结果 T a b l e1 1R e s u l t so fo p e nc i r c u i tt e s t ／％ 由表1 1 可知，开路试验可以获得铜品位 2 8 ．5 9 ％、作业回收率8 1 ．8 3 ％的铜精矿。 3 ．4 全流程试验研究 通过试验研究确定全工艺流程见图3 ，试验结果 见表1 2 。 表1 2全工艺试验结果 T a 】 l e1 2T e s tr e s u l t so ft h ew h o l ep m c e s s／％ 由表1 2 可知，全工艺流程获得的指标为铜精矿 铜品位2 0 ．2 6 ％、铜回收率7 3 ．4 1 ％，硫精矿 黄铁矿 硫品位4 3 ．0 8 ％、回收率2 2 ．5 8 ％，磁性产品 磁黄铁 矿 硫品位3 7 ．7 9 ％、硫回收率6 9 ．5 0 ％。表明采用“磁 选脱硫一脱泥一浮铜”流程，较好地实现了给矿中铜 的回收，并获得硫品位更高的硫精矿产品。 3 结论 1 某硫精矿主要有用矿物为黄铜矿和辉铜矿，硫 矿物主要是磁黄铁矿，其次是黄铁矿，脉石矿物为蛇 纹石、滑石和绿泥石等易泥化脉石。经镜下鉴定铜矿 物与黄铁矿关系密切，基本以较粗的连生体形式存 在，脉石矿物多以微细粒形式存在。矿样中同时存在 六方晶系和单斜晶系两种磁黄铁矿，磁黄铁矿磁性差 异较为悬殊。 万方数据 2 0 1 6 年第4 期沈旭从某硫精矿中回收铜的试验研究1 7 磁 磁 给矿 图3 全工艺试验流程 F i g ．3 n o w s h e e to fw h o l ep r o c e s st e s t 2 根据磁黄铁矿具有磁陛的特点，可以采用磁选 脱硫；由于脉石矿物多以微细粒形式存在，可以采用 脱泥实现脉石的有效脱除；由于黄铜矿、黄铁矿紧密 共生，黄铜矿多以较粗的连生体形式存在黄铁矿中， 采用磨矿浮选可实现黄铜矿与黄铁矿分离，综合考虑 矿石性质，确定“磁选脱硫一脱泥一浮铜”流程回 收铜。 3 在原矿铜品位为0 ．4 2 ％、硫品位为3 7 ．1 9 ％的 情况下，全流程获得铜品位2 1 ．2 6 ％、铜回收率 7 1 ．9 8 ％的铜精矿，较好的实现了硫精矿中铜的回收。 参考文献 [ 1 ] 李宗站，刘家弟，王振玉，等．国内铜硫浮选分离研究现状 [ J ] ．金属矿山，2 0 1 0 7 6 7 ．7 0 ． [ 2 ] 邱廷省，徐其红，匡敬忠，等．某复杂硫化铜矿铜硫分离试 验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 1 ，3 l 2 4 5 _ 4 8 ． [ 3 ] 李晓波，夏国进，余夏静，等．某复杂铜硫矿低碱度铜硫分 离的工艺研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 l 4 5 9 - 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