某难选铜矿浮选新工艺试验研究.pdf

1 8 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第6 期 某难选铜矿浮选新工艺试验研究 叶国华1 ，童雄1 ，张杰2 ，杨玉珠2 1 ．昆明理工大学国土资源学院，昆明6 5 0 0 9 3 ；2 ．昆明冶金研究院选矿中心，昆明6 5 0 0 3 1 摘要在研究矿石性质的基础上，通过大量、详细的试验，确定了与该矿相适宜的选别工艺流程。采用粗磨选 择性浮选一中矿再磨再选工艺流程获得了良好的技术经济指标，铜精矿品位达2 1 ．6 9 ％，回收率8 2 ．8 2 ％。为该类铜矿资 源的合理开发利用提供了较好的工艺技术。 关键词难选铜矿；浮选；选别工艺流程；回收率；品位；阶段磨矿阶段选别 中图分类号T D 9 2 3 ；T D 9 5 3文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 6 0 6 0 0 1 8 0 4 世界经济的高速发展对铜资源的需求量也愈来 愈大。目前国内铜精矿只能满足国内冶炼厂生产需 求的4 0 ％t l ’4 ] 。而随着铜矿石的不断开发利用，我国 易采易选的铜矿资源正面临日益短缺的局面，剩下 的多为难采难选铜矿，加上设备材料的涨价及环保 要求的日趋严格，致使选矿成本升高，选别难度加 大。据统计[ 2 1 ，目前我国尚有4 3 ％的铜储量暂难利 用，其产储比为3 3 ．8 ，明显低于国外主要产铜国家， 如美国为1 2 3 ．9 ，智利为1 2 7 ．9 。因此，如何开发利用 难选铜矿成为了当今铜选冶的重要课题。 目前我国铜矿选别工艺仍以浮选为主[ 2 】。国外铜 矿山也绝大部分采用浮选回收铜矿物，但其使用的 药剂种类繁多，工艺也比我国复杂，如粗精矿或混合 精矿再磨再选、中矿再磨返回再选或单独处理等方 法已在国外许多选矿厂应用。 本课题研究对象某铜矿位于我国滇西地区，现 已被定位为大型铜矿山。但该矿氧化率偏高 达1 4 ％ 以上，为} 昆合矿 ，有用矿物嵌布粒度细，非铜硫化物 含量高，且与黄铜矿致密共生，常形成相互包裹，矿 石又易氧化变质，再加上尾矿坝筑坝条件的限制 尾 矿若能形成堆坝须要求尾矿中有较多的粗颗粒 ，使 得该矿石选别难度很大。为加快这一大型难选铜矿 资源的产业化开发利用，我们进行了大量的针对性 研究工作，确定了处理该矿相适宜的选别工艺流程 和工艺参数。经浮选闭路试验验证，取得了满意的选 别指标，为该类铜矿资源的合理开发利用提供了较 好的工艺技术。 1矿石性质 收稿日期2 0 0 6 0 7 1 1 修回日期2 0 0 6 0 8 1 0 作者简介叶围华 1 9 8 1 一 ，男，云南昆明人，硕士。 1 ．1 多元素及物相分析 原矿多元素分析结果及铜物相分析结果分别见 表1 、表2 。 表1原矿多元素分析结果／％ T a b1 M u l t i - e l e m e n t a r ya n a l y s i sr e s u l t so fr u n ．o f - m i n eo r e ／％ 元素C uS F eA sP bZ nC o S i 0 2A 1 5 0 3 含量 1 ．1 1 3 ．0 62 5 ．9 7O ．4 1 0 ．1 2 0 ．2 0O ．0 1 12 9 ．8 82 ．9 元素 M oW 0 3S nA u A g B iC a OM g O 含量0 ．0 110 ．0 5 2 0 ．0 5 5O ．3 9 ／t2 0 ．9 9 ／t0 ．0 5 89 ．5 51 ．5 0 表2原矿铜物相分析结果／％ T a b2P h a s ea n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e ro r e ／％ 相别游离结合硫化物总铜 篁垡塑篁丝塑箜 鱼量Q 塑 壁竺Q 壁 分布率 9 ．0 75 ．8 18 5 ；1 21 0 0 ．0 表1 、表2 结果表明，该矿含铜约1 ．1 ％，主要以 硫化物的形式存在，其中硫化铜占有率8 5 ．