抑砷浮铜工艺过程强化回收银的试验研究.pdf

第3 7 卷第2 期 2 0 1 7 年0 4 月 矿冶 工 程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G 玎唧R 矾G V 0 1 ．3 7 №2 A p r i l2 0 1 7 抑砷浮铜工艺过程强化回收银的试验研究① 王成行1 ’2 ’3 ，胡真1 ’2 ’3 ，邱显扬1 ’2 ’3 ，宋宝旭1 ’2 ’3 1 ．广东省资源综合利用研究所，广东广州5 1 0 6 5 0 ；2 ．稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广东广州5 1 0 6 5 0 ；3 ．广东省矿产资源开发和综合 利用重点实验室，广东广州5 1 0 6 5 0 摘要对云南某含银低铜高砷高硫多金属硫化矿进行了浮选试验研究。结果表明，在中碱性p H 环境下，以G S F ，。为毒砂抑制剂、 G S B ，为铜和银矿物的选择性捕收剂，采用铜砷等可浮- 抑砷浮铜工艺流程，在原矿铜、砷、银品位分别为0 ．3 5 ％、1 ．5 0 ％和1 0 ．7 4g ／t 的条件下，获得了铜品位2 0 ．1 9 ％、总回收率6 4 ．1 5 ％的铜精矿，其中砷含量0 ．4 2 ％、银品位3 0 8 ．7 2g ／t 、银选矿富集比2 8 ．7 5 ，铜精矿中 砷含量不超标。 关键词浮选；铜精矿；银矿物；铜砷分离；捕收剂；抑制剂 中图分类号T D 9 2 3 文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 7 ．0 2 ．0 1 6 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 7 0 2 - 0 0 6 4 0 4 E n h a n c e dR e c o v e r yo fS i l v e rf r o mC h a l c o p y r i t eF l o t a t i o nP r o c e s s b yD e p r e s s i n gA r s e n o p y r i t e W A N GC h e n g h a n 9 1 ’2 ”，H UZ h e n l 2 ⋯，Q I UX i a n ．y a n 9 1 2 ⋯，S O N GB a o X H l ，2 ，3 1 ．G u a n g d o n gI n s t i t u t eo fR e s o u r c e sC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n ，G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 ，G u a n g d o n g ，C h i n a ；2 ．S t a t eK e y L a b o r a t o r yo fR a r eM e t a l sS e p a r a t i o na n dC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n ，G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 ，G n a n g d o n g ，C h i n a ；3 ．G u a n g d o n g P r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r y o fD e v e l o p m e n t C o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s ，G u a n g z h o u51 0 6 5 0 ， G u a n g d o n g ，C h i n a A b s t r a c t F l o t a t i o nt e s t sw e r ec o n d u c t e dt op r o c e s sa na r s e n i c ／s u l f u r - r i c hl e a ns i l v e r - c o p p e rp o l y m e t a l l i es u l f i d eo r ei n Y u n n a nP r o v i n c e ．