内蒙古某铜钼混合精矿分离浮选试验研究.pdf

2 0 1 5 年第2 期有色金属 选矿部分 1 5 d o i 1 0 j 1 9 6 9 ，j j s s n ．1 6 7 l 一9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 2 ．0 0 4 内蒙古某铜钼混合精矿分离浮选试验研究 郭键柄，陈国宝，杨洪英，佟琳琳 东北大学材料与冶金学院，沈阳1 1 0 8 1 9 摘要对内蒙古某铜钼混合精矿进行了工艺矿物学研究。针对该矿石中黄铜矿被铜蓝包裹、辉钼矿呈丝状和脉石 矿物伴生，造成铜钼分离困难的特点，通过条件试验确定了铜钼分离的最佳磨矿细度、浮选p H 和药剂制度磨矿细 度_ 4 3 岬占7 6 ．1 2 ％、p Hl O ．5 、矿浆浓度3 0 ％、硫化钠用量1 5k 出、水玻璃1 ．Ok 卧、煤油1 0 0 砂、松醇油1 0 0g 、矿 浆温度4 0 ℃。经过一次粗选、六次精选、三次扫选的闭路试验，获得含钼4 6 ．3 2 ％、含铜0 ．8 8 ％的钼精矿，含铜2 1 ．1 7 ％、含 钼0 ．0 7 ％的铜精矿，铜、钼的回收率分别为9 9 ．9 2 ％、9 5 ．1 1 ％，使铜钼达到较好分离。 关键词铜钼混合精矿；分离浮选；钼精矿；品位；回收率 中图分类号7 Ⅱ 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 4 ；T D 9 2 3 i 7文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 5 0 2 o o l 5 埘 S e l ∞t i V en o t a 6 蚰o faC o p p e 卜M o l y b d e 肌mB I l l kC o n c e n t m t ef r o mI 衄e rM o n g o l i a G 【幻。胁{ 叼，C j 丑要ⅣG 啪西∞，l 翟ⅣG 日b 嘲 ，Z 叼，孔孙『G 髓n n ，l s c ‰Zo 厂M a t l e n z s 锄d 胁t n z z t l 唧，Ⅳo r t №n S t e m 【械I ，e 悠￡国，J s ，l e 唧n n 夕I J D 8 】9 ，C 巩讥∞ A b s t r a c t M i n e m l o 舀c a lc h a I 锄c t e r i s t i c s o fac o p p e r m o l y b d e n u mb u l kc o n c e n t m t ef 而mI n n e rM o n g o l i a h a v eb e e ni n v e s t i g a t e d ．A n dt I l e p r e s e n c eo fc h a l c o p y r i t ew r a p p e db yc o v e U i t ea n df i l 锄e n t o u sm o l y b d e n i t e a c c o m p a J l i e d 谢t hq u a n zm a k et | l es e p a m t i o no ft h ec h a l c o p 而t ea n dt h em o l y b d e n u md i 伍c u l t ．I n t } l i sw o r k ， t h e加n d i n gs i z e ，t } l en o t a t i o np Hv a l u ea n dt h er e a g e n t sw e r ee x a I I l i n e di nt h el a b o r a t o r y ．T h er e s I l l t s i n d i c a t e dt } I a t ，w h e nt h ep a r t i c l es i z eo fc o n c e n t r a t ew a s7 6 ．1 2 ％l e s st } l a n0 ．0 4 3m m ，p Hw a s1 0 ．5 ，p u l p d e n s i t yw 鹪 3 0 ％， t h et e m p e r a t u r ew a sc o n t r o l l e da t4 0℃a n dt h ea m o u n to fs o d i u ms u l p h i d e ， s o d i u m s i l i c a t e ，k e r o s e n ea n dp i n ec a m p h o ro i lw e r e1 5k 舭， 1 ．