提高德兴铜矿伴生钼选矿回收率的研究.pdf
提高德兴铜矿伴生钼选矿回收率的研究 ① 简 胜1,2,3,4, 杨玉珠1,2,3, 张 晶1,2,3, 杨 林1,2,3 (1.共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南 昆明 650503; 2.云南省选冶新技术重点试验室,云南 昆明 650031; 3.昆明冶金研 究院,云南 昆明 650503; 4.中南大学 资源加工与生物工程学院,湖南 长沙 410083) 摘 要 德兴铜矿的矿石属斑岩铜矿,为了提高钼回收率,分别对德兴铜矿 2 个选厂的矿样进行了浮选药剂试验研究。 采用一种改 性油类捕收剂(KYB⁃1)与两种非极性烃油类捕收剂(XKYB⁃5 与 XKYB⁃10)组合处理泗州选厂矿样,在铜回收率略有上升的情况下, 钼回收率提高了 44 个百分点。 采用新型捕收剂组合对大山选厂原矿样进行了验证,钼回收率也得到了提高。 关键词 浮选; 斑岩铜矿; 铜; 钼; 捕收剂; 回收率 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2016.03.010 文章编号 0253-6099(2016)03-0039-05 Performance of Novel Collectors in Porphyry Copper⁃Molybdenum Ore Flotation JIAN Sheng1,2,3,4, YANG Yu⁃zhu1,2,3, ZHANG Jing1,2,3, YANG Lin1,2,3 (1.State Key Laboratory of Pressure Hydrometallurgical Technology of Associated Nonferrous Metal Resources, Kunming 650503, Yunnan, China; 2.Yunnan Key Laboratory for Beneficiation & Metallurgy New Technology, Kunming 650031, Yunnan, China; 3.Kunming Metallugical Research Institute, Kunming 650503, Yunnan, China; 4.School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China) Abstract To increase the recovery of molybdenum minerals from porphyry copper ore from Dexing Mine, samples were taken from two on⁃site concentrators for the flotation tests to evaluate the performance of reagents. When a modified oil⁃based collector, KYB⁃1, was introduced along with other two nonpolar hydrocarbon oil⁃based collectors, XKYB⁃5 and XKYB⁃10, the Mo recovery was increased by 44 percentage points in Sizhou Plant, while the Cu recovery was increased slightly. The results with this combined collectors were verified in processing sample from Dashan Plant, showing the Mo recovery increased as well. Key words flotation; porphyry copper ore; copper; molybdenum; collector; recovery 我国钼资源十分丰富,其储量居世界第二位,是我 国六大优势矿产资源之一[1-2],铜钼矿是获取铜金属 和钼金属的主要来源之一[3]。 斑岩铜矿不仅是铜的 重要资源,也是钼的重要来源[4]。 德兴铜矿是我国大 型铜矿山之一,矿石属于斑岩型铜矿,伴生有钼。 德兴 铜矿的两个选厂 泗州选厂与大山选厂均在选铜时 对伴生钼进行了综合回收,钼在企业经济收入中占有 一定的份额。 斑岩型铜矿石常常伴生有钼,铜矿物主要是黄铜 矿,钼矿物主要是辉钼矿,除了铜钼矿物之外,还含有 一些其他的易浮硫化矿物,如黄铁矿等。 