某低品位铜矿石浮选工艺优化试验研究.pdf

1 4 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第2 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 6 ．0 2 ．0 0 3 某低品位铜矿石浮选工艺优化试验研究 杨远坤 紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘要针对闽西某低品位铜矿石，通过优化浮选药剂制度，以石灰 亚硫酸钠为抑制剂，丁基铵黑药为捕收剂，闭路流 程试验可获得铜品位1 9 ．5 0 ％、铜回收率9 0 ．9 9 ％的铜精矿。应用于现场后，在入选原矿铜品位降低0 ．0 3 ％的情况下，使铜精 矿铜回收率提高了2 ．6 ％，尾矿铜品位降低了0 ．0 1 5 ％，工艺效果显著。 关键词低品位铜矿；铜硫分离；石灰；亚硫酸钠 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 6 0 2 - 0 0 1 4 - 0 0 4 S t u d yo nt h eF l o t a t i o nP r o c e s sO p t i m i z a t i o no faL o w g r a d eC o p p e rO r e M ⅣGY u a n k u n Z i j i nM i n i n gG r o u pC o ．，L t d ．，S h a n g h a n gF u f i a n3 6 4 2 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h ef l o t a t i o nt e s t sw i t ht h eo p t i m a lr e a g e n ts y s t e mw h i c hl i m e s o d i u ms u l f i t ea sc o m b i n e d d e p r e s s a n ta n dt h ea m m o n i u md i b u t y ld i t h i o p h o s p h a t ea sc o l l e c t o rw e r ec a r r i e do u tt oa d j u s t e df o rt h el o wg r a d ea n d r e f r a c t o r yh i g hs u l f u r b e a r i n gc o p p e ro r e ．L a b o r a t o r yc l o s e d c i r c u i tt e s tr e s u l t ss h o wt h a tac o p p e rc o n c e n t r a t ew h i c h g r a d ei s1 9 ．0 5 ％a tar e c o v e r yo f 9 0 ．9 9 ％i so b t a i n e d ，a n dc o p p e rg r a d eo f t a i l i n g si sr e d u c e da n dc o p p e ra n ds u l f u r c a nb es e p a r a t e de f f e c t i v e l y ．A f t e ra p p l i e di nt h ef i e l d ，t h ec o p p e rr e c o v e r yo fc o p p e rc o n c e n t r a t ei si n c r e a s e db y 2 ．6 ％．a n dc o p p e rg r a d eo ft a i l i n g si sd e c r e a s e db y0 ．0 1 5 ％u n d e rt h ec o n d i t i o n so fr e d u c i n gf e e dc o p p e ro r eg r a d e b y0 ．