1 2 ％。但 该硫化铜矿氧化率偏高，约1 4 ．8 8 ％，属混合矿。其中 游离氧化铜占9 ．0 7 ％，结合氧化铜占5 ．8 1 ％。 1 ．2 矿物组成及其嵌布特征 该矿物组成简单，但铜矿物赋存状态相当复杂。 原矿中金属矿物主要为黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁 矿、菱铁矿，其次为闪锌矿、斑铜矿、磁铁矿、褐铁矿、 方铅矿、砷铅矿等，脉石矿物主要为石英、方解石、普 通辉石、钙铝榴石，次为斜长石、绿泥石等。矿石种类 及含量见表3 。 黄铜矿是矿石中的主要有用矿物，含量相对较 多，常和黄铁矿、磁黄铁矿致密共生，互相包裹，彼此 常呈港湾状、齿状接触，呈细粒、微细粒不均匀嵌布， 万方数据 2 0 0 6 年第6 期叶国华等某难选铜矿浮选新工艺试验研究 1 9 表3矿石种类及含量／％ T a b3K i n da n dc o n t e n to ft h eo r em i n e r a l ／％ 矿物 概量 矿物 概量 石英黄铁矿黄铜矿菱铁矿针铁矿 2 4 ．4 7 2 2 - 3 2 2 ．1 76 ．2 11 7 ．3 4 方解石高岭石钙长铁白云石其它 1 3 ．2 83 ．6 43 ．9 75 ．4 01 ．2 0 部分粒度极细，在O ．0 3 m m 以下，且常被脉石矿物包 裹，部分产生蚀变边。黄铁矿也有一部分以微细粒浸 染状产出。此外，矿石中可见部分黄铜矿与方铅矿、 闪锌矿连生，钙铝榴石包裹有细小的黄铁矿和黄铜 矿。 2 难选原因和选别原则方案探讨 2 ．1 难选原因 根据矿石性质和有关探索性试验结果分析，影 响选别的因素主要为 1 该矿氧化率偏高，达1 4 ％以上，属混合矿，这 必然影响选别指标，会使回收率偏低。 2 黄铜矿与黄铁矿、磁黄铁矿等共生密切，呈 细粒、微细粒不均匀嵌布，部分粒度极细，难以单体 解离，而且连生体、包裹体较多。因此，常规磨矿流程 难以做到有用矿物的充分解离。 3 ． 硫化铁矿物含量很大，且可浮性很好，不需 活化，采用煤油、松醇油就可使其上浮，因此，硫化铜 矿物与硫化铁矿物的分离不太容易。 4 硫化铁矿物的集合体粒度较粗。 5 矿石容易氧化变质，在试验的过程中由于矿 石氧化，铜矿物较难分选，同样的磨矿细度、药剂条 件，前后所做试验对应不起来。 上述几个原因造成该铜矿比较难选。 2 ．1 原则方案探讨 1 选矿过程中，要使矿物充分解离，必须极细 地磨矿才能达到目的。 2 采用选择性好、捕收能力强的捕收剂或捕收 剂的混合用药，少用或不用无选择性的起泡剂。 3 在国内细磨手段尚不够成熟的条件下，采用 阶段磨矿阶段选别的原则方案较为适宜。 3 选矿工艺流程研究 试验最终确定的工艺流程为在粗磨条件下选 择性浮出一部分合格铜精矿，这时可抛弃大部分尾 矿，中矿再磨后单独实行铜硫分选，再选精矿与选择 性浮选精矿合并作铜精矿，再选尾矿为硫精矿。流程 结构见图1 。 在大量条件试验确定的工艺参数的基础上，进 行了试验室浮选闭路试验，目的是利用试验室间断 的浮选设备，模拟生产现场连续运转的动态过程，考 察各个作业的累积睛况，中矿产品的分配以及可能 获得的分选指标。其工艺流程和药剂制度见图1 药 剂用量单位为g ／t ，最终闭路试验结果见表4 。 闭路试验结果表明，对于该难选铜矿采用的浮 选新工艺流程获得了较为满意的铜品位为2 1 ．6 9 ％、 回收率8 2 ．8 2 ％的精矿产品。 铜精矿 图1 浮选闭路试验工艺流程 F i g 1F l o w s h e e to fc l o s e - c y c l ef l o t a t i o nt e s t 表4闭路试验结果／％ T a b4R e s u l t so fc l o s e d - c y c l ef l o t a t i o nc i r c u i t ／％ 为了考察铜精矿质量和尾矿中铜的损失情况， 对选别精矿产品进行了化学多元素分析，对尾矿进 行了水析试验、浮选粒级回收率计算及显微镜观察。 