东川汤丹难选氧化铜矿浮选试验研究.pdf

第3 2 卷第2 期 2 0 1 2 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 I N E E R I N G V 0 】．3 2 №2 A p r i l2 0 1 2 东川汤丹难选氧化铜矿浮选试验研究① 文娅，方建军，毛莹博 昆明理工大学国土资源T 程学院，云南昆明6 5 0 0 9 3 摘要为了提高汤丹选矿厂的选矿同收率，降低成本，在实验室采用硫化浮选工艺，对薪型潘吐剂D 、N 。及混合捕收剂进行了试验。试 验结果表明活化剂N 。的活化效果比D 2 好。异戊基黄药和丁铵黑药混合使用时协同效应显著，可提高回收率4 ．2 个百分点。 关键词浮选；难选氧化铜矿；浮选药剂 中图分类号T D 9 2 3 文献标识码A 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 2 0 0 5 8 0 4 E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho nF l o t a t i o no fR e f r a c t o r yC o p p e rO x i d eO r e i nT a n g d a nM i n e W E NY a ，F A N GJ i a n - j u n ，M A OY i n g b o F a c u l t yo f 如蒯R e s o u r c eE n g i n e e r i n g ，K u m m n gU n i v e r s i t yo f S 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 ，Y u n n a n ，C h i n a A b s t r a c t T oi m p r o v et h er e c o v e r yo ft h er e f r a c t o r yo x i d i z e dc o p p e ro r ei nT a n g d a nC o n c e n t r a t o ra n dr e d u c et h e p r o c e s s i n gc o s t ，H e wa c t i v a t o r sD 2a n dN 8 4 5 ，a n dc o m b i n e dc o l l e c t o r sw e r ee v a l u a t e di nl a b o r a t o r yt e s ta d o p t i n gs u l f i d i z a - t i o n f l o t a t i o np r o c e s s ．T h er e s u l t ss h o wt h a t ，t h ea c t i v a t i o ne f f e c to fN 8 4 5i sb e t t e rt h a nt h a to fD 2 ，a n dt h es y n e r g ye f f e c t i sn o t a b l ew h e ns o d i u mi s o a m y l x a n t h a t ew a su s e dc o m b i n e dw i t ha m m o n i u md i b u t y ld i t h i o p h o s p h a t e ，w i t ht h er e c o v e r y u p4 ．