0k ∥t ， 1 0 0 矾a n d1 0 0 矾r e s p e c t i V e l y ，t } l e n 出e r t h ec l o s e dc i r c u i te x p e r i m e n t so fo n c em u g h e rn o t a t i o n ，s i xt i m e so fc l e a n e rn o t a t i o na n dt h r e et i m e so f s c a V e n g e rn o t a t i o n ， t h em o l y b d e n u mo r ec o n c e n t r a t ep r o d u c tc o n t a i n e d4 6 ．3 2 ％M oa n dO ．8 8 ％ C u ， a n dt h e r e c o v e r yr a t eo fm o l y b d e n u mw a s9 5 ．1 1 ％．T h ec o p p e ro r e c o n c e n t r a t ep r o d u c tc o n t a i n e d2 1 ．1 7 ％C ua n d c o n t a i n i n gO ．0 7 ％M oa J l dt h er e c o v e r yr a t eo fc 叩p e rw a s9 9 ．9 2 ％．T h es e l e c t i v es e p a r a t i o no fc o p p e ra I l d m o l y b d e n u mh 鹊b e e na c h i e v e ds u c c e s s f u l l y ． K e yw o r ●l s c o p p e r m o l y b d e n u mb u l kc o n c e n t r a t e ； n o t a t i o n s e p a r a t i o n ；I I 】I o l y b d e n u m c o n c e n t m t e ； 帮a d e ； r e c o v e r yr a t e 钼是一种重要的稀有金属，在工业、农业、国 防科技等领域有着广泛的应用。我国钼资源储量居 世界前列，目前已发现含钼矿山3 0 0 多个，主要是 斑岩型钼矿床和矽卡岩型钼矿床两类。辉钼矿具有 天然可’浮J 陛，世界范围内铜钼分离主要采用“抑铜 浮钼”流程。影响铜钼浮选分离的因素有矿物单体 解离度、矿浆浓度、溶液p H 以及浮选药剂种类和 用量等剖。 内蒙古某铜钼矿是以铜为主伴生有钼的斑岩型 铜钼矿床，该铜钼矿中黄铜矿被次生铜矿物包裹严 重，导致浮选钼精矿中铜含量过高，给生产企业造 成很大经济损失。本文以内蒙古某斑岩型铜钼混合 精矿为研究对象，进行了工艺矿物学研究和实验室 选矿试验研究，确定了合理的工艺流程和药剂制 基金项目“十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 2 B A E 0 6 8 0 5 ；国家自然科学基金资助项目 5 1 3 0 4 0 4 7 ，5 1 3 7 4 0 6 6 收稿日期2 0 1 4 - 0 1 2 3 修回日期2 0 1 5 ．0 1 一1 1 作者简介郭键柄 1 9 9 0 一 ，男，甘肃静宁人，硕士，助理工程师，主要从事有色金属选矿方面的研究工作。 万方数据 1 6 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第2 期 度，铜钼分离指标良好。 1 铜钼混合精矿性质 试验所用铜钼混合精矿为铜钼矿原矿经过混合 浮选获得，粒度一4 3 斗m 占4 1 ．5 9 ％。矿石中金属矿 物主要有黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、铜蓝、辉钼 矿，少量的砷黝铜矿、斑铜矿、闪锌矿等。脉石矿 物以石英、云母、伊利石为主。矿石结构有半自形 粒状结构、板状结构、脉状结构、交织状结构、充 填结构、放射状结构、固溶体分离结构。构造以块 状构造、片状构造、浸染状构造为主。黄铜矿多与 次生铜矿物伴生、边缘被铜蓝等包裹，辉钼矿多呈 片状单体或与脉石连生。铜物相中原生硫化铜占 3 7 ．3 ％、次生硫化铜占5 6 ．8 ％，钼物相为辉钼矿。 铜钼混合精矿多元素分析结果见表1 。 