含碳铜钴矿石抑碳提质浮选工艺.pdf

2 6 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 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 7 ．0 1 ．0 0 6 含碳铜钴矿石抑碳提质浮选工艺 陈经华 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 摘要在系统分析含碳铜钴矿石选矿工艺和技术难点的基础上，采用矿浆调整剂B K ．5 3 0 作碳质物的抑制剂、丁基黄 药作捕收剂，对刚果 金 的K M 铜钴矿石和L s 铜钴矿石进行选矿试验研究，确定了抑碳铜钴浮选工艺流程，获得较好的选矿 试验结果。K M 铜钴矿石的闭路试验结果为铜钴混合精矿含铜2 2 ．4 7 ％、含钴2 ．0 8 ％，铜、钴的回收率分别为9 4 ．2 1 ％和 9 0 ．5 2 ％。L S 铜钴矿石的闭路试验结果为铜钴混合精矿含铜2 7 ．4 1 ％、含钴7 ．6 9 ％，铜、钴的回收率分别为8 6 ．3 3 ％和 9 1 ．6 7 ％。 关键词铜钴矿；碳质物；浮选；抑碳；分散 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 4 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 1 - 0 0 2 6 - 0 4 I n h i b i t i n gC a r b o na n dI m p r o v i n gQ u a l i t yF l o t a t i o nP r o c e s sf o rC a r b o n C o n t a i n i n gC o p p e r - c o b a l tO r e C H E NJ i n g h u a S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g a n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t B a s e do nt h es y s t e m a t i ca n a l y s i so ft h em i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g ya n dt e c h n i c a ld i f f i c u l t i e s o f c a r b o nc o n t a i n i n gc o p p e r - c o b a l to r e ，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 s tw a sc a r r i e do u tu s i n gt h es l u r r ym o d i f i e rB K 一 5 3 0a sc a r b o n a c e o u sm a t e r i a l si n h i b i t o ra n db u t y lx a n t h a t ea sc o l l e c t o rf o rR ．D ．C o n g oK Mc o p p e rc o b a l to r ea n dL S c o p p e rc o b a l to r e ，d e t e r m i n i n gi n h i b i t i n gc a r b o np r o c e s so fc o p p e r c o b a l tf l o t a t i o na n do b t a i n i n gg o o dr e s u l t s ．T h e r e s u l t so fc l o s e dc i r c u i tt e s to fK Mc o p p e r - c o b a l to r e a r ea sf o l l o w s t h ec o p p e ra n dc o b a l tg r a d eo fc o p p e r - c o b a l t c o n c e n t r a t ea r e2 2 ．