2p e r c e n t a g ep o i n t ． K e yw o r d s f l o t a t i o n ；r e f r a c t o r yo x i d i z e dc o p p e ro r e ；f l o t a t i o nr e a g e n t 云南东川汤丹铜矿是我国己探明的大型铜矿床之 一，属沉积变质似层状大型铜矿床。其铜矿石性质特 点可以简要概括为“一低三高一细两大”。“一低”是 矿石品位低，据1 9 5 6 年储量报告平均地质品位仅为 0 ．6 3 6 ％，2 0 世纪8 0 年代初重新圈定后，将设计品位 进行了提高，仅达到0 ．7 5 ％。“三高”之一氧化率高， 全矿区矿石的平均氧化率达到6 0 ％以上；之二是结合 率高，全矿区矿石的平均结合率达到2 0 ％以上；之三 是脉石钙镁含量高，矿石中脉石矿物中C a O 和M g O 的 含量之和高达3 0 ％以上，并且含铜。“一细”是嵌布粒 度微细。据统计，有近4 0 ％的矿小于4 0I x m ，最小粒度 仅为o ．7 2 ．5 m ，并主要以“显微分散”或“超显微分 散”的形式嵌布于高钙镁碱性脉石中，形成所谓的“色染 体”。“两大”之一是矿泥含量大，原矿中实测的含泥量 可达2 0 ％；之是含有难浮矿物的数量大，难浮矿物主 要是硅孔雀石、自然铜、水胆矾、绿砷铁铜矿等，而这些 矿物含量几乎占氧化铜矿的2 0 ％。因此，该铜矿石属典 型的难处理氧化铜矿石一1 。 近年来，新药剂及混合用药在氧化铜矿硫化浮选 中越来越受重视陟4 | 。本文主要介绍活化剂D 2 ．N 蹦， 及捕收剂混用的试验结果。 1 矿石性质 原矿多元素分析结果见表1 ，原矿铜物相分析结 果见表2 。 表1 原矿多元素分析结果l 质量分数 ／％ 项目品位／％I ’有率／％ ①收稿日期2 0 1 1 - 1 0 - 2 2 基金项目云南省基金资助 2 0 1 0 Z C 0 4 5 ；昆明理工大学校企基金 6 1 8 8 2 0 1 0 0 0 0 9 作者简介文娅 1 9 8 8 一 ，女，云南大理人，硕士研究牛，研究方向为浮选理论与工艺研究。 通讯作者方建军 1 9 6 8 一 ，男，四川人，副教授，研究方向为资源综合利用及浮选理论及工艺研究。 万方数据 第2 期文娅等东川汤丹难选氧化铜矿浮选试验研究 铜矿物中主要是氧化铜矿物，其次为硫化铜矿物。 氧化铜矿物中孔雀石占5 2 ％，硅孔雀石占7 ％，还有少 量的蓝铜矿。硫化铜矿物主要为斑铜矿，约占2 0 ％， 黄铜矿占1 0 ％，还有少量的辉铜矿。其他金属矿物有 黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等。脉石矿物主要是白云石， 还含有石英、方解石、绢云母、电气石、泥质物等。氧化 铜矿中孑L 雀石和硅孔雀石的细粒部分呈高度分散，矿 泥中的一1 0 汕m 粒级，大多数呈离子状态被黏土物质 吸附，而硫化铜除了细粒嵌布外，部分黄铜矿也被褐铁 矿包裹。因此，属于难选泥质氧化铜矿。 汤丹矿石中，硫化铜矿和氧化铜矿都与氢氧化铁 伴生，硫化铜矿中，一部分黄铜矿、辉铜矿和铜蓝旱细 粒、显微细粒状分散体及碎片状包裹于氢氧化铁中形 成残余结构。氧化铜矿中，部分孔雀石呈纤维状、针状 集合体及粒状土状分散体或集合体，另一部分以“色 染体”形式存在。硅孔雀石则呈片状、细鳞片状聚集 体或不规则块体瞪] 。而且，氧化铜矿物大部分以“显 微分散”、“超显微分散”状态或类质同象存在于脉石 中，形成“色染体”。这样的结构特点给浮选带来了一 定的难度。 汤丹矿石的构造大体上可以分为两种，一种是脉 状、网脉状构造，一种是浸染状构造。硫化铜矿以浸染 状构造为主，形成散点状、层状、条带状、竹叶状和“马 尾丝”状矿石，以脉状、网脉状矿石次之；氧化铜矿石 则以脉状、网脉状构造为主，形成脉状、网脉状矿石和 “色染体”矿石，而以浸染状构造形成的散点状、竹叶 状矿石次之“ j 。 