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分 2 0 0 6 年第6 期 闭路精矿化学多元素分析结果见表5 。其分析结果 表明，铜精矿品位及含杂情况都符合要求。水析试 验、浮选粒级回收率计算及显微镜观察结果表明，尾 矿及硫产品中铜矿物主要以微细粒和相互包裹体形 式存在，其中尾矿 7 4 斗m 级别的金属损失率占总损 失率的4 3 ％，硫产品中 3 7 斗m 级别的金属损失率也 占总损失率的4 5 ％左右。可见，欲提高回收率仍需加 大磨矿细度。 表5最终铜精矿主要元素分析结果／％ T a b5T h ea n a l y s i sr e s u l t so fm a j o rc h e m i c a l c o m p o s i t i o no fc o p p e rc o n c e n t r a t e ／％ 垂壅璺垒垒坚垒 含量 2 1 ．6 9 1 ．6 6 9 ／t 2 11 ．9 9 ／tO ．0 0 73 2 ．2 1O ．3 4 4 新工艺流程的主要特点及分析 1 磨矿细度是影响选矿技术指标的一个重要 因素。磨矿粒度太细，易过粉碎，干扰选别过程，增加 磨矿成本和药剂用量；磨矿粒度过粗，铜矿物得不到 有效解离，从而影响回收率及精矿品位的提高。本矿 主要金属矿物嵌布粒度细，且粒度不均匀。若一次性 直接细磨，易过粉碎，且由于自身晶格特征，矿物表 面易发生氧化，过粉碎后不仅难以回收而且会使氧 化程度加剧，产生大量的水溶性铜离子，活化硫化铁 矿物表面，干扰和破坏铜硫分选。早期就是由于在试 验的过程中矿石发生部分氧化，铜矿物较难分选，同 样的磨矿细度、药剂条件，前后所做试验对应不起 来。因此，采用一段磨矿的方式显然难以解决过磨与 欠磨之间的矛盾。 试验所采用粗磨、中矿再磨的阶段磨矿阶段选 别方案较好，在较粗的磨矿条件下选出部分已解离 的合格铜精矿，符合“早收、快收、早丢”的原则，既 能满足堆坝要求，又减少了磨矿费用。对于嵌布粒 度细、相互包裹的铜矿物部分，实施中矿再磨再选， 以确保在较充分解离且过粉碎少的情况下，尽可能 回收铜矿物。根据探索性试验结果，第一段只有磨 至8 0 ％一7 4 1 x m ，才能获得较低的尾矿品位，因而粗 磨细度选定为8 0 ％一7 4 1 x m ；中矿再磨细度试验证 明，随着磨矿细度的增加，精矿品位和回收率均不 断提高，磨矿细度达9 0 ％一5 3 t x m 时，尾矿品位仍有 降低的趋势，这说明若使铜矿物达到完全单体解 离，必须细磨。在一段选别丢弃了8 0 ．5 ％的尾矿后， 鉴于尾矿堆坝的要求，中矿再磨细度选择为9 0 ％ - 5 3 1 山m 。 2 选择好的捕收剂是实现优先选铜的关键。黄 药捕收能力强，是硫化矿浮选的通用捕收剂。但其缺 乏选择性，使得铜硫分选需要较高的碱性介质，不仅 消耗大量石灰，增加生产成本，而且在抑制硫铁矿的 同时，也抑制了硫化铜矿的上浮，减少了铜的回收。 为此，我们研究了药剂的复配组合效应，并配制出选 择性高、捕收能力强的混合型捕收剂Y G 系列，不仅 减少了抑制剂和活化剂的用量，而且操作稳定。经对 比试验，发现Y G 一7 选择性较好，可获得较好的精矿 品位，而Y G 一1 1 捕收能力比Y G 一7 强，可保证低的 尾矿品位和高的总回收率。另外，起泡剂2 4 K 具有 一定的选择陛，捕收剂A T - 2 2 0 0 又具有一定的起泡陛。 3 本工艺在选择性浮铜时，粗选采用Y G 一7 作 捕收剂，可获得较好的精矿品位，而扫选则用Y G 一1 1 尽量降低尾矿品位，使硫及未浮铜 多为连生体或包 裹体 进人中矿。因此只需要再磨后的中矿去承担铜 硫分选的任务。铜硫分选与之前的选择性浮选条件 是不同的，而矿石在试验过程中易氧化，氧化后可浮 性多变，矿浆中的有害离子S 0 4 2 一、C u 2 、F e 、F e 2 大量 增加，导致铜硫分选条件变坏，药剂消耗增加，选择 性降低，尤其是部分氧化的硫矿物可浮性增加，会吸 附大量的药剂进人中矿【3 l 。