P r o c e s s i n gf l o w s h e e ti n c l u d i n gC u A si s o f l o t a t i o na n dC uf l o t a t i o nb yd e p r e s s i n gA sm i n e r a l sw a s a d o p t e d ，w i t ht h ep u l pp Hr e g u l a t e dt oam o d e r a t ea l k a l i n ev a l u e ，G S F 3 1s e l e c t e da st h ea r s e n o p y t i t ed e p r e s s a n ta n dG S B 3 2 a sc o l l e c t o rf o rs e l e c t i v es e p a r a t i o no fc h a l c o p y r i t ea n ds i l v e r b e a t i n gm i n e r a l s ．F r o mt h i sr u n o f - m i n eo r ec o n t a i n i n g0 ．3 5 ％ C u ，1 ．5 0 ％A sa n d1 0 ．7 4g ／tA g ，ac o p p e rc o n c e n t r a t ea s s a y i n g2 0 ．1 9 ％C u ，0 ．4 2 ％A sa n d3 0 8 ．7 2g ／tA gw a so b t a i n e da t C ur e c o v e r yo f6 4 ．1 5 ％a n dA ge n r i c h m e n tr a t i oo f2 8 ．7 5 ，w i t ht h e r e i nA sc o n t e n tc o n f o r m i n gt ot h es t a n d a r d ． K e yw o r d s f l o t a t i o n ；c o p p e rc o n c e n t r a t e ；s i l v e r b e a t i n gm i n e r a l ；C u ／A ss e p a r a t i o n ；c o l l e c t o r ；d e p r e s s a n t 毒砂是金属矿床中分布较多的原生砷矿物，常与 铜、铅、锌等硫化矿物共生，选矿时常为杂质一起进入 到精矿中，导致精矿含砷过高。铜精矿中砷含量超标 会造成冶炼成本高，污染环境⋯。铜砷分离却是个世 界性技术难题，国内外专家学者们做了大量的研究工 作‘2 4 | 。 铜砷分离的选矿方法主要为浮选，调整剂、抑制剂 和捕收剂的筛选与研制则是研究重点∞咱o 。基于药剂 对毒砂的作用原理，选矿工艺分为石灰法、氧化法、硫 氧酸化合物法、有机抑制剂法‘、组合抑制剂法旧。等， 部分工艺已得到工业应用一q 2 I 。 目前，矿山开发的环保要求日益严格。随着国家 积极推进绿色矿山建设，综合回收矿产资源是开发过 程中必须遵循的基本原则。本文针对云南某含银铜砷 多金属硫化矿，在综合考虑回收银的前提下，使浮选药 剂和流程结构有机结合，进行铜砷分离选矿试验研究， 旨在获得砷含量合格的铜精矿，同时兼顾银的综合 回收。 1 矿石性质 为查明矿样中的各元素含量，并综合评价伴生有 用组分，对原矿石进行了化学主要元素分析，结果见 ①收稿日期2 0 1 6 1 0 1 6 基金项目云南省科技创新强省计划项目 2 0 1 5 I B 0 0 1 ，2 0 1 5 1 8 0 0 2 ；广东省省级科技计划项目 2 0 1 6 8 0 7 0 7 0 1 0 2 6 作者简介王成行 1 9 8 4 - ，男，河北蠡县人，高级工程师，博士，主要研究方向为稀有稀贵金属矿资源综合利用。 