低铜含钴黄铁矿浮选工艺研究.pdf
低铜含钴黄铁矿浮选工艺研究 ① 简 胜1,2,3, 任海洋1,2, 杨玉珠1,2, 金赛珍1,2 (1.昆明冶金研究院,云南 昆明 650031; 2.云南省选冶新技术重点实验室,云南 昆明 650031; 3.中南大学 资源加工与生物工程学院,湖南 长沙 410083) 摘 要 对云南某低铜含钴黄铁矿进行了可选性试验研究。 采用铜钴混合浮选、优先浮铜再浮含钴黄铁矿两种流程,结果表明,采 用铜钴混合浮选工艺流程,可获得含 Cu 0.21%、Co 0.81%、S 52.79%,Co 回收率为 90.07%的混合精矿,流程简单,成本低;采用优先 浮铜、再浮选钴工艺流程获得的铜精矿含 Cu 20.15%、Cu 回收率 49.12%,钴精矿含 Co 0.81%、Co 回收率 91.41%,该流程复杂,但能 有效回收铜,略提高钴回收率。 关键词 混合浮选; 优先浮选; 低铜; 含钴黄铁矿 中图分类号 TD952文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2015.02.017 文章编号 0253-6099(2015)02-0072-03 Flotation Process for Co⁃bearing Pyrite Containing Low Content of Copper JIAN Sheng1,2,3, REN Hai⁃yang1,2, YANG Yu⁃zhu1,2, JIN Sai⁃zhen1,2 (1.Kunming Metallurgical Research Institute, Kunming 650031, Yunnan, China; 2.Yunnan Key Laboratory for New Technology of Beneficiation and Metallurgy, Kunming 650031, Yunnan, China; 3.School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China) Abstract The beneficiability of a Co⁃bearing pyrite with low content of copper was studied with two flowsheets, a Cu⁃Co bulk flotation and a Cu⁃preferential flotation prior to the flotation of Co⁃bearing pyrite. The results show that the simple and economic approach of bulk flotation led to a bulk concentrate containing 0.21% of Cu, 0.81% of Co and 52.79% of S, with a Co recovery of 90. 07%, while another process flowsheet resulted in 49. 12% Cu recovery to a copper concentrate grading 20.15% Cu and 91.41% Co recovery to a cobalt concentrate grading 0.81% Co, respectively. It can be seen that the selective flotation technique, though comparatively complex, is more effective in copper recovery and can also slightly increase the Co recovery rate. Key words bulk flotation; selective flotation; low⁃grade copper; Co⁃bearing pyrite 自然界中有 100 多种钴矿物和含钴矿物,但真正 有工业价值的钴矿物不到 10 种,且近年来我国发现的 一些钴矿床中含钴黄铁矿是提取钴金属的重要矿物原 料之一[1]。 随着我国经济的稳步快速发展,我国已成 为第三大钴消费国,但我国钴矿石的生产增长缓慢,进 口量逐年上升,钴金属已成为对外依存度最高的有色 金属,对含钴矿石的利用已成为亟需解决的课题[2-7]。 本文对云南某低铜含钴黄铁矿进行了选矿试验研 究,原矿含铜较低但具有一定的可选价值,针对这一特 点,进行了铜钴混合浮选及优先浮铜、再浮含钴黄铁矿两 种方案对比研究,为该矿石的有效利用提供技术指导。 1 矿石性质 试验矿样由现场采集。 对采集的试验矿样进行了 化学多元素分析,结果见表 1。 