从铜老尾矿中综合回收有价元素的研究.pdf

2 0 1 4 年第6 期有色金属 选矿部分 9 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 4 ．0 6 ．0 0 3 从铜老尾矿中综合回收有价元素的研究 宋磊1 ，周少珍1 ，戴新宇2 1 ．北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点试验室，北京1 0 0 1 6 0 ；2 ．中国地质科学院 矿产综合利用研究所，成都6 1 0 0 4 1 摘要针对某堆积老尾矿有价矿物种类繁多、嵌布粒度细，解离困难，含泥高的特性，制定了磨矿擦洗先硫 后氧原则技术方案，通过优化浮选条件及筛选药剂等措施克服不利因素，实现了目的矿物有效回收，实验室试验获得总 铜精矿铜品位1 1 ．3 5 ％、铜回收率为5 1 ．4 2 ％，并回收了金银等有价元素，该研究为难选堆积铜尾矿综合利用提供了技术 支撑。 关键词铜尾矿；综合回收；浮选 中图分类号T D 9 2 6 ．4 l文献标志码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 4 0 6 - 0 0 0 9 - 0 4 S t u d yo nM i n e r a lP r o c e s s i n gT e c h n o l o g yf o rC o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo fV a l u a b l e E l e m e n t sf r o mO l dC o p p e rT a i l i n g s S O N GL e i l ，Z t t O US h a o z h e n l ，D A I 墨删扩 1 ．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 l t i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo f M i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a ；2 ．I n s t i t u t eo fM u l t i p u r p o s eU t i l i z a t i o no f M i n e r a lR e s o u r c e s ，C A G S ，C h e n g d u6 10 0 4 1 ，C h i n a A b s t r a c t A i m i n ga t t h ec h a r a c t e r i s t i c so fs t a c k e do l dt a i l i n g s 。v a r i o u sv a l u a b l em i n e r a l s ，f i n e g r a i n e de m b e d d e d ，d i s s o c i a t i o nd i f f i c u l t y ，h i s hm u dc o n t e n t ，t h ep r i n c i p l et e c h n o l o g ys c h e m eo fg r i n d i n g s c r u bs u l p h i d em i n e r a l sf l o t a t i o nb e f o r eo x i d em i n e r a l sf l o t a t i o nw a sf o r m u l a t e d ．O p t i m i z i n gt h ef l o t a t i o n c o n d i t i o n sa n ds c r e e n i n gr e a g e n t sa n do t h e rm e a s i l l 屯Sw e r ec a r r i e do u tt oo v e r c o m ev a r i o u su n f a v o r a b l e f a c t o r st oa c h i e v et h ep u r p o s em i n e r a le f f e c t i v er e c y c l i n g ．