表1铜钼混合精矿多元素分析结果 T a b k1M u l t i _ e l e m e n ta n a l y 8 i sr e s u l t s0 fC 巾M ob u l k concentrate／％ 元素 SF eC uS i JA sM oz I IKG a M g 含量3 4 ．0 4 ”．7 01 6 ．8 96 ．1 31 ．4 01 _ 3 l0 ．7 50 ．7 6 O ．5 6 0 ．5 0 O ．4 5 对铜、钼定量分析，得出混合精矿中含铜 1 6 ．8 9 ％，含钼0 ．7 5 ％。从工艺矿物学结果可知，该 铜钼精矿矿石性质复杂，为使铜、钼能有效分离， 需要探索出合理的磨矿细度和药剂制度。 2 试验结果与讨论 试验在X F D 一0 ．7 5 L 浮选槽中进行。采用“抑 铜浮钼”一次粗选流程，分别进行了磨矿细度、浮 选p H 、抑制剂、捕收剂、起泡剂等条件的探索试 验，确定了铜钼分离的最佳浮选条件。试验工艺流 程如图1 所示。 铜钼混合精矿 药剂用量单位g ，t 2 { 硫化钠1 50 0 0 一 2 水玻璃lO o o 2 ；煤油1 0 0 l 松醇油l o o 粗选 p H1 0 ．5 、浮选时间单位m i n ； 钼粗精矿尾矿 图1 铜钼混合矿粗选条件试验流程 F i g ．1 C o n d i t i o nt e s tn 洲r s h e e to fm u g h i n go f c o p p e 卜m o l y b d e n u mb u l kc o n c e n t H n e 2 ．1 浮选条件试验 2 ．1 ．1 磨矿细度试验 磨矿细度是影响矿石中铜、钼以及脉石矿物单 体解离的关键因素，由于矿物颗粒的亲疏水性取决 于其表面和边缘的相对暴露程度，表面和边缘裸露 比越高，其被收回或抑制的可能性越高[ 4 ] ，为此 本文进行了磨矿细度试验。混合精矿未磨时- 4 3 斗m 占4 1 ．5 9 ％；磨矿1 、4 、7 、1 0m i n 后- 4 3 灿m 分另0 占7 6 ．1 2 ％、9 0 ．8 6 ％、9 8 ．4 4 ％和9 8 ．6 3 ％，说明 磨矿后粒度变化很大，但是磨矿7I I l i n 后粒度变化 趋势不明显。通过镜下观察，混合精矿未磨时黄铜 矿被铜蓝包裹严重；磨矿1l I l i n 后包裹现象有所破 坏，黄铜矿表面大部分已裸露；磨矿4I I l i n 后黄铜 矿、辉铜矿、铜蓝、辉钼矿等基本完全解离。综合 考虑，选用磨矿时间O 、1 、4 、7m i n 进行浮选试 验，结果如图2 。当混合精矿不磨 粒度一4 3 恤m 占4 1 ．5 9 ％ 时，钼粗精矿中钼品位较理想，但钼 回收率只有2 2 ．2 2 ％。磨矿1l I l i n 时钼粗精矿中铜 含量降至7 ．4 6 ％，钼品位达2 6 ％，钼回收率为 5 0 ．3 5 ％。随着磨矿细度的增加，矿浆泥化现象加 剧，钼的品位和回收率大幅度下降。因此，综合考 虑，最佳磨矿细度为．4 3 斗m 占7 6 ．1 2 ％。 堡 瓣 警 回 磨矿细度 - 4 3 m 含量 ，％ 图2 磨矿细度与铜、钼品位和回收率的关系 F i g ．2 E f f e c t o f 学r i n d i n gf i n e n e s s o ng 瞪d ea n d r e c o v e r y0 fc o p p 町a n dm o l y b d e n u m 2 ．1 ．2 矿浆浓度试验 矿浆浓度在浮选过程中影响药剂体积浓度，从 而影响精矿的产率、回收率和精矿质量。粗选时为 保证精矿的产率，一般采用较浓的矿浆；精选时采 用较稀的矿浆，可以提高精矿质量。对于细粒的矿 物，较稀的矿浆浓度有利于钼回收率的提高，对铜 的浮选影响不大。矿浆浓度试验结果见图3 。从图3 中可以看出，随着矿浆浓度的提高，钼粗精矿中钼 的品位和回收率均先升高后下降。当矿浆浓度为 3 0 ％时钼的品位和回收率最高，分别为2 3 ．7 ％和 万方数据 2 0 1 5 年第2 期郭键柄等内蒙古某铜钼混合精矿分离浮选试验研究 1 7 4 9 ．7 ％。所以，确定铜钼粗选分离矿浆浓度为3 0 ％。 矿浆浓度，％ 图3 矿浆浓度与钼品位和回收率的关系 F 唔．3 E 伍e c to fp u l pd e n s i t yo ng r a d ea J l d r e c o v e r y o fm o l y b d e n u mc o n c e n 妇t e 2 ．1 ．3 抑制剂用量试验 通过对铜钼混合精矿工艺矿物学的研究，结合 辉钼矿的天然可浮性，在铜钼浮选分离时多采用硫 化钠作为铜矿物的抑制剂。