目前国内外 处理铜钼矿大多采用浮选的方法。 铜钼矿的浮选方法 一般有优先浮选、部分混合浮选和混合浮选⁃再分 离[5-7]等方案。 泗州选厂采用的是混合浮选⁃再分离 流程,大山选厂采用的是部分优先浮选工艺流程。 这 两个选厂的铜回收率都在 85%以上,但钼回收率不理 想,特别是泗州选厂,进入铜钼混合精矿中钼的回收率 只有 30%~40%,分离浮选后,进入钼精矿的钼就更少 了。 本文采用新型组合捕收剂处理泗州选厂原矿样, 进行了提高钼回收率的研究,取得了良好的效果,在铜 回收率略有上升的情况下,钼回收率提高了 44 个百分 点;采用大山选厂原矿样进行验证,钼回收率也得到了 提高,经济效益良好。 1 矿石性质 泗州选厂矿样含铜 0.32%,主要金属矿物有黄铜 矿、砷黝铜矿、辉钼矿、黄铁矿等,脉石矿物主要是石 英、白云母、黑云母、钾长石、钠长石、方解石、斜长石、 ①收稿日期 2015-12-17 作者简介 简 胜(1972-),男,四川资中人,博士研究生,教授级高级工程师,主要从事选矿工艺及药剂研究。 第 36 卷第 3 期 2016 年 06 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.36 №3 June 2016 铁白云石、绿泥石、方解石等,属于典型的斑岩铜矿石。 对其分别进行了多元素分析及铜物相分析,结果见表 1 和表 2。 表 1 原矿多元素分析结果(质量分数) / % CuMoFeSAu1)NaCaO 0.320.00675.742.360.150.244.63 MgOAl2O3Re1)SiO2NiGeGa 2.5912.770.1158.78<0.005<0.00500.0018 1) 单位为 g/ t。 表 2 铜物相分析结果 相别含量/ %分布率/ % 胆矾<0.012.86 游离氧化铜<0.012.86 结合氧化铜<0.012.86 硫化铜及其它0.3291.42 总铜0.35100.00 采用 MLA 分析了样品中的矿物产出状态与解离 情况,证明目的矿物黄铜矿和辉钼矿产出粒度不均匀, 一般都较细,但是在矿石破碎至-0.15 mm 时,单体以 及大部分解离的颗粒数量均接近 60%,这对选矿 有利。 2 试验研究 2.1 捕收剂种类及用量试验 根据多个铜钼矿石选矿研究的经验,确定采用两 个自主研发的系列捕收剂来提高泗州矿石中钼回收 率,一是 KYB 系列,是一种改性油状捕收剂;另一种是 XKYB 系列,是一种非极性烃油类捕收剂,是不同碳链 的混合物。 这两个系列的捕收剂都对硫化铜矿和辉钼 矿有良好的捕收性能,而且有良好的选择性。 考虑到钼的矿物产出粒度较细,初始磨矿细度采 用-0.074 mm 粒级占 80%进行捕收剂种类与配比试 验,流程如图1所示。KYB系列捕收剂试验时,固定 B3 63 A0g/t -0.074 mmC80 ;/ KYB XKYB V0* 233 800 26.40 6 min HCCL 图 1 捕收剂种类试验流程 XKYB⁃5 用量为粗选80.64 g/ t、扫选17.6 g/ t;XKYB 系 列捕收剂试验时,固定 KYB⁃1 用量为粗选 25.72 g/ t、 扫选 12.86 g/ t。 试验结果见图 2~3。 A0D3 5 4 3 2 1 0 100 90 80 70 XKYB-5 XKYB-6 XKYB-7 XKYB-8 XKYB-9 XKYB-10 XKYB-11 8 /;5 Cu8 Mo8 Cu/;5 Mo/;5 图 2 XKYB 系列捕收剂试验结果 A0D3 5 4 3 2 1 0 95 92 89 86 83 80 KYB-1 KYB-2 KYB-4 KYB-5 KYB-6 KYB-7 KYB-9 KYB-8 8 /;5 Cu8 Mo8 Cu/;5 Mo/;5 图 3 KYB 系列捕收剂试验结果 从试验结果可看出,对于 XKYB 类捕收剂,采用 XKYB⁃5、XKYB⁃10 浮选效果较好,精矿品位与回收率 均较高;对于 KYB 类捕收剂,采用 KYB⁃1 效果较好, 精矿品位和钼回收率均较高。 考虑到这两类捕收剂各有优缺点,将它们搭配使 用,可以起到互补的作用。 为了提高混选精矿的品位, 对粗选精矿进行了一次精选。 KYB⁃1 与 XKYB⁃5 复配 (比例 1∶4)及 KYB⁃1 与 XKYB⁃10 复配(比例为 1 ∶4) 的试验结果见表 3~4。 表中所示捕收剂用量为粗选+ 扫选用量。 