T h eb e n c h s c a l et e s ts h o wt o t a lc o p p e rc o n c e n t r a t e g r a d ei s1 1 ．3 5 ％，c o p p e rr e c o v e r yi s 51 ．4 2 ％，a n dp r e c i o u sm e t a l sA ua n dA gw e r er e c y c l e d ．n l i ss t u d y p r o v i d e st h et e c h n i c a ls u p p o r tf o rs t a c k e do l dc o p p e rt a i l i n g sc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a f i o n ． K e yw o r d s c o p p e rr a i l i n g s ；c o m p r e h e n s i v er e c o v e r y ；f l o t a t i o n 我国的氧化铜矿石普遍具有品位低、嵌布粒度 细、含泥多等特点，是较为典型的难选矿石[ 1 引。 硫化浮选法是氧化铜矿资源回收利用的主要方 法，针对硫化钠浮选工艺存在的问题已开展深入 的研究[ 3 ] 。随着循环经济的发展，尾矿作为二次资 源日益受到重视。我国早期开发的矿山，受当时技 术水平限制，产出的尾矿含有较高的有价元素，亟 待综合回收⋯] 。某铜矿堆积老尾矿中，含有一定 量可回收的铜矿物 包括硫化铜和氧化铜矿物 ， 并含有一定量的金银等有价元素，且由于长期堆 积，许多硫化矿物受氧化、污染等影响造成可浮性 下降，给资源综合回收利用带来了较大困难。为有 效开发利用老尾矿资源、提高矿山经济效益，开展 了老尾矿中有价元素高效回收技术研究。 1 铜尾矿性质 铜尾矿主要化学成分分析结果见表1 。铜尾矿 中铜、金、银化学物相分析结果分别见表2 、表3 。 表l铜尾矿主要化学成分分析结果 T a b l e1R e s u l to fm u l t i - e l e m e n tc h e m i c a la n a l y s i s o fc o p p e rr a i l i n g s／％ 成分C uA u nA S ”P bZ n S S i 0 2A 1 2 0 3C a OM g OK 2 0N a 如 含量0 ．4 70 ．3 34 ．1 50 ．0 1 90 ．1 90 ．2 43 2 ．6 75 ．4 81 7 ．1 03 ．8 10 ．6 4 0 ．7 0 1 单位为出，下同。 基金项目国家高技术研究发展计划 s 6 3 计划 课题 2 0 1 2 A A 0 6 2 4 0 2 收稿日期2 0 1 4 - 0 7 1 4修回日期2 0 1 4 - - 0 9 1 2 作者简介宋磊 1 9 8 2 一 ，男，河北宁晋人，高级工程师，主要从事选矿工艺技术研究。 万方数据 1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第6 期 表2铜尾矿中铜的化学物相分析结果 T a b l e2R e s u l to fc h e m i c a lp h a s ea n a l y s i so fG u i n c o p p e rt m l i n g s ，％ 表3 T a b l e3 铜尾矿铜、金、银含量分别为0 ．4 7 ％、0 ．3 3g ／t 和4 ．1 5 朗。铜尾矿中铜、金、银的赋存状态均较 复杂。铜主要以氧化矿物存在，且结合铜占有率高 达3 1 ．9 1 ％；在氧化铁及其它矿物中的包裹金占金 总含量的4 3 ．3 3 ％；在非硫化物中包裹银占银总量 的4 5 ．3 4 ％。因此，铜、金、银综合回收难度较大。 堆积铜尾矿中有价矿物种类多、嵌布关系复 铜尾矿中金、银的化学物相分析结果 R e s u l to fc h e m i c a lp h a s ea n a l y s i so fA u ，A gi n c o p p e rt a i l i n g s 杂，铜矿物、金、银的主要嵌布特点有 孔雀石是最主要的氧化铜矿物，嵌布粒度极不 均匀，以中细粒为主，一1 0p , m 占有率为1 2 ．