硫化钠不仅对黄铜矿、 斑铜矿、铜蓝、辉铜矿有抑制作用，同时还可削弱 捕收剂对矿物表面的吸附，起脱药作用阻] 。试验 结果如图4 。由图4 可知，随硫化钠用量增加，钼 粗精矿中钼品位也逐渐增加，最高可达2 4 ．1 ％；钼 回收率在硫化钠为1 5k 矾时最高，为5 3 ．9 6 ％，之 后随硫化钠用量增加而降低。可能是过量的硫化钠 增加了钼矿物的亲水性，导致回收率降低。综合考 虑粗选硫化钠的最佳加人量为1 5k 加。精选时可 增加硫化钠用量。 堡 趟 咯 硫化钠用量／ k g ’l “ 图4 硫化钠用量与钼品位和回收率的关系 F i g ．4 E 妇f e c to ft l l ed o s a g eo fN a 2 So n 铲a d ea n d r e c o V e r yo fm o l y b d e n u mc o n c e n t m t e 2 ．1 ．4 分离浮选p H 试验 抑制剂硫化钠能抑制铜矿物主要是由于其在水 溶液中电离出的H S 一和S } 会吸附在矿物表面形成亲 水性薄膜，使得矿物表面丧失与捕收剂接触而被抑 制。而H S 一和S 扣的分布与p H 有关。如图5 ，通过 对不同p H 的试验发现，一次粗选p H 为9 ．5 时钼 粗精矿中钼品位为2 8 ．1 ％，但回收率只有3 7 ．7 ％； 当p H 提高到1 0 ．5 时钼粗精矿中钼品位降低为 1 7 ．8 ％，但钼的回收率却提高到7 4 ．8 ％，由于粗选 时主要为提高钼回收率，因此最佳的粗选p H 为 1 0 ．5 。 浮选p H 图5 浮选p H 与钼品位和回收率的关系 F i g ．5 E Ⅱl e c to fp Ho ng m d ea n dr e c o V e I yo f m o l y b d e n u mc o n c e n t r a t e 2 ．1 ．5 水玻璃用量试验 该铜钼矿脉石矿物为硅酸盐矿物，水玻璃作为 硅酸盐脉石矿物的抑制剂和分散剂，在水溶液中能 吸附在脉石矿物表面形成稳定的负电荷，增加其亲 水性，是铜钼分离很好的调整剂【引。图6 为水玻 璃用量试验。从图6 可以看出，水玻璃用量为 1 ．0k 趴时钼粗精矿的品位和回收率较高。当水玻 璃用量继续增加时，钼的品位和回收率开始下降， 过量的水玻璃会给后续抽滤造成困难。综合考虑， 选择最佳水玻璃用量为1 ．0k 趴。 零 ＼ 斟 擎 回 水玻璃用量“k g ‘t “ 图6 水玻璃用量与钼品位和回收率的关系 F i g ．6 E n b c to ft h ed o s a g eo fs o d i u ms i l i c a t eo n g r a d ea J l dr e c o v e r yo fm o l y b d e n u mc o n c e n n a t e 2 ．1 ．6 捕收剂用量试验 煤油为非极性油类，疏水性较强，和非极性的 辉钼矿表面接触后不仅能形成疏水的油膜，增加辉 钼矿的可浮性，同时还可改善泡沫黏度旧1 3 ] 。但过 量的煤油会使泡沫变脆，影响钼的回收率。由图7 ∞“∞笛加幅m，0 0 8 6 4 2 O 8 6 4 万方数据 1 8 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第2 期 可见，煤油用量对钼品位和回收率影响很大当煤 油用量由5 0 趴增加到2 0 0 计时，钼的品位和回 收率均先增加后减少，在1 0 0 趴时钼的品位 1 7 ．8 ％，回收率7 4 ．8 ％，比较理想。所以确定捕收 剂煤油的用量为1 0 0 舭。 零 ＼ 褂 擎 回 一煤油用量／ g ．1 _ 1 图7 煤油用■与钼品位和回收率的关系 F i g ．7 E 艉c t0 ft h ed o s a g eo fk e r o s e n eo nF a d e a n dr e c o V e r yo fm o l y b d e n u mc o n c e n t r a t e 2 ．1 ．7 起泡剂用量试验 适量的起泡剂能使空气在水中形成稳定的气 泡，带动吸附于气泡表面的辉钼矿颗粒上浮，一般 情况，起泡剂的用量应与矿浆浓度相适应[ - 培] 。 本试验用松醇油为起泡剂，对其用量进行了探索试 验，结果如图8 。由图8 可知，当松醇油的加入量 由O 趴逐渐增加时，钼的品位和回收率也逐渐增 加。在．1 0 0 趴时钼的品位和回收率均达最高，分 别为1 1 ．7 ％、2 5 ．3 2 ％，之后随松醇油的加入钼品位 和回收率降低。因此，选择松醇油的最佳加入量为 1 0 0 趴。 零 、 褂 娶 回 松醇油用量， g ’t 。 