这时，若中矿返回再选，则 对选择性浮选造成坏的影响，形成中矿恶性循环，流 程不畅，这类现象也是同类铜矿山生产中常遇到的 难题。而采用中矿再磨后单独处理，避免了流程主体 不受中矿返回的影响，因而在原矿氧化率波动方面 也表现出了一定的适应性和灵活性。 4 我们试验了多种抑制剂，发现采用石灰、硫 化钠、腐殖酸钠混合使用效果不错，能发挥药剂的协 同效应，减少了药剂用量，充分抑制了毒砂与含砷硫 化铁矿物，使铜精矿含砷合格。 5 鉴于矿产地夏冬温差较大的气候条件，我们 进行了温度条件试验，，发现只要矿浆温度不低于 5 ℃，对浮选指标没有太大影响。 、 5结语 1 ．针对矿石特性，借鉴以往经验，采用粗磨、选 择性浮选、中矿再磨再选工艺流程，获得了较好的选 别指标。 2 ．阶段磨矿、阶段选别，适应了原矿嵌布粒度细 且不均匀的特点，符合“快收、早收、早丢”的原则，降 低了磨矿成本，又能满足堆坝要求。 3 ．中矿再磨单独再选，避免了中矿返回造成的 恶性循环、流程不畅及对主体流程的不良影响，具有 一定的适应性和灵活性。 万方数据 2 0 0 6 年第6 期叶国华等某难选铜矿浮选新工艺试验研究 2 1 4 ．采用选择性好、捕收能力强的混合型捕收剂 Y G 一7 、Y G 一11 ，较好地实现了铜硫分离。采用有效的 选择性抑制剂配方，石灰、硫化钠、腐殖酸钠混合使 用，使铜精矿品位及含杂质情况都达到了要求。 5 ．从长远考虑，研究开发高效细磨技术，实现细 磨浮选，仍是提高指标的主要途径。 参考文献 [ 1 ]蒋开喜，李岚．浅谈中国铜工业与西部铜资源开发技术 [ J ] ．矿冶，2 0 0 2 增刊 2 3 2 7 ． [ 2 ] 徐晓军，周廷熙有色金属矿产资源的开发与加工技术[ M ] ． 昆明云南科技出版社，2 0 0 0 ，9 9 1 0 4 ． [ 3 ] 王珩．高硫铜矿石分步优先浮选中矿再磨再选工艺研 究及探讨[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 5 1 0 1 3 ． [ 4 ] 胡真．西部某低品位硫化铜矿选矿工艺流程的研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 4 6 1 4 1 7 ． E X P E R I M E N T A LS T U D Yo NN E WF L O T A T I O NT E C H N o L o G YO FT H E R E F R A C T o R YC o P P E Ro R E 溜G u o h u a 7 一．T O N GX i o n 9 1 Z HA N GJ t 乎．Y A N GY u z h u 2 1 ．F a c u l t yo fL a n dR e s o u r c eE n g i n e e r i n g , K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a ；2 ．T h eM i n e r a lP r o c e s s i n gC e n t e ro fK u n m i n gM e t a l l u r g yR e s e a r c h I n s t i t u t e , K u n m i n g6 , , ．5 0 0 3 1 ，C h i n a A B S T R A C T B a s eo ns t u d y i n go fp r o p e r t i e so ft h er e f r a c t o r y c o p p e ro r e a n da l a r g en u m b e ro fp a r t i c u l a rt e s t s ，t h e s u i t a b l em i n e r a l p r o c e s s i n g f l o w s h e e t h a sb e e n d e f i n e d ．