9 0 ％； 赤铜矿是次要的氧化铜矿物，产出粒度细，边缘常 被褐铁矿包裹。 黄铜矿是最主要的硫化铜矿物，呈粒状或不规 则状与脉石矿物、铁矿物连生产出，粒度不均，一 1 0I ．L m 占有率为2 0 。1 0 ％，黄铜矿表面形成了氧化 薄膜；辉铜矿、蓝辉铜矿、斑铜矿及铜蓝是次要的 硫化铜矿物，与黄铜矿比，次要硫化铜矿物粒度更 细、与脉石矿物连生更为普遍、解离更困难。 自然金主要以细粒微粒单体、粒间金、裂隙 金、包裹金形式产出，粒度小于1 0 斗m 。 含银矿物主要有辉银矿、碲银矿、自然银及硫 铜银矿，这些矿物主要以微细粒不规则状产出或细 粒状包裹于褐铁矿中，粒度小于2 0 斗m ，辉银矿、 硫铜银矿与孔雀石及褐铁矿的共生关系很密切。 2 选矿工艺流程的确定 2 ．1 金银的回收 铜尾矿中各种含铜矿物是金银的重要载体，采 用浮选可相对有效地回收铜尾矿中的铜，在浮选铜 矿物的同时添加金银捕收剂强化自然金及银矿物的 捕收，实现金银随铜矿物一起进入铜精矿，最终获 得含金银的铜精矿。 2 ．2 先硫后氧原则的确定 铜尾矿中铜矿物种类达十种以上，既有硫化铜 又有氧化铜，部分矿物表面具有氧化薄膜，这些矿 物可浮性差异大；有价矿物嵌布粒度细，与脉石矿 物紧密共生；脉石组成也极为复杂，有硅质、钙 质、铁质及易泥化脉石，对浮选影响较大。针对铜 尾矿这些特点，制定出磨矿擦洗一先硫后氧原则技 术方案，即铜尾矿磨矿使有价矿物充分解离、清洗 表面后先浮选硫化铜矿物再浮选氧化铜矿物的方案。 3 浮选试验及结果讨论 3 ．1 预先分级与直接磨矿对比试验 由于人选物料中一2 0 斗m 粒级含量较高 约占 3 5 ％ ，为了减少目的矿物的过粉碎，进行了预先 分级后磨矿与直接磨矿对比试验。预先分级后磨矿 试验流程见图l ，对比试验结果见表4 。预先分级 后磨矿和直接磨矿给入浮选作业的物料细度均为 一7 4 斗m 占8 5 ％，其中预先分级后磨矿细度是预先 筛析出一2 0 斗m 粒级后，将 2 0 “m 粒级磨至一7 4 给矿 铜尾矿 预 药剂用量单位s i t ； 搅拌及浮选时间r a i n 锄岬尸] 2 0 岬 I磨矿O 一7 4 斗m5 0 ％ 2 术调整剂10 0 0 2 术捕收剂3 0 0 ，起泡剂3 0 硫化铜l 粗选 尸宁气 5 2 } 调整剂10 0 0 ＼2 冲捕收剂5 0 0 ，起泡剂1 5 ＼氧化铜I 粗选I ＼l 5 2 } 调整剂5 0 0 八2 牛捕收剂2 0 0 ，起泡剂7 I ＼氧化铜l 粗选I I 』＼厂1 铜粗精矿 N 尾r 矿 图1 预先分级试验流程 F i g ．1 T e s tf l o w s h e e to fp r e c l a s s i f i c a t i o n 万方数据 2 0 1 4 年第6 期宋磊等从铜老尾矿中综合回收有价元素的研究 1 1 斗m 占5 0 ％，合计细度为一7 4 斗m 占8 5 ％。 表4预先分级与直接磨矿对比试验结果 T a b l e4 C o m p a r i s o nt e s tr e s u l to fp r e - c l a s s i t i c a t i o n a n dd i r e c tg rinding|％ 磨矿方式产品名称产率 C u 2 ．1 4 O ．2 7 0 ．4 4 2 ．2 0 0 ．2 6 0 ．4 3 品位回收率 铜粗精矿8 ．9 0 直接磨矿尾矿 9 1 ．1 0 给矿 1 0 0 ．0 铜粗精矿 8 ．7 6 预先分级尾矿 9 1 ．2 4 给矿 1 0 0 ．0 1 ．5 61 6 ．2 54 3 ．6 4 5 5 ．9 5 2 3 ．5 6 O ．1 25 ．1 55 6 _ 3 64 4 ．0 57 6 ．4 4 0 ．2 56 ．1 41 0 0 ．01 0 0 ．01 0 0 ．O 1 ．6 01 6 ．5 64 4 ．8 2 5 6 ．1 42 3 ．8 7 0 ．1 25 ．0 75 5 ．1 8 4 3 ．8 67 6 ．1 3 0 ．2 56 ．0 81 0 0 ．01 0 0 ．01 ∞．