万方数据 第2 期 王成行等抑砷浮铜工艺过程强化回收银的试验研究 表1 。由表1 可知，该试样为低铜高砷高硫铜砷银多 金属矿。 表1 原矿主要元素分析结果 质量分数 ／％ C uA sSB iP bZ nF e 0 ．3 71 ．5 67 ．6 30 ．0 5 70 ．0 4 80 ．2 6i 4 ．7 9 1 单位为g ／t 。 主要矿物定量分析结果见表2 。由表2 可见，矿 石中硫化铜矿物以黄铜矿为主，其次为少量的砷黝铜 矿和铜蓝等，氧化铜矿物微量；砷矿物以毒砂为主，少 量砷黝铜矿和毒铁矿；硫铁类矿物主要为磁黄铁矿、黄 铁矿／白铁矿；脉石矿物主要为云母、方解石、石英等。 表2 主要矿物组成 质量分数 ／％ 矿样中发现银矿物种类较多，但数量极少，包括硫 铋铅银矿、硫银铋矿和硫砷铜银矿等。偶见银矿物与方 铅矿呈固熔体分离，或与黄铜矿、黝锡矿等矿物连生。 铜、砷和银的赋存状态结果表明，赋存于黄铜矿 含 黝铜矿、铜蓝 中的铜占9 0 ．8 3 ％，分散于脉石中的铜占 3 ．4 8 ％；以毒砂矿物形式存在的砷占9 6 ．5 6 ％，分散于脉 石中的砷占1 ．5 6 ％；赋存于黄铜矿中的银占3 2 ．1 1 ％，赋 存于方铅矿中的银占2 6 ．5 9 ％，分散于毒砂和磁黄铁矿 中的银分别占4 ．0 3 ％和1 2 ．2 9 ％，分散于脉石中的银占 1 9 ．3 5 ％。铜精矿中银的理论回收率为3 2 ．1 1 ％，若加强 铅的回收，使铅矿物富集到铜精矿中，可有效提高银的 回收率。 2 选矿试验研究 2 ．1 工艺流程选择与确定 多金属硫化矿的选矿综合回收，通常有混浮、等可 浮和优先浮选等。针对本矿样的工艺矿物学性质，可 拟定的选矿流程有3 种铜砷混浮一粗精抑砷浮铜 方 案1 ，铜砷等可浮．粗精抑砷浮铜 方案2 和优先浮 铜．粗精抑砷浮 方案3 。方案1 工艺流程简单，黄铜 矿回收效果较好，但是在混合浮选过程中添加的捕收 剂也吸附在毒砂表面，导致铜砷分离难度较大，而且高 含量的黄铁矿、磁黄铁矿抑锘环境通常为高碱性介质， 对银的回收极为不利；方案3 也同样需要在高硫条件 下铜砷分离，难以兼顾银回收；T s 案2 则利用矿物天然 可浮性差异，先在中性介质中浮选铜、银矿物和少量毒 砂，由于进入铜浮选精矿中的毒砂量少，后续抑砷浮铜 的难度会大幅度降低，再通过浮选药剂选择，控制矿浆 溶液环境，可实现强化回收银的目的。综合考虑，拟采 用铜砷等可浮一粗精抑砷浮铜的方案开展研究。 2 ．2 等可浮开路试验 在原矿磨矿细度一0 ．0 7 4m m 粒级占6 5 ％条件下， 以乙基黄药为捕收剂，采用阶段加药的方式添加，采用 三次粗选、二次扫选、一次精选的等可浮开路流程回收 铜及银，工艺流程见图1 ，结果见表3 。试验结果表明， 精 原矿药剂单位g ／t 。。。’。r 。一 磨矿O - o ．0 7 4m m d i 6 5 ％ 3 l I I i n } 水玻璃 5 0 0 2m i n } 乙基黄药1 0 0 1 m i n } 2 油 2 5 粗选I l 2 曲2 袖{ 乙基黄药 5 0 1 m ．m } 2 4 油 5 2 m i Ⅱ} 乙基黄药5 0 1 m i l l } 2 0 油 5 铜锢精矿中矿1 中妒2 2 m i n } 乙基黄药 锄 1 m ．m { 2 0 油 5 扫选I l 2 m ．m } 乙基黄药 3 0 1 m i n } 2 ’油 5 扫选1 2 中矿3尾矿 图1 铜砷等可浮开路试验流程 表3 铜砷等可浮开路试验结果 1 单位为g ／t 。 万方数据 矿冶工程第3 7 卷 铜粗精矿中的铜和银得到了有效富集提高，银富集比 高达1 0 ．4 6 ，而砷并未富集，品位反而低于原矿品位。 富集规律表明，乙基黄药对毒砂的捕收能力较弱，铜砷 等可浮获得的铜粗精矿中铜高砷低，有利于后续进一 步的降砷处理。 2 ．3 磨矿细度对抑砷浮铜的影响 磨矿细度是保证浮选技术指标的先决条件，而再 磨对浮选来说也是非常重要的，特别是对浮选分离。 再磨一方面能擦洗浮选药剂，产生更多有利于药剂作 用的新鲜表面，加速毒砂氧化，强化抑制过程；另一方 面也可使铜、砷矿物有效单体解离，为它们的分离创造 先决条件，加之银矿物粒度微细，适宜的磨矿细度是提 高银回收率的有效措施之一。