2 试验方法 每次称取汤丹氧化铜矿样5 0 0g ，经锥形球磨机湿 磨至所需粒度后，将矿浆移入1 ．5L 单槽浮选机的浮 选槽内，按实验设计的药剂制度加药并浮选。粗选精 矿移人O ．5L 单槽浮选机的浮选槽内进行精选。粗选 尾矿继续扫选。浮选结束后，将精矿、中矿和尾矿过滤 烘干后，缩分制样，样品送去分析中心化验。 试验药剂有煤油、D 、N 哪、硫化钠、异戊基黄药、 丁铵黑药、2 4 油、腐植酸钠。 试验设备有X M Q 一6 7 型2 4 0 9 0 锥形球磨机， x F D I I [ 实验室用单槽浮选机1 ．5I ．和0 ．5L 各1 台，多 用真空过滤机x T L Z 蛇6 0 ／蛇0 0 ，电热鼓风干燥箱 H G l 0 1 3 ，烧杯，量筒等。 3 试验结果 3 ．1 活化剂对浮选指标的影响 活化剂在氧化铜矿硫化浮选中的作用不能忽视。 大量的试验与生产实践证明有机胺盐、无机铵盐和新 型药剂D 2 等都是氧化铜矿硫化浮选的有效活化剂。 而且，D 的使用可以降低硫化钠的用量。为了提高汤 丹难选氧化铜矿的选矿回收率，降低药剂成本，对新活 化剂D 、N 蛳的试验结果与空白试验进行了对比。试 验药剂见表3 ，结果见表4 。 表3 对比试验药剂用量 试验药剂．H j 量／ g t 。药剂费用 方案 N WD 2煤油硫化钠戊黄药2 。油 ／ 元‘t “ I 1 5 00030 0 03 8 01 1 01 46 7 Ⅱ06 0 02 0 024 0 03 8 01 4 01 3 ．3 9 l l r 00030 0 03 8 01 1 01 0 ．1 7 表4 活化剂嘎、N 。，浮选闭路与空白条件对比试验结果 试验 方案 I Ⅱ Ⅲ 铜品位／％ 原矿 0 ．7 3 3 0 ．7 2 0 0 ．7 2 2 精矿 1 34 0 1 3 ．3 5 1 2 ．9 0 尾矿 0 ．2 9 8 O ．3 2 0 ．3 3 铜精矿产率铜回收率 ，‰，％ 3 ．3 26 0 ．6 9 3 0 75 69 2 3 ．1 25 5 ．7 5 从表4 可以看出，活化剂D 、N 。。，都可以提高汤丹 难选氧化铜矿的选矿回收率。D 可以减少硫化钠的 用量，但其活化效果比N 辨，差。N 。硝可以提高铜选矿回 收率4 ．9 4 个百分点。虽然药剂成本有所增加，但综合 经济效益显著。 徐晓军等人的研究发现，用D 作活化剂时，硫化 钠用量大大减少；硫化钠存在时，D 对硅孔雀石的活 化作用受到抑制。采用煤油作辅助捕收剂，可以减小 硫化钠的影响。由于汤丹难选氧化铜矿石中存在 一定量的硅孔雀石，故D 对该矿石的活化效果较差。 3 。2 N 。用量对浮选指标的影响 为了进一步验证N 。。，的活化作用，进行了N 蛳用 量的开路浮选试验。N 娜用量对浮选指标的影响规律 见图1 。 字 ＼ 垣 唾 k 警 囊 N 。用量／睡t ， 图1N 。用量对浮选指标的影响规律 芝 静 娶 匣 b 羹 由图1 可以看出，N 阴，的活化作用与其用量有关。 万方数据 矿冶工程 第3 2 卷 当其用量由1 5 0g ／t 增加到2 0 0g ／t 时，粗精矿品位和 回收率均提高，但当其用量继续增加后，粗精矿品位和 回收率均下降。进一步研究发现，N ，对矿泥有很好 的分散作用，同时对孔雀石和硅孔雀石又有溶解作用。 这种溶解作用会引起矿区表面晶格缺陷增加，表面孔 隙率增大，或出现新鲜的铜矿物表面微区，从而使矿物 表面吸附性能增强”1 。其对氧化铜矿的活化机理，主 要是它能显著地增加矿物对硫化钠和黄药的吸附速率 和吸附量，从而使铜矿物的浮选得到改善。而N 鲻用 量过大时，导致铜离子的过度溶解而难以捕收。 3 ．3 硫化钠用量对浮选指标的影响 在确定N 姐。的最佳用量后，又进行了硫化钠用量 的开路浮选试验。硫化钠用量对浮选指标的影响规律 见图2 。 