0 3 ％．T h er e s u l t ss h o wt h a te c o n o m i cb e n e f i t sa r er e m a r k b l e ． K e yw o r d s l o w ．．g r a d ec o p p e ro r e ；c o p p e r ．- p y r i t es e p a r a t i o n ；l i m e ；s o d i u ms u l f i t e 随着国民经济的发展，铜的需求量在不断增加， 但我国铜矿资源普遍存在着富矿少、低品位和难选 冶矿多的特点；与此同时，随着铜矿石的不断开采， 高品位硫化矿资源日益枯竭，矿石入选品位呈不断 降低趋势，因此，提高铜矿资源综合利用率，开展低 品位铜矿选别技术研究迫在眉睫引。 某金铜矿床是我国2 0 世纪8 0 年代发现并探明 的特大型黄金和大型铜共生矿床之一。金矿床位于 海拔6 0 0m 以上的氧化带中，属特大型的低品位氧 化金矿，可利用金金属储量约2 0 0t ，目前正进行大规 模露天开采；铜矿床位于海拔6 0 0m 以下的原生带 中，已探明铜金属储量超过1 0 0 万t ，原矿铜品位为 0 ．3 ％一0 ．8 ％旧J ，矿石自然类型较为简单，以花岗岩 型硫化铜矿石为主 占8 2 ％ ，其次是隐爆碎屑岩型 硫化铜矿石 占1 4 ％ 以及少量英安玢岩型硫化铜 矿石。工业类型属含硫砷铜矿的单一硫化铜矿石。 目前该矿山已建成了两座铜矿浮选厂，处理能 力分别为80 0 0t ／d 和1 00 0 0t ／d ，现场生产尾矿样 查定结果表明，铜主要以细粒级 1 0 7 0 斗m 损失， 未解离的铜矿物主要嵌布在黄铁矿及脉石粒间，还 有部分与黄铁矿连生或被其包裹。铜精矿产品查定 结果表明，铜精矿中黄铁矿含量较高是主要原因。 针对上述情况，我们采用提高磨矿细度，选择更高效 的抑制剂实现铜硫高效分离，以期获取更佳的技术 经济指标。 1 原矿性质 矿石中金属矿物主要为硫化物，金属硫化物除 黄铁矿外，主要为铜的硫化物，其中蓝辉铜矿、铜蓝、 块硫砷铜矿、硫砷铜矿占9 9 ．3 ％以上，其次为辉铜矿 和斑铜矿等，其他铜金属硫化物含量极少。脉石矿 物绝大多数为石英，其次为地开石、高岭石、多水高 投稿日期2 0 1 5 - 0 6 - 0 1修回日期2 0 1 6 - 0 1 ．1 7 作者简介杨远坤 1 9 8 5 一 ，男，福建宁化人，工程师，长期从事有色金属选矿方面的工作。 万方数据 2 0 1 6 年第2 期杨远坤某低品位铜矿石浮选工艺优化试验研究 1 5 岭石，还有少量明矾石、绿泥石、重晶石、方解石等。 矿石中铜矿物嵌布关系简单，原矿磨至一7 4 炉 含量占6 5 ％一7 0 ％时，各金属矿物的单体解离度较 高，均在8 5 ％以上；但有部分铜矿物与黄铁矿、脉石 矿物关系密切，分布于黄铁矿粒问、与黄铁矿呈简单 表1 T a b l el 毗邻连生，或呈不规则形状嵌布在脉石矿物颗粒粒 间和解离缝中形成包裹连生状态，这部分铜硫矿物 关系极为复杂，粗磨条件下难以解离。 原矿多元素分析结果见表1 ，铜物相分析结果见 表2 。 原矿多元素化学分析结果 M u l t i - e l e m e n ta n M y s i sr e s u l t so fr u n - o f ．m i n eo r e／％ 堕坌．坐∑生里 些 型 坐 竺垒之堡．垒 ．翌受 皇 竺翌兰竺垒旦塾．垫 含量0 ．2 2 0 ．5 94 ．0 20 ．0 8 19 ．7 07 0 ．6 67 ．4 02 ．2 30 ．0 7 8 O ．0 10 ．1 20 ．0 7 21 ．0 8 O ．叭 | 丁基铵黑药2 5 1 | 松醇油3 ．5 铜翱I 诜I 铜精矿尾矿 图1 磨矿细度试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 磨矿细度 一7 4 斗m 含量 ，％ 图2 磨矿细度试验结果 F i g ．