为此，对等可浮铜粗精 矿进行了再磨细度试验，工艺流程见图2 ，结果见图3 。 试验结果表明，随着磨矿细度增加，银品位和回收率逐 步提高，砷品位先降低后提高。可见提高磨矿细度有 利于银的回收，但毒砂出现了过磨现象。综合考虑，选 择磨矿细度为一0 ．0 7 4m m 粒级占9 4 ．9 0 ％ 一0 ．0 4 3m m 粒级占8 1 ．0 2 ％ 为宜。 ．产 3 ＼ 翅 疃 器 零 氇 喀 置 ， 器 单位g ／t 精矿尾矿 图2 粗精矿再磨工艺流程 - 0 ．0 7 4I l l l l l l l { 陵级含量／％ 图3 磨矿细度对抑砷浮铜的影响 2 ．4 抑制剂对抑砷浮铜的影响 毒砂抑制剂的选择是抑砷浮铜工艺的关键因素之 一。石灰是毒砂的常用抑制剂，但用量往往较大，调浆 至高碱性 p H 1 2 才能使其得到有效抑制。高碱环 境也会对银矿物产生强烈抑制，不利于银的回收。因 此，抑砷浮铜过程中综合考虑银，从理论上说浮选应在 低碱或中碱环境中进行。在使用石灰调浆至p H 9 ．0 时，进行了不同种类抑制剂的对比试验，结果见表4 。 表4 抑制剂种类试验结果 1 单位为g ／t 。 试验结果表明，硫化钠对毒砂的抑制效果甚微，即 使用量增加至10 0 0g ／t ，铜精矿中砷品位仍高于1 ％； 随着羟基淀粉用量增加，黄铜矿缓慢地被抑制，但铜精 矿中砷品位不降反升；而抑制剂G S F 3 ，用量从0 增加至 20 0 0g ／t 时，铜精矿中砷品位从1 ．4 9 ％降至0 ．6 6 ％，继 续增加G S F ，，用量，砷品位变化不大。因此，推荐使用 G S F ，．作为砷抑制剂。 2 ．5 捕收剂对抑砷浮铜的影响 抑砷浮铜工艺过程兼顾银回收，捕收剂的选择性 至关重要。一方面，捕收剂对毒砂捕收力较弱，而对黄 铜矿具有选择性；另一方面，对银矿物的捕收能力较 强，尤其是在中碱性介质中回收银，强选择性捕收的特 点需求更为突出。广东省资源综合利用研究所在研究 铜硫分离工艺时，已研发出P Z O 【1 3 ] 、Z A 【1 4 1 等强化回收 金银矿物的捕收剂，部分已工业应用。根据毒砂矿物 可浮性与表面吸附特性，进一步复配研制出新酯类捕 收剂G S B ，，并在p H 9 ．0 的中碱性条件下进行了浮选 捕收剂用量试验，结果见图4 。结果表明，捕收剂 G S B ，对毒砂捕收能力较弱，随其用量增大，砷回收率 增幅不明显，而银回收率却较明显。综合考虑，粗选适 宜的捕收剂G S B 3 2 用量为5 0g ／t 。 2 ．6 全流程闭路试验 在确定工艺流程结构、磨矿细度、抑制剂、捕收剂 和药剂制度的基础上，进行了铜砷等可浮一抑砷浮铜的 全流程闭路试验，工艺流程见图5 ，结果见表5 。结果 表明，在原矿铜、砷品位分别为0 ．3 5 ％和1 ．5 0 ％的条件 下，可获得铜品位2 0 ．1 9 ％、总回收率6 4 ．1 5 ％的铜精矿， 其中砷含量为0 ．4 2 ％，达到了合格铜精矿中砷低于 0 ．5 0 ％的质量要求。铜精矿中银品位和回收率分别为 3 0 8 ．7 2g ／t 和3 1 ．9 3 ％，银总富集比达2 8 ．7 5 。铜精矿中 银的回收率与赋存状态预测的理论值较吻合，说明银 得到了有效的回收。 万方数据 第2 期王成行等抑砷浮铜工艺过程强化回收银的试验研究 6 7 o 8 ＼ 翅 唔 璀 零 ＼ 翅 罐 鼍 ， 器 捕收剂用量／Q t - 1 图4 捕收剂用量试验结果 零 ＼ 褥 擎 回 铜精矿 图5 铜砷等可浮- 抑砷浮铜闭路试验流程 表5 铜砷等可浮抑砷浮铜闭路试验结果 1 单位为g ／t 。 3 结论 1 云南某硫化矿属含银低铜高砷的铜砷银多金 属矿，矿石性质复杂，铜矿物以黄铜矿为主，砷矿物为 毒砂，银矿物种类较多，但数量较少，品位低，是综合回 收的考虑对象。 2 在p H 中碱性环境下，有机组合药剂G S F ，，是 毒砂的有效抑制剂，捕收剂G S B 。对毒砂的捕收能力 较弱，但对铜、银矿物的捕收能力较强，且选择性较好。 采用铜砷等可浮一抑砷浮铜全流程工艺，可获得铜品位 2 0 ．1 9 ％、总回收率6 4 ．1 5 ％的铜精矿，其中砷含量为 O ．4 2 ％，低于合格铜精矿中砷杂质的质量要求，银在铜 精矿中的富集比和品位分别为2 8 ．7 5 和3 0 8 ．