试验结果说明,采用捕收剂 KYB⁃1 与 XKYB⁃5 复配,随着捕收剂用量增加,精矿铜和钼品位 均提高,铜回收率略有降低,而钼回收率提高;采用捕 收剂 KYB⁃1 与 XKYB⁃10 复配,捕收剂用量降低,精矿 品位提高,而回收率略有降低,但粗精矿回收率不变, 说明 Cu、Mo 混选时采用 KYB⁃1、XKYB⁃10 可以在低用 量条件下浮选获得较好的选矿指标,药剂用量以 15 g/ t 为佳。 相比而言,采用捕收剂 KYB⁃1 与 XKYB⁃10 复 配,捕收剂用量明显较低。 04矿 冶 工 程第 36 卷 表 3 KYB⁃1 与 XKYB⁃5 复配试验结果 捕收剂用量 / (gt -1 ) 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuMoCuMo KYB⁃1 12.86+6.43 XKYB⁃5 40.32+20.16 精矿2.6611.290.2290.8752.11 中矿 14.220.190.00802.433.01 中矿 22.310.210.00561.471.15 尾矿90.810.0190.00545.2343.73 原矿100.000.330.011100.00 100.00 KYB⁃1 25.72+12.86 XKYB⁃5 80.64+40.32 精矿2.3113.860.3089.0570.60 中矿 15.300.270.00883.994.76 中矿 23.360.160.00561.501.92 尾矿89.030.0220.00255.4622.71 原矿100.000.360.0098100.00 100.00 KYB⁃1 38.58+19.29 XKYB⁃5 120.96+60.48 精矿1.5317.390.3984.0473.58 中矿 14.950.530.0148.318.57 中矿 23.200.190.00561.932.22 尾矿90.320.0200.00145.7215.63 原矿100.000.320.0081100.00 100.00 表 4 KYB⁃1 与 XKYB⁃10 复配试验结果 捕收剂用量 / (gt -1 ) 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuMoCuMo KYB⁃1 3.22+1.61 XKYB⁃10 11.80+5.90 精矿2.9010.050.2290.7182.67 中矿 17.040.0980.00562.145.10 中矿 24.160.160.00272.071.45 尾矿85.900.0190.000975.0710.78 原矿100.000.320.0077100.00 100.00 KYB⁃1 6.43+3.22 XKYB⁃10 17.70+11.80 精矿3.728.320.1693.0179.94 中矿 17.700.100.00552.315.69 中矿 24.560.120.00321.641.96 尾矿84.020.0120.00113.0312.41 原矿100.000.330.0074100.00 100.00 KYB⁃1 12.86+6.43 XKYB⁃10 35.40+17.70 精矿2.6811.250.2490.1675.59 中矿 14.240.180.0112.285.48 中矿 23.040.180.00561.642.00 尾矿90.040.0220.00165.9216.93 原矿100.000.330.0085100.00 100.00 KYB⁃1 25.72+12.86 XKYB⁃10 70.80+35.40 精矿2.1114.050.3087.9472.04 中矿 14.980.310.0174.599.65 中矿 22.970.180.00561.591.89 尾矿89.950.0220.00165.8816.41 原矿100.000.340.0088100.00 100.00 KYB⁃1 38.58+19.29 XKYB⁃10 106.20+53.10 精矿1.4118.620.4082.3076.57 中矿 15.030.660.005810.373.95 中矿 23.400.160.00521.702.39 尾矿90.160.0200.00145.6417.09 原矿100.000.320.0074100.00 100.00 在捕收剂总用量为 15 g/ t 时进行了 KYB⁃1 与 XKYB⁃10 配比(KYB⁃1 ∶XKYB⁃10)试验,结果见表 5。 试验结果表明在捕收剂 KYB⁃1 与 XKYB⁃10 用量比 为 4∶1时,尽管钼回收率略有降低,但精矿品位较高,充 分考虑,选择适宜的 KYB⁃1 与 XKYB⁃10 用量为 4∶1。 