4 7 ％a n d2 ．0 8 ％r e s p e c t i v e l y ．a n dc o p p e ra n dc o b a l tr e c o v e r yr a t ea r e9 4 ．2 1 ％a n d9 0 ．5 2 ％ r e s p e c t i v e l y ．T h er e s u l t so fc l o s e dc i r c u i tt e s to fL Sc o p p e r c o b a l to r e a r ea sf o l l o w s t h ec o p p e ra n dc o b a l tg r a d eo f c o p p e r - c o b a l tc o n c e n t r a t ea r e2 7 ．4 1 ％a n d7 ．6 9 ％r e s p e c t i v e l y ，a n dc o p p e ra n dc o b a l tr e c o v e r yr a t ea r e8 6 ．3 3 ％ a n d9 1 ．6 7 ％r e s p e c t i v e l y ． K e y w o r d s c o p p e r - c o b a l to r e ；c a r b o n a c e o u sm a t e r i a l s ；f l o t a t i o n ；i n h i b i t i n gc a r b o n ；d i s p e r s e 近十年，随着矿业开发和利用需求的增强，在我 国的内蒙古、四川、安徽、以及国外的刚果 金 加丹 加省、澳大利亚昆士兰州等地区陆续发现了大量的 含碳的铜铅锌矿石、铅锌矿石、铜钴矿石等。3J 。这 些矿石的主要特点是有价元素 铜、铅、锌、钴等 的 含量较高，碳质物的碳化程度不均匀，有些以单质颗 粒形式存在，有些以碳的过渡产物形式存在，碳质物 一般以细粒状或微细粒状嵌布。这些因素均造成了 碳质物的可浮性差异很大。为回收矿石中的有价成 分，国内外许多研究人员对此类矿石开展了大量的 选矿试验研究，并取得了一些富有成效的研究成 果m 1 。本文对含碳铜钴矿石的选矿工艺、技术难点 及措施进行了较系统的分析，在此基础上列举了两 个铜钴矿石的选矿试验结果。 1 含碳铜钴矿选矿工艺、技术难点及措施 含碳铜钴矿选矿的关键技术问题是碳质物与铜 钴矿物之间、以及铜钴矿物与其它硫化矿物 如黄铁 矿 之间的分离。碳质物、铜钴矿物与脉石矿物的分 离相对而言比较容易。由于矿床成矿条件不同，不 基金项目国家重点基础研究发展 9 7 3 计划 2 0 1 4 C B 6 4 3 4 0 3 收稿日期2 0 1 6 - 0 9 - 1 2修回日期2 0 1 6 - 0 9 - 2 3 作者简介陈经华 1 9 7 8 ． ，男，山东单县人，博士，教授，主要从事有色金属矿选矿工艺及工业应用研究。 万方数据 2 0 1 7 年第l 期陈经华含碳铜钴矿石抑碳提质浮选工艺 2 7 同矿床甚至同一矿床的不同矿体中碳质物的碳化程 度不同，造成碳的存在形式不同。碳主要以单质碳、 石墨、不定性碳质物等形式存在。因此，碳的可浮性 差异很大，有些碳的可浮性非常好，很难抑制。有些 碳质物的可浮性与铜钴矿物相近，在回收铜钴时必 须添加碳的抑制剂，将碳抑制到尾矿中。根据铜钴 矿石的矿石性质，目前主要的选矿工艺有三种抑碳 铜钴浮选工艺、预先脱碳一铜钴浮选工艺、碳与铜钴 混合浮选一再分离浮选工艺。在制定含碳铜钴矿浮 选工艺流程时，通常考虑以下几方面的因素一是碳 质物的可浮性；二是铜钴矿物的可浮性；三是碳质物 与铜钴矿物的嵌布关系。当矿石中碳质物的含量较 高、且易浮的铜钴矿物少时，可以预先脱碳。当碳质 物的可浮性很好，同时铜钴矿物的可浮性也很好时， 可以把可浮性较好的铜钴矿物和碳质物一起选出， 然后进行分离。当碳质物的可浮性较差，但少部分 碳质物的可浮性又较好时，可以采用抑碳铜钴浮选 工艺 如采用铁铬盐木质素作抑制剂 ，或者采用预 先脱碳和抑碳联合工艺，即预先脱除可浮性较好的 碳质物，其余的碳质物采用抑制剂抑碳。 