图8 松醇油用量与钼品位和回收率的关系 F i g ．8 E 珏毛c to ft h ed o s a g eo f p i n ec a m p h o ro i lo n 黟a d ea n dr e c o V e r yo fm o l y b d e n u mc o n c e n t r a t e 到4 0 ℃，钼的品位和回收率逐渐升高，在4 0 ℃时 理想，分别为1 7 ．8 ％和5 4 ．5 2 ％；继续升高矿浆温 度，钼品位升高，而回收率降低，且过高的矿浆温 度会增加生产成本。因此，选择4 0 ℃为铜钼分离 的最佳矿浆温度。 袋 ＼ 瓣 擎 回 矿浆温度／℃ 图9 矿浆温度与钼品位和回收率的关系 F i g ．9 E 饪b c to ft h ep u l pt e m p e m t u r eo ng r a d ea n d r e c o v e r yo fm o l y b d 6 n u mc o n c e n m l t e 2 ．2 开路试验 在最佳粗选条件下进行“一次粗选、三次精 选、一次扫选”的开路试验，精选时硫化钠的加药 量分别为精选一2 5k 趴、精选二1 0k 矾、精选 三不加药。开路试验流程见图1 0 ，试验结果见 表2 。开路试验最终获得的钼精矿品位为3 4 ．5 6 ％， 含铜2 ．9 2 ％，铜钼得到初步分离。 铜钼混合精矿 U 再磨细度- 4 3 斗m7 6 ．1 2 ％ 2 木硫化钠1 50 0 0 ，p Hl o ．5 2 木水玻璃l0 0 0 2 木煤油1 0 0 1 木松醇油1 0 0 粗I 选 2 | 硫化钠2 50 0 0 72 F 水玻璃l 1 0 0 24 水玻璃15 0 0 2 f 煤油1 0 0 1 牛松醇油1 0 0 精选I 一扫选l 一 尸尹] 尸育 2 } 硫化钠1 00 0 0 ． 2 | 煤油1 0 0上上上 1 | 松醇油5 0 中矿2 中矿l 铜精矿 精选l 二 5 精选l 三 氕中矿3 、I■J 2 8 混暮蓑雾嚣蓑留有捕妣喇瞒利于钼土矿中；} 4混合精矿表面残留有捕收剂，矿浆加温有利于钼痞矿中争4 铜矿物表面捕收剂的解析和氧化，促进抑制剂对铜图1 0 开路试验流程 矿物的抑制。从图9 可知，矿浆温度从2 0 ℃升高 F i g ．1 0 n o w s h e e to f 叩e n c i r e u i tt e s t 万方数据 2 0 1 5 年第2 期郭键柄等内蒙古某铜钼混合精矿分离浮选试验研究 1 9 表2开路试验结果 7 r a b l e2R e s u l to f o p e n c i r c u i tt e s t ／％ 2 ．3 闭路试验 根据条件试验和开路试验结果，确定了一次粗 选、六次精选、三次扫选、中矿顺序返回的闭路试 验流程，试验结果如表3 所示。 表3闭路试验结果 7 r a l b l e3 R e s u l to fc l o s e d c i r c u i tt e s t／％ 试验结果表明，在最佳浮选条件下，最终得到 了品位4 6 ．3 2 ％、回收率9 5 ．1 1 ％的钼精矿和品位 2 1 ．1 7 ％、回收率9 9 ．9 2 ％的铜精矿。铜钼得到了有 效分离。 3 结论 1 该难选铜钼精矿中有价金属矿物以黄铜矿 和辉钼矿为主，含有少量的辉铜矿、铜蓝、砷黝铜 矿、斑铜矿等。脉石矿物主要有石英、白云母、伊 利石等。在未磨矿时黄铜矿被铜蓝包裹严重，磨矿 细度一4 3 斗m 达7 6 ．1 2 ％时包裹结构被破坏，黄铜矿 表面裸露从而被抑制剂抑制。次生铜矿物包裹在黄 铜矿外缘，使得浮选时铜矿物很难被抑制而上浮， 是造成该混合矿铜钼分离困难的主要原因。 2 根据该混合铜钼矿石的性质确定了铜钼分 离粗选的最佳浮选条件磨矿细度- 4 3 斗m 占 7 6 ．1 2 ％、矿浆浓度3 0 ％、矿浆温度4 0 ℃、硫化钠 用量1 5k 矾、p H1 0 ．5 、水玻璃用量1 ．0k 趴、煤油 用量1 0 0 趴、松醇油用量1 0 0 趴。 3 在最佳浮选条件下，经过一次粗选、六次 精选、三次扫选闭路试验，最终获得品位4 6 ．3 2 ％、 含铜0 ．8 8 ％的钼精矿、钼回收率9 5 ．1 1 ％和品位 2 1 ．1 7 ％、含钼0 ．0 7 ％的铜精矿、铜回收率9 9 ．9 2 ％。 铜钼得到了较好的分离，为生产企业提供了技术 支撑。 参考文献 [ 1 ] 邓禾淼，黄红军，苏建芳，等．某铜钼矿高效选矿新技术 研究[ J ] - 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