2E x p e r i m e n tr e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s s 由图2 可知，随着磨矿细度的不断提高，铜精矿 铜品位和回收率均逐步上升，但当磨矿细度一7 4 斗m 含量超过6 6 ％时，铜精矿铜品位和回收率均呈降低 趋势，因此，选择磨矿细度一7 4 恤m 占6 6 ％。 2 ．2 石灰用量试验 p H 是选铜过程的关键影响因素之一，调节矿浆 p H 不仅能改变矿物的可浮性差异，还能提高药剂与 矿物之间互相作用的选择性。石灰是硫化矿浮选作 业时最常用的p H 调整剂，可起到抑制黄铁矿的作用， 且来源广、价格低廉，目前已被广泛使用旧J ，石灰用量 的多少对浮选指标有较大影响“ 1 。铜粗选一石灰用 量试验流程同图1 其中磨矿细度一7 4 岬占6 6 ％ ， 石灰用量与铜品位和回收率的关系曲线见图3 。 由图3 可知，随着石灰用量的增加，铜精矿铜品 位逐渐上升，但铜精矿铜回收率却不断下降，当石灰 用量超过2 ．5k g ／t 时，p H 高达1 1 ．0 ，浮选泡沫发黏 严重，综合考虑铜精矿铜品位和回收率，选择石灰用 量为2 ．0k g ／t ，p H 为1 0 ．5 左右。 万方数据 1 6 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第2 期 石灰用量／ k g t - ’ 图3 石灰用量试验结果 F i g ．3E x p e r i m e n tr e s u l t so ft h ea m o u n to fl i m e 2 ．3 组合抑制剂种类试验 现场实践表明，该矿石硫可浮性较好，单一添加 石灰难以对黄铁矿起到较好的抑制作用，要想获得 好的铜硫分离效果，就必须采用其他抑制剂与石灰 组合抑制黄铁矿。试验筛选单宁酸、亚硫酸钠、腐植 酸钠和次氯酸钙进行了对比试验。试验流程同图1 ， 试验结果见表3 。 表3组合抑制剂种类试验 T a b l e3 E x p e r i m e n tr e s u l t so ft h et y p eo fc o m b i n e d d e p r e s s a n t ，‘稻 抑絮鬻量产品产率告罟 空白 单宁酸1 0 0 亚硫酸钠4 0 0 腐殖酸钠4 0 0 次氯酸钙4 0 0 8 7 ．4 6 4 3 ．4 3 1 2 ．5 45 6 ．5 7 1 0 0 ．O 1 0 0 ．O 8 7 ．3 5 4 0 ．2 9 1 2 ．6 5 5 9 ．7 1 1 0 0 ．O 1 0 0 ．O 8 6 ．8 93 4 ．2 3 1 3 ．1 16 5 ．7 7 1 0 0 ．0l o o ．O 8 6 ．7 04 0 ．1 6 1 3 ．3 0 5 9 ．8 4 1 0 0 ．O 1 0 0 ．0 8 5 ．9 6 4 4 ．1 5 1 4 ．0 45 5 ．8 5 1 0 0 ．01 0 0 ．O 从表3 可知，采用亚硫酸钠与石灰组合抑制硫 时，效果较为明显，试验确定采用亚硫酸钠与石灰作 为组合抑制剂。 2 ．4 亚硫酸钠用量试验 对亚硫酸钠用量进行了单因素优化试验。试验 流程同图1 ，亚硫酸钠用量与铜品位和回收率的关系 曲线见图4 。 亚硫酸钠用量／ g t - 1 图4 亚硫酸钠用量试验结果 F i g ．4E x p e r i m e n tr e s u l t so ft h ea m o u n t o fs o d i u ms u l f i t e 石灰15 0 0 T _ 亚硫酸钠1 0 0 ＼j 、 U 一7 4 I ‘m 6 6 ％ 2 I I 丁基铵黑药5 3 I 水玻璃．塑翌l 苎． 铜精I 选 3 2 | 丁基铵黑药 铜扫l 选Ⅲ 铜精矿 _ 尾矿 图5 闭路试验流程 F i g ．5 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 卯甜∞舵铝∞笼趴∞筮弱昕熨“宝∞乞禾孙Z禾弛互t弘乞屯驺互t ％m ∞钙m n屹粥矾舛{窭矾醯渤∞ 吼n n m n m 屹n n n n m o n n拐刀加跖M加弘酌加他笼加驺酊加 泌一一倘一一似一一堋～～锄～一 黼肘财黼肘耐黼肘肼黼肘尉黼肘耐 万方数据 垫1 6 年第2 期杨远坤某低品位铜矿石浮选工艺优化试验研究 1 7 ． 