7 2s i t ，回 收率为3 1 ．9 3 ％，表明银的强化回收效果明显。 参考文献 [ 1 ] T a p l e yB ，Y a nD ．T h es e l e c t i v ef l o t a t i o no fa r s e n o p y f i t c f r o mp y T i t e [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 0 3 1 1 1 2 1 7 1 2 2 0 ． [ 2 ] 何晓川，唐晓莲．毒砂与方铅矿、黄铜矿分离试验研究[ J ] ．矿产 综合利用，1 9 9 4 3 1 6 1 8 ． [ 3 ]G u a n gM i n gL i ，H o n gE nZ h a n g ，S h i n n o s u k eU s u i ．D e p r e s s i o no fa r - s e n o p y f i t ei n a l k a l i n em e d i u m [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a l P r o c e s s i n g ，1 9 9 2 3 2 5 3 2 5 7 ． [ 4 ] L 6 p e zV a l d i v i e s oA ，S d n c h e zL 6 p e zAA ，o j e d aE s c a m i t l aC ，e ta 1 ． F l o t a t i o na n dd e p r e s s i o nc o n t r o lo fa r s e n o p y r i t et h r o u g hp Ha n dp u l p m d o xp o t e n t i a lu s i n gx a n t h a t ea st h ec o l l e c t o r [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r - h a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，2 0 0 6 1 2 7 3 4 ． [ 5 ] 杨梅金，陈建华，马少健，等．新型抑制剂D A s 分离铜砷[ J ] ．矿产 保护与利用，2 0 0 3 6 3 1 3 2 ． [ 6 ]唐晓莲，钱鑫．腐殖酸钠分选黄铜矿和毒砂的研究[ J ] ．有色金 属 选矿部分 ，1 9 8 9 6 2 2 - 2 4 ． [ 7 ]金华爱，彭志宏，曾美云．用高分子有机物浮选分离黄铜矿和毒砂 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 0 1 1 9 2 2 ． [ 8 ] 李玉芬．C C F 组合抑制剂处理某高砷铜矿的研究[ J ] ．矿产保护 与利用，1 9 9 9 1 4 0 4 2 ． [ 9 ] 余宝元，邓丽杰．国内外硫化矿降砷的工业实践 综述 [ J ] ．有色 矿冶，1 9 9 4 5 1 7 2 1 ． [ 1 0 ] 康宝琳，黄心廷．内蒙莲花山铜矿铜精矿降砷试验研究与实践 [ J ] ．有色矿冶，1 9 9 5 2 1 4 1 9 ． [ 1 1 ] 高起鹏．珲春金铜矿精矿降砷研究及实践[ J ] ．有色矿冶，1 9 9 5 5 1 5 1 8 ． [ 1 2 ]阙绍娟．广西某低品位复杂铜锌多金属矿选矿试验[ J ] ．矿冶工 程，2 0 1 6 4 4 5 4 8 ． [ 1 3 ]汪泰，胡真，汤玉和，等．硫化铜矿新型捕收剂P Z O 的浮选 性能与机理[ J ] ．金属矿山，2 0 1 6 5 5 7 6 0 ． [ 1 4 ] 邹坚坚，胡真，李汉文．高效捕收剂z A 在铜硫分离浮选中的 应用[ J ] ．金属矿山，2 0 1 5 6 8 7 9 1 ． 引用本文王成行，胡真，邱显扬，等．抑砷浮铜工艺过程强化回收银 的试验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 7 ，3 7 2 6 4 6 7 ． 万方数据