2 选矿试验实例 2 ．1 刚果 金 K M 铜钴硫化矿 刚果 金 K M 铜钴硫化矿石中含铜1 ．5 3 ％、含 钴0 ．1 5 ％、含碳5 ．8 9 ％。矿石中铜矿物主要为黄铜 矿，其次为斑铜矿、辉铜矿，以及很少量自然铜及铜 蓝等；钴矿物为硫铜钴矿；其它硫化矿物主要为黄铁 矿等；脉石矿物主要有白云石、石英、云母等。矿石 中碳质物的矿物含量占总矿物量的0 ．7 5 ％。碳质物 在矿石中的嵌布粒度非常细，粒度分布在2 2 0 I x m ，主要以不定形碳质物为主，少量为规则的鳞片 状石墨。这些碳质物常以不规则的细粒状嵌布在其 它脉石矿物中，少量碳质物沿黄铜矿边缘产出。 矿石中碳的含量虽不高，但造成药剂用量大，铜 钴指标低。为消除碳的不利影响，首先开展了脱碳 试验，试验流程见图1 ，试验结果见表1 。试验结果 表明，碳泡沫的产率为1 ．2 1 ％，脱除率仅为1 ．6 8 ％， 脱碳效果不佳。为此，采用矿浆调整剂B K 一5 3 0 开展 了抑碳试验，试验结果见图2 。B K - 5 3 0 为褐色固体 粉末，易溶于水中，生产中常配成5 ％的水溶液使用。 由图2 可知，随着B K - 5 3 0 用量的增加，铜钴的回收 率先增加后降低，铜的品位逐渐降低，钴的品位基本 不变，综合考虑B K 一5 3 0 用量选为5 0 0 ∥t 。 因文章篇幅有限，其它试验条件不再一一叙述。 在详细的浮选条件试验基础上，开展了全流程的开 路试验和闭路试验。闭路试验的工艺流程为两次粗 选、两次扫选、三次精选 见图3 。闭路试验获得了 含铜2 2 ．4 7 ％、含钴2 ．0 8 ％的铜钴混合精矿，铜和钻 的回收率分别为9 4 ．2 1 ％和9 0 ．5 2 ％。 碳泡 碳泡沫产品2 尾矿 r a i n ；下同 松醇油2 0 图1 脱碳试验流程 K M F i g ．1 T e s tp r o c e s so fd e c a r b u r i z a t i o n K M 表1脱碳试验结果 T a b l e1T e s tr e s u l t so fd e c a r b u r i z a t i o n％ 图2B K - 5 3 0 用量试验结果 F i g ．2 B K - 5 3 0d o s a g et e s tr e s u l t s 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 原矿 混合精矿 图3刚果 金 K M 铜钴硫化矿浮选工艺流程 F i g ．3 F l o t a t i o np r o c e s so fR ．D ．C o n g oK Mc o p p e r c o b a l ts u l f i d eo r e 2 ．2 刚果 金 L s 铜钴硫化矿 刚果 金 L s 铜钴硫化矿石中含铜2 ．4 1 ％、含钴 0 ．6 0 ％、含碳4 ．2 3 ％。矿石中铜矿物主要为黄铜矿， 其次为斑铜矿、辉铜矿，另有少量的蓝辉铜矿、铜蓝 及微量的黑铜矿、赤铜矿、自然铜等；钴矿物主要为 硫铜钴矿及微量的水钴矿；其它少量的硫化矿物为 黄铁矿等；脉石矿物主要有石英、绿泥石、云母及白 云石等。矿石中碳质物的矿物含量占总矿物量的 1 ．0 4 ％。矿石中碳质物的嵌布粒度为2 ～2 0l a , m ，主 要以不规则细粒状、微细脉状形式产出，偶尔可见规 则的鳞片状石墨和碳质物沿硫化铜矿物边缘产出。 采用起泡剂M I B C 作为脱碳的捕收剂，进行了预 先脱碳M I B C 用量试验，试验结果见图4 。由图可 知，随着浮选泡沫产率的增加 M I B C 用量由2 5g ／t 增至6 2 ．5g ／t ，碳的脱除率逐渐增加，铜和钴的损 失也随之增加。考虑到碳的脱除产率较小，而铜、钴 的损失较大，因此该矿石不宜采取预先脱碳。 为考察矿浆调整剂B K - 5 3 0 对碳的抑制效果以 及对铜、钴的影响，开展了不添加／添加B K - 5 3 0 时， 捕收剂用量的对比试验，试验结果见图5 。其它试验 条件相同，即磨矿细度为一7 4 斗m 占6 5 ％；粗选I 硫化钠用量5 0g ／t ，起泡剂B K - 2 0 1 用量3 1 ．