0 表5 T 枷e5 试验结果表明，预先分级对回收目的矿物较为 有利。 3 ．2 磨矿细度试验 试验流程同图1 ，试验中采用不同的磨矿细 度，试验结果见图2 。结果表明，磨矿有助于改 善铜尾矿浮选效果。综合考虑，磨矿细度选定为 一7 4 斗m 占8 5 ％。对不同磨矿细度的铜尾矿中铜矿 物单体解离度进行了测定，结果见表5 。结果表 明，铜矿物中孔雀石的单体解离程度略高于硫化铜 矿物，当磨矿细度为一7 4 肛m 占8 5 ％时，铜矿物单 体解离相对较为充分。 铜矿物单体解离度测定结果 R e s u l to fl i b e r a t i o nd e g r e ed e t e r m i n a t i o no fc o p p e rminerals|％ 。三墨蕊尹篓麓} 了i 嚣鼍F i 3 ．3 硫化铜浮选正交试验 实验室采用正交试验进行硫化铜浮选条件优 化，流程同图1 所示硫化铜浮选部分，改变不同种 类药剂的用量，设计为四因素三水平试验，正交试 验指标计算见表6 。 堡 褂 擎 回 j U 堡 坦 Ⅱ毫 j U 一7 4 “i n 含量，％ 图2 不同磨矿细度试验结果 F i g ．2 T e s tr e s u l to fd i f f e r e n tg r i n d i n gf i n e n e s s 可见，四个因素对选别指标的影响顺序为c A D B ，最佳选矿效率组合为A 猡。C 3 D 。，即水玻璃 用量为5 0 0g ／t ，调整剂Ⅱ用量为5 0 趴，捕收剂用量 为5 0 加，起泡剂用量为3 0g ／t 。在此条件下，硫化铜 粗选回收率为2 3 ．7 3 ％，硫化相回收率为8 5 ．7 9 ％，铜 粗精矿品位为1 ．7 0 ％，选矿效率为1 6 ．8 7 ％。 3 ．4 氧化铜浮选正交试验 氧化铜浮选条件优化正交试验流程如图1 所示 氧化铜浮选部分，改变不同种类药剂的用量设计为 三因素三水平试验，正交试验指标计算见表7 。 可见，三个因素对选别指标的影响顺序为A B C ，最佳选矿效率组合为A 猡，c 2 ，即调整剂总用 量为10 0 0 矾，捕收剂总用量为1 2 0g ／t ，起泡剂 总用量为2 0 虮。在此条件下，氧化铜作业回收率 为5 1 ．6 0 ％，铜氧化相回收率为7 1 ．3 3 ％，铜粗精矿 品位为1 ．0 4 ％，选矿效率为3 2 ．7 4 ％。 3 ．5 闭路试验 在条件优化的基础上进行了实验室闭路试验， 试验结果见表8 。 4 结论 1 含易泥化矿物的铜堆积尾矿中，有价矿物 种类繁多，嵌布粒度细，与脉石矿物关系密切，难 解离，选别难度大。鉴于此，采用磨矿擦洗一先硫 后氧原则技术方案，采取适当措施消除矿浆中有害 离子及矿泥的不利影响，可以营造出分离目的矿物 与脉石矿物的良好条件。 2 实验室闭路试验获得总铜精矿铜品位 1 1 ．3 5 ％、铜回收率为5 1 ．4 2 ％，含金8 ．2 5 趴，金回 收率5 4 ．1 4 ％；含银7 7 ．2 3 趴，银回收率2 3 ．8 2 ％， 该研究为难选堆积铜尾矿综合利用提供了技术 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第6 期 表8闭路试验结果 ’I ’a 山l e8 ’r e s tr e s u l to fc l o s e d - c i r c u i tf l o t a t i o n ，％ 支撑。 参考文献 [ 1 ] 王凯，崔毅琦，童雄，等．难选氧化铜矿石的选矿方 法及研究方向[ J ] _ 金属矿山，2 0 1 2 8 8 0 - 8 3 ． [ 2 ] 陈宇峰，陆晓燕．铜尾矿资源化的现状和展望[ J ] ．南通 工学院学报 自然科学版 ，2 0 0 4 1 2 6 0 6 2 ． [ 3 ] 邢春燕，贾瑞强，霍明春．氧化铜矿硫化浮选中硫化钠大 量消耗机理研究[ J ] ．昆明理工大学学报 自然科学版 ， 2 0 1 2 ，3 7 2 6 - 9 ． [ 4 ] 刘殿文，张文斌，文书明．氧化铜矿浮选技术[ M ] ．北京 冶金工业出版社，2 0 1 1 4 3 7 2 ． [ 5 ] 胡起生，朱曾汉，高又成．关于湖北省铜、铁矿山尾矿资 源的利用问题[ J ] ．资源环境与工程，2 0 0 7 ，2 1 1 1 4 2 ． 万方数据