零 ＼ 坦 n 薹 k 罄 寞 2 呻02 2 帅2 4 0 02 6 0 0 2 8 0 03 0 0 03 2 0 0 3 4 0 0 硫化钠用量／t g c 1 图2 硫化钠用量对浮选指标的影响规律 誉 ＼ 瞽 善 回 隹 婆 寞 由图2 可以看出，铜粗精矿品位逐渐上升，铜回收 率先升高后降低。这是因为硫化钠对氧化铜矿的硫化 效果主要是受H S 一的控制。通常有一个H S 一临界浓 度，低于它，硫化钠起到活化作用，高于它，则起到抑制 作用。实践中通常采用分段加药的方式来控制硫化钠 局部过量对浮选效果的不良影响。硫化钠除硫化作用 外，对矿泥也有一定的分散和抑制作用。因此，在一定 用量范围内，适当增加硫化钠用量，有利于提高铜精矿 品位。 3 ．4 混合捕收剂对浮选指标的影晌 自从1 9 5 7 年斯德哥尔摩国际选矿会议提出药剂 的混合使用这一方向后，引起了人们的重视，并得到了 迅速发展。许多药剂的混合使用都具有协同效应po ， 国内外越来越多的选厂采用混合用药方法来提高选矿 指标。本文主要研究了异戊基黄药与丁铵黑药 质量 比2 1 混合使用时的用量对铜选矿指标的影响，结果 见图3 。 由图3 可以看出，随着混合捕收剂的用量增加，粗 精矿铜回收率不断上升，铜品位降低。 喾 ＼ 趟 咯 k 磐 囊 混合捕收钠用量，诓t t 图3混合捕收剂用量对浮选指标的影响规律 逞 墼 星 篓 为了进一步验证异戊基黄药与丁铵黑药混合使用 的协同效应，按图4 所示流程，分别对混合捕收剂与单 一异戊基黄药进行了闭路试验，药剂用量见表5 ，结果 见表6 。从表6 可以看出，异戊基黄药和丁铵黑药混 合使用，协同效应显著。它可以提高铜精矿品位0 ．7 6 个百分点，提高铜回收率4 ．2 2 个百分点。同时还可以 知道，捕收剂混合比例对其协同效应有一定影响。 l 生药剂单位g ／t 磨矿0 - 0 ．0 7 4 m m 占9 0 ％ 术N №1 0 0 沫硫化钠1 2 0 0 , 揭合捕收剂1 2 0 , 2 4 油2 6 恳辔 尹混台捕收剂鼬 硫化钠 2 0 0 混合捕收剂4 0 耘1 尾矿 图4 浮选闭路试验流程 表5 各方案药剂用量 万方数据 第2 期 文娅等东川汤丹难选氧化铜矿浮选试验研究 6 1 表6 混合捕收剂与异戊基黄药浮选闭路对比试验结果 4 结论 1 对东川汤丹难选氧化铜矿而言，N 。，的活化效 果比D 2 更显著。 2 利用混合药剂的协同效应，选择合理的捕收剂 混用，呵以提高选矿技术指标，增加经济效益。对于铜 品位为0 ．7 2 ％，氧化率为7 6 ．8 7 ％，结合率为3 4 ．6 9 ％， 原生矿泥含量为1 6 ．7 9 ％的难选氧化铜矿，选用异戊 基黄药和丁铵黑药混合使用，可以提高铜精矿品位 0 ．7 6 个百分点，提高铜回收率4 ．2 2 个百分点。 3 混合用药，药剂配比十分重要，在实践中值得 重视。 参考文献 [ 1 ]方建军，李艺芬，鲁楣林，等，低品位氧化铜矿石常温常压氨浸工 艺影响因素研究与工业应用结果[ J ] ．矿冶工程，2 0 0 8 ，2 8 3 8 1 8 3 ． [ 2 ]张建文，覃文庆，张雁生，等．某低品位难选氧化铜矿浮选试验研 究[ J ] 。矿冶工程，2 0 0 9 4 3 9 4 3 ． [ 3 ]李荣改，宋翔宇，乔江晖，等．含泥难选氧化铜矿石选矿工艺研究 [ J ] ．矿冶工程，2 0 0 8 1 4 6 5 0 ． [ 4 ]杨威，刘有才，符剑刚，等．某高结合率氧化铜渣的浮选试验研 究[ J ] ．矿冶工程。2 0 1 1 3 5 1 5 4 ． [ 5 ] 张文彬．氧化铜矿浮选研究与实践[ M ] ．长沙中南工业大学出 版社，1 9 9 1 ． [ 6 ]徐晓军，刘邦瑞．用乙二胺磷酸盐和D 药剂活化难选氧化铜矿 物的研究[ J ] ，有色金属，1 9 9 1 ，4 3 3 2 8 - 3 4 。 [ 7 ] 何发钰，张文彬．