表4闭路试验结果 T a b l e4 E x p e r i m e n tr e s u l t so fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t ／％ 2 ．7 工业实施效果 该优化工艺于2 0 1 4 年1 2 月份运用于生产现 场，运行期间铜硫分离效果显著，浮选各关键技术指 标得到了明显改善。生产指标对比结果见表5 。 表5生产指标对比结果 T a b l e5 C o m p a r e dr e s u l t so fp r o d u c t i o ni n d e x ／％ 。。 处理矿量／原矿品位铜精矿品位 铜精矿回收率尾矿 石灰单耗／亚硫酸钠单耗／ ～tC uS A u ” C u A u l C uA u 铜品位 k g ．t 一1 g t 。1 原工艺 1 6 39 9 00 ．4 44 ．2 10 ．2 21 9 ．2 9 6 ．3 88 5 ．2 15 5 ．5 8o ．0 6 62 ．3 1 现工艺 3 2 6 7 3 20 ．4 14 ．1 0 0 ．1 81 9 ．4 15 ．5 88 7 ．8 15 7 ．5 3O ．0 5 11 ．3 51 0 0 ．0 由表5 可见，采用本优化工艺生产，尽管因使用 亚硫酸钠使得药剂成本增加了0 ．3 形t 矿，但由于 石灰成本降低了0 ．4f r _ J t 矿，综合药剂成本反而降 低了0 ．1 形t 矿。同时，在入选原矿石品位降低的 情况下，采用石灰 亚硫酸钠组合抑制剂比采用单 一石灰时铜回收率仍提高了2 ．6 ％，尾矿铜品位降低 了0 ．0 1 5 ％，铜精矿金回收率提高了1 ．9 5 ％。按年 处理量6 0 0 万t 计，每年可多回收铜金属量8 5 5t ，将 为企业新增年产值34 0 0 万元 铜金属按4 万元t _ ／t ， 经济效益显著。 3结论 1 某铜矿矿石自然类型简单，主要为花岗岩型 硫化铜矿石，矿石中金属矿物主要为硫化物，金属硫 化物除黄铁矿外，主要为铜的硫化物，其中蓝辉铜 矿、块硫砷铜矿、铜蓝、硫砷铜矿占9 9 ．3 ％以上，其次 为辉铜矿和斑铜矿等，脉石矿物绝大多数为石英。 2 根据原矿性质及现场生产经验，采用亚硫酸 钠与石灰组合抑制剂抑制黄铁矿，实现了铜硫的高 效分离，有效确保了铜精矿品质，实验室闭路试验获 得铜品位为1 8 ．3 7 ％、铜回收率为8 9 ．6 8 ％的铜 精矿。 3 该试验成果应用于现场后，在入选原矿铜品 位较以往降低0 ．0 3 ％的情况下，铜精矿铜回收率仍 提高了2 ．6 ％，尾矿铜品位降低了0 ．0 1 5 ％，可为企 业新增年产值34 0 0 万元。 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 ，2 4 1 1 5 - 7 ，2 5 ． [ 2 ] 廖德华，鲁军，石仑雷，等．云南某低品位斑岩型硫化 铜矿选矿试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 2 5 - 8 ． [ 3 ] 阮仁满．分步优先浮选法处理低品位硫化铜矿[ J ] ．矿产 综合利用，1 9 9 9 6 2 7 - 3 1 ． [ 4 ] 刘耀青．含金铜硫矿石浮选分离工艺的研究[ J ] ．矿冶， 1 9 9 5 ，4 1 5 0 - 5 5 ． [ 5 ] 选矿设计手册编委会．选矿设计手册[ M ] ．北京冶金 工业出版社，2 0 0 4 3 0 - 4 0 ． [ 6 ] 魏德洲．固体物料分选学[ M ] ．2 版．北京冶金工业出版 社，2 0 0 9 3 2 1 ． [ 7 ] 穆国红．低品位铜矿选矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿 部分 ，2 0 0 8 3 1 6 - 1 9 ． 万方数据