B ya d o p t i n gt h et e c h n o l o g i c a lf l o w s h e e t o fc o a r s e g r i n d i n g s e l e c t i v e f l o t a t i o n m i d d l i n gr e g f i n d i n ga n dr e p r o c e s s i n g ，g o o dt e c h n o - e c o n o m i ci n d i c e sw e r e o b t a i n e d t h ec o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d er e a c h e d2 1 ．6 9 ％．a n dt h e r e c o v e r y8 2 ．8 2 ％．A na d v a n c e dt e c h n i q u e f o rr a t i o n a l l ye x p l o i t i n ga n du t i l i z i n gt h ec o p p e rr e s o u r c e sw a sp r o v i d e d ． K E YW O R D S r e f r a c t o r yc o p p e ro r e ；f l o t a t i o n ；m i n e r a lp r o c e s s i n gn o w s h e e t ；r e c o v e r y ；g r a d e ；s t a g e g r i n d i n ga n ds t a g es e p a r a t i o n 、 命 岔 命 命 岔 仓 仓 仓 介 命 仓 命 命 岔 命 岔 岔 岔 岔 命 岔 命 岔 岔 岔 岔 岔 命 岔 仓 岔 命 金 臂 上接第1 7 页 A N A L Y S I S0 NH I G HC O N T E N T0 FC A R B o NI N5 7M o L Y B D E N U M C o N C E R T R A T E W A N GY i j i n g J i n d u i c h e n gM o l y b d e u mG r o u pC o ．，L t d ．，H u a x i a nS h a n x i7 1 4 10 2 ，C h i n a A B S T R A C T T h e l o w - n o b e l i u ma l l o yo fm e t a lb a l l ，t h es t a t eo fc a r b o ni n g r a p h i t e b a l la n dt h ei n f l u e n c et o c o m m o nm o l y b d e n u mc o n c e r t r a t e ，5 7m o l y b d e n u mc o n c e r t r a t ea n ds u l p h u rm o l y b d e n u mi sr e s e a r c h e d ．I t a l s op o i n t so u tt h a ti ti sn o tg o o dt ou s e g r a p h i t eb a l l t op r o d u c el o w - c a r b o n5 7m o l y b d e n u mc o n c e r t r a t e b yt h em e t h o do fc o l l e c t o r l e s sf l o t a t i o n ． K E YW O R D S l o w n o b e l i u m a l l o y o fm e t a l b a l l ；g r a p h i t e b a l l ；5 7m o l y b d e n u mc o n c e r t r a t e ； g r a p h i t e 万方数据