2 5g ／t ； 粗选Ⅱ捕收剂B K - 4 0 5 用量固定为3 1 ．2 5g ／t ，起泡 剂B K - 2 0 1 用量1 2 ．5g ／t 。试验结果表明，与不加 B K - 5 3 0 相比，加入B K - 5 3 0 后捕收剂的用量由2 0 0 ～ 3 0 0g ／t 降至5 0g ／t ，减少了7 5 ％～8 3 ％，而且铜、钴 的回收率远高于不加B K 一5 3 0 时。矿浆调整剂 B K - 5 3 0 对矿泥具有分散作用，对碳质物具有抑制作 用，能显著降低碳质物和矿泥对铜钴浮选的不利影 响，简化工艺流程，降低药剂用量和生产成本，有利 于提高铜、钴的回收率。 零 瓣 篮 疆 图4 脱碳试验结果 F i g ．4 D e c a r b u r i z a t i o nt e s tr e s u l t s 万方数据 垫l 王年第1 期陈经华含碳铜钴矿石抑碳提质浮选工艺 2 9 B K - 4 0 5 用量／【g ‘t 。 图5不添J J n ／添加B K - 5 3 0 时捕收剂用量试验结果 F i g ．5E x p e r i m e n t a lr e s u l t so fc o l l e c t o r d o s a g ew i t h o u ta d d i n g ／a d d i n gB K - 5 3 0 l 一不添加B K - 5 3 0 ；2 一添加B K - 5 3 0 在详细的浮选条件试验基础上，开展了全流程 的开路试验和闭路试验。闭路试验的工艺流程为两 次粗选、两次扫选、两次精选 见图6 。闭路试验获 得了含铜2 7 ．4 1 ％、含钴7 ．6 9 ％的铜钴混合精矿， 铜、钴的回收率分别为8 6 ．3 3 ％和9 1 ．6 7 ％。 3结论 1 含碳铜钴矿石采用脱碳、抑碳还是脱碳一抑 碳联合浮选工艺是根据矿石中铜钴矿物、碳质物、脉 石矿物的嵌布特性及可浮性而确定的。 原矿 2 以细粒状或微细粒状存在的碳质物在磨矿过 程被解离出来，易罩盖在铜钴矿物表面，缩小了有用 矿物与脉石矿物之间的可浮性差异，造成了两者分 离困难，选矿指标差。 3 碳质物的粒度较细，比表面积大，吸附大量的 浮选药剂，造成药剂用量大，选矿成本高。采用有效 的抑制剂B K - 5 3 0 可以有效降低药剂的用量，提高选 矿指标。 致谢 参加试验研究的人员还有卢烁十、曾克文、于 洋、刘水红、周高云、孙志健、李艳峰、周东琴、刘万 峰、叶岳华等，在此深表感谢。 参考文献 [ 1 ] 冯俊生．内蒙古含碳铅锌多金属矿石除碳工艺研究[ J ] ． 包头钢铁学院学报，2 0 0 0 ，1 9 4 2 7 9 - 2 8 2 ． [ 2 ] 王勇海，马晶，牛芳银．国外某含碳高硫细粒嵌布铜铅 锌多金属矿选矿工艺试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部 分 ，2 0 1 2 2 2 1 2 6 ． [ 3 ] 胡敏．含碳难选低品位铅锌硫化矿铅锌分离试验研究 [ J ] 。有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 3 1 7 - 2 3 ． [ 4 ] 卢琳，韦明华，梁怀文．广西某含碳难选铅锌矿选矿工 艺试验研究[ J ] ．有色矿业，2 0 1 4 ，3 0 3 2 6 - 2 9 ． [ 5 ] 及亚娜，孙体昌，纪军．两种含碳铅锌矿石预先除碳工 艺对比研究[ J ] ．中国矿业，2 0 1 0 ，1 9 2 1 0 0 - 1 0 3 ． 一7 4o , md i 6 5 ％ 2 I I I 丁基黄药1 8 ．7 5 ，B K 一2 0 16 ．2 5 铜钴I 粗选Ⅱ 2 g 丁基黄药3 1 ．2 5 铜钴l 精选I 2 火丁基黄药1 2 ．5 ，B K 一2 0 16 ．2 5 铜钴f 扫选I 2 l 丁基黄药6 ．2 5 铜钴l 扫选Ⅱ 图6 刚果 金 L S 铜钴硫化矿浮选工艺流程 F i g ．6 F l o t a t i o np r o c e s so fR ．D ．C o n g oL Sc o p p e r c o b a l ts u l f i d eo r e 尾矿 万方数据