氧化铜矿浮选捕收剂的研究和使用现状[ J ] ． 云南冶金，1 9 9 1 6 2 2 2 8 ． 上接第5 4 贞 表6 硫化钠用量对比结果 产品 名称 产率 ／％ 铅锌混合精矿 硫化锌精矿 氧化铅精矿 尾矿 原矿 1 ．7 7 7 ．2 5 1 ．6 1 8 9 ．3 7 1 0 0 0 0 品位／％ P bZ n 回收率／％ P bZ n 1 4 ．9 5 9 ．1 3 4 2 ．3 8 1 ．0 1 2 ．5 l 3 4 ．9 3 4 3 ．5 3 12 7 1 ．2 9 4 ．9 5 1 0 ．5 7 2 6 ．3 7 2 71 1 3 59 6 1 0 0 ．0 0 1 2 ．5 2 6 3 ．7 7 0 ．4 1 2 3 ．3 0 1 0 0 ．o o 3 结语 缅甸包德温铅锌矿保有比较丰富的旧尾矿，是有 潜在价值的资源。经过详细的物质成分研究和试验室 试验，确定了可行的产品方案和合适的选矿工艺流程 及作业条件，在当地建成了处理量为5 0 0t ／d 的选矿 厂，并针对旧尾矿无序堆放的实际情况，在试验搴试验 的基础上，进一步调试确定了合适的生产条件，使选厂 正常运行，得到稳定的生产指标。目前，选厂运转良 好，使这一旧尾矿资源得到了充分利用。 参考文献 [ 1 ] 郭宇，张杰．缅甸东北部某矿山铅锌矿的可选性研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，1 9 9 9 4 1 5 1 9 ． [ 2 ]昆明冶会研究院．云南机械设备进出口有限公司缅甸南木渡旧 尾矿综合回收铅锌矿选矿试验报告[ R ] ．2 0 0 7 ． [ 3 ] 郭慧兰，罗家珂．国外伴生金银矿山[ M ] ．北京冶金工业出版 社。1 9 9 8 ． [ 4 ]昆明冶金研究院．缅甸南木渡／包德温选矿厂改造项目可行性研 究报告[ R ] ．1 9 9 4 ． 上接第5 7 页 在对应p H 范围内生成的氢氧化物沉淀使红柱石和绢 云母受到强烈抑制。 参考文献 [ 1 ]董宏军，陈荩，毛钜凡．金属离子对蓝晶石可浮性的影响及机 理研究[ J ] 非金属矿，1 9 9 6 ，1 0 9 1 2 7 4 0 ． [ 2 ] 王淀佐，胡岳华．浮选溶液化学[ M ] ．长沙湖南科学技术出版 社，1 9 8 7 ． [ 3 ] F o m a s i e r oD ，R a l s t o nJ ．C u I I a n dN i 1 I a c t i v a t i o ni nt h ef l o t a - t i o no f q u a r t z l i z a r d i t ea n dc h l o r i t e [ J ] ．I n tJ M i n e r P r o c e s s ，2 0 0 5 ，1 7 6 r 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 1 ／2 7 5 8 1 ． 张琪，方和平．F e “对A J ”活化微斜长石产生屏蔽的机理 [ J ] ．中国有色金属学报，1 9 9 9 ，9 3 6 0 6 6 0 9 ． 胡岳华，蒋吴，邱冠洲，等．一水硬铝石型铝土矿铝硅浮选分离 的溶液化学[ J ] ．中国有色金属学报，2 0 0 1 ，1 l 1 1 2 8 1 2 9 ． 王毓华。陈兴华，周瑜林．金属离子对细粒铝硅酸盐矿物分散行 为的影响[ J ] ，金属矿山，2 0 0 7 5 3 8 4 4 ， 冯其明，刘谷山，喻正军，等．铁离子和亚铁离子对滑石浮选的影响及 作用机理[ J ] ，中南大学学报 自然科学版 ．2 c 0 6 3 4 7 6 4 7 9 ． 剂亚川，龚焕高，张克仁．金属离子对浮选药剂作用的影响[ 】] ． 金属矿山，1 9 9 4 2 4 5 4 8 ． 万方数据