表 5 捕收剂用量配比试验结果 捕收剂 用量比 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuMoCuMo 1∶ 4 精矿3.837.920.1892.4984.48 中矿 16.840.0850.00521.774.36 中矿 24.370.120.00281.601.50 尾矿84.950.0160.000934.149.67 原矿100.000.330.0082100.00 100.00 1∶1 精矿3.339.230.1991.7682.25 中矿 17.610.0930.00432.114.26 中矿 23.610.0950.00271.021.27 尾矿85.450.0200.00115.1112.23 原矿100.000.330.0077100.00 100.00 4 ∶1 精矿2.7011.320.2193.0480.52 中矿 16.650.0960.00441.954.16 中矿 24.190.0830.00301.061.79 尾矿86.460.0150.00113.9513.53 原矿100.000.330.0070100.00 100.00 2.2 石灰用量试验 新捕收剂组合除了显示出对铜、钼均有良好的捕 收作用之外,还显示出良好的选择性,黄铁矿很少上 浮,若在磨矿时加入少量石灰,则选择性更好。 捕收剂 KYB⁃1 与 XKYB⁃10 用量为 4 ∶1、粗选总用量为 15 g/ t 时,石灰用量试验结果见图 4。 ;/A4g t-1 14 12 10 8 6 4 2 0 100 90 80 70 60 50 20040060080010001200 8 /;5 Cu8 Mo8 Cu/;5 Mo/;5 图 4 石灰用量试验结果 试验结果说明,石灰用量 200 g/ t 以上时,随着石 灰用量增加,铜、钼品位提高,在铜钼混合粗选捕收剂 用量为 15 g/ t 条件下,石灰用量范围较宽,500~1 200 g/ t 均可。 2.3 起泡剂种类试验 选择合适的起泡剂,也有助于提高选择性,可提高 混合粗选精矿品位和回收率。 起泡剂筛选试验结果见 图 5。 KYQ 系列、HCCL 是有色金属和非金属矿的优 良起泡剂,活性好,生成的泡沫细且脆而不粘,易于消 泡,没有捕收性,用量少,是主要用于有色金属氧化矿 或含泥量大的细粒级硫化矿分离时的起泡剂。 试验结果表明,采用 KYQ⁃3 和 HCCL 的浮选指标 好,精矿品位与回收率都较高。 14第 3 期简 胜等 提高德兴铜矿伴生钼选矿回收率的研究 A0D3 5 4 3 2 1 0 100 90 80 70 KYQ-1KYQ-2KYQ-3KYQ-4HCCL 8 /;5 Cu8 Mo8 Cu/;5 Mo/;5 图 5 起泡剂种类试验结果 2.4 闭路试验指标对比 为了使研究结果能顺利应用到生产上,在试验基 础上采用闭路试验对工艺流程及作业条件进一步调整 优化后,采用新药剂新工艺进行了闭路试验,并与泗州 选厂原药剂原工艺进行了对比,闭路试验流程分别见 图 6~7,对比结果见表 6。 B3 A0g/t 43 63 63-0.037 mmC92.02 -0.074 mmC60 4* 423 2 2 2 3 3 min, pH 7 2 1 3 min, pH 67 6 min, pH 67 4 min, pH 7 3 min, pH 7 ;/ KYB-1 XKYB-10 XKYB-5 1200 25.74 5.79 22.4 KYB-1 XKYB-10 XKYB-5 KYQ-3 2.14 0.48 1.12 1.65 KYB-1 XKYB-10 XKYB-5 KYQ-3 4.29 0.97 2.24 4.95 KYB-1 XKYB-10 XKYB-5 KYQ-3 0.27 0.24 0.28 0.21 V0* V23 2 2 2 3 4 min, pH 7 2 1 3 min, pH 89 6 min, pH 910 4 min, pH 7 4 min, pH 7 KYQ8.25 图 6 新药剂新工艺闭路试验流程 4,3* 211 22 2 V23 32 23 1 2 31 4 min4 min 6 min 6 min 4 min 4 min 3 min B3 A0g/t 63 63-0.074 mmC90.92 -0.074 mmC60 ;/ Mac 1000 6.25 ;/ ,V/A 700 2 ;/200 ;/100 ,V/A 1 /A6 ,V/A 1 /A Mac 14 6.25 V40/* 6 min, pH 89 5 min, pH 1213 图 7 泗州选厂原药剂原工艺闭路试验流程 表 6 闭路试验指标对比 流程 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuMoSCuMoS 新药剂 新工艺 铜钼精矿1.1624.110.4935.38 90.8982.3416.63 硫精矿3.880.280.01548.383.548.6276.23 尾矿94.960.0180.000660.195.579.047.14 原矿100.000.310.00692.46 100.00 100.00 100.00 原药剂 原工艺 铜钼精矿1.1624.200.2035.67 84.4438.7518.23 尾矿 28.230.210.01719.905.2023.3872.18 尾矿 190.610.0380.00250.2410.3637.879.59 原矿100.000.330.00602.27 100.00 100.00 100.00 闭路试验指标对比结果表明,采用新工艺新药剂,钼 回收率提高了44 个百分点,铜回收率提高了6 个百分点, 而且还能产出优质的硫精矿,硫品位达到48%以上。 2.5 验证试验 由于大山矿样矿石性质与泗洲矿样矿石性质存在 一定差异,在大量探索试验的基础上,采用等可浮选流 程,在 Cu、Mo 混选时用新型捕收剂 KYB⁃1 及 KYB⁃5 进行了闭路试验,试验流程与大山选厂的生产流程是 一致的(见图 8),试验结果表 7。 试验结果说明,在铜钼混合浮选时以 KYB⁃1、 XKYB⁃5 作捕收剂,选择性较好,钼能够充分上浮,而 黄铁矿上浮较少,黄铁矿基本不会进入铜钼混合精矿, 铜钼混合精矿品位高,对铜钼分离有益,钼回收率达到 90%。 与选厂生产指标相比,钼回收率得到提高,证明 这次研发出来的新药剂组合不仅适合泗洲选厂矿石, 同样也适用于大山选厂矿石。 由于大山选厂矿石中含 钼高,经济效益会更好。 24矿 冶 工 程第 36 卷 4,3* 21 1 22 2 23 423 23 1 2 4 min 3 min 3 min 3 min 3 min 3 min 3 min B3 A0g/t 63 63-0.037 mmC67 -0.074 mmC60 ;/ KYB-1 XKYB-5 1000 85.8 201.6 ;/400 ;/300 ;/200 21 V23 22 4 min 4 min 3 3 min V0* 6 min 6 min 40* 21 2 3 3 min3 min 3 min 5 min KYB-1 XKYB-5 HCCL 8.57 17.92 1.47 KYB-1 XKYB-5 HCCL 17.14 35.84 4.41 63-0.037 mmC66 KYB-1 HCCL 42.86 1.47 KYB-1 HCCL 21.43 1.47 KYB-1 HCCL 21.43 1.47 KYB-1 XKYB-5 HCCL 25.72 67.20 14.70 KYB-1 XKYB-5 HCCL 15.00 33.60 7.53 KYB-1 XKYB-5 HCCL 15.00 33.60 2.94 ,/A 730A 50 18.16 ,/A 730A 2 0.57 ,/A 730A 20 6.81 ,/A 730A 10 4.54 HCCL32.34 ;/600 图 8 大山矿样验证试验流程 表 7 大山矿样验证试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuMoCuMo 铜钼精矿0.9926.581.8775.0690.00 铜精矿0.489.540.1112.962.55 硫精矿4.400.140.00271.760.58 尾矿94.130.0380.001510.226.87 原矿100.000.350.021100.00100.00 3 结 语 1) 德兴铜矿的 2 个选厂 大山选厂与泗州选 厂处理的斑岩型铜矿石中均伴生有钼,虽然 2 个选厂 都对伴生钼进行了综合回收,但都还有进一步提高回 收率的空间。 本文采用一种改性油类捕收剂(KYB⁃1) 与两种非极性烃油类捕收剂(XKYB⁃5 与 XKYB⁃10)组 合使用,大幅度提高了钼回收率,泗州选厂矿石钼回收 率可提高 44 个百分点,大山选厂矿石钼和铜回收率都 有所提高。 2) 新捕收剂组合具有良好的选择性和强捕收能 力,铜钼矿物能快速上浮,可缩短铜钼混选流程,由于 不需要强力抑制黄铁矿,也有利于黄铁矿的综合回收, 可选出优质(硫品位达 48%)的硫精矿。 3) 通过优化作业条件与工艺流程,新药剂制度与 流程可在选厂现有的设备条件下应用。 参考文献 [1] 张军成. 铜钼矿石的选矿及铜钼分离工艺[J]. 矿业快报,2006 (8)13-15. 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