原矿含 Cu 0.080%,含 Co 0.28%,主要有用矿物为铜矿、含钴黄铁矿,其中铜 矿主要为黄铜矿,伴有极少量的黝铜矿及砷黝铜矿;脉 石矿物主要有石英、铁白云母、白云母、菱铁矿等。 表 1 原矿多元素分析结果(质量分数) / % CuCoFeSCaOAu1) 0.0800.2819.7917.791.060.45 AsNiSiO2Al2O3MgOAg1) 0.430.03548.255.140.312.0 1) 单位为 g/ t。 2 浮选试验 矿石中含有含钴黄铁矿及较低品位的黄铜矿,对 矿石进行探索性试验发现部分黄铁矿可浮性极好且原 ①收稿日期 2014-10-26 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 35 卷第 2 期 2015 年 04 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.35 №2 April 2015 矿含黄铁矿较高,若与黄铜矿混合浮选再进行浮选分 离难度较大,药剂成本高且铜回收率极低,因此本文对 铜钴混合浮选及优先浮铜、再浮含钴黄铁矿两种方案 进行了对比研究。 2.1 铜钴混合浮选试验 前期探索试验表明使用常用药剂丁黄药进行铜钴 混合浮选能获得较好的指标。 铜钴混合浮选闭路试验 流程见图 1,结果见表 2。 图 1 铜钴混合浮选闭路试验流程 表 2 铜钴混合浮选闭路试验流程结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuCoSCuCoS 精矿31.290.210.8152.7989.7190.0794.72 尾矿68.710.0110.0411.3410.299.935.28 原矿100.000.0720.2817.44100.00100.00100.00 试验结果说明,单独考虑回收钴金属时能获得含 Co 0.81%、回收率为 90.07%的特级钴硫精矿,流程简 单,成本低。 2.2 优先浮铜、再浮含钴黄铁矿浮选试验 从混合浮选结果可以看出,黄铜矿在钴精矿中富 集,前期试验证实从混合精矿中浮选分离出铜精矿产 品难度较大且铜回收率较低,但为了能有效回收矿石 中的铜,遵循能收早收的原则,采用优先浮铜工艺流 程,见图 2。 图 2 铜粗选条件试验工艺流程 2.2.1 石灰用量试验 石灰对黄铜矿与黄铁矿的浮 选分离至关重要,加入石灰不仅可以调节 pH 值,还能 有效抑制黄铁矿,若将石灰加入磨机中能显著提高石 灰的作用效果,提高铜精矿品位[8-10]。 参照混合浮选 流程,固定磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 80%,乙黄药 用量 50 g/ t,Z-200 用量 32 g/ t,改变加入磨机的石灰 用量,试验结果见表 3。 表 3 石灰用量试验结果 石灰用量 / (gt -1 ) 产品 名称 产率 / % Cu 品位 / % Cu 回收率 / % 铜粗精矿11.330.4666.41 3 000尾矿88.670.02833.59 原矿100.000.074100.00 铜粗精矿1.982.5367.63 4 000尾矿98.020.02432.37 原矿100.000.074100.00 铜粗精矿2.531.8965.54 5 000尾矿97.470.02634.46 原矿100.000.073100.00 铜粗精矿2.561.8864.54 6 000尾矿97.440.02735.46 原矿100.000.075100.00 试验结果表明,当石灰用量为 3 000 g/ t 时,无法 有效抑制黄铁矿,铜粗精矿产率较大,品位较低,后续 精选作业难度大;当石灰用量高于 4 000 g/ t 时,泡沫 开始发黏,铜粗精矿产率增大,Cu 品位及回收率下降。 原因是石灰用量过大,矿浆 pH 值较高,导致泡沫发 黏,同时也将抑制铜矿物的上浮[11-12]。 综合铜粗精矿 品位和回收率,适宜的石灰用量为 4 000 g/ t。 2.2.2 乙黄药用量试验 乙黄药是黄铜矿与黄铁矿浮 选分离常用的捕收剂,在高pH 值时,乙黄药与黄铁矿作 用产生的双黄药减少,黄铁矿受到抑制[13-14]。 固定磨 矿细度为-0.074 mm 粒级占 80%,石灰用量 4 000 g/ t, Z-200 用量 32 g/ t,乙黄药用量试验结果见表 4。 表 4 乙黄药用量试验结果 乙黄药用量 / (gt -1 ) 产品 名称 产率 / % Cu 品位 / % Cu 回收率 / % 铜粗精矿1.702.7562.89 30尾矿98.300.02837.11 原矿100.000.074100.00 铜粗精矿1.982.5367.63 50尾矿98.020.02432.37 原矿100.000.074100.00 铜粗精矿2.581.9267.90 70尾矿97.420.02432.10 原矿100.000.073100.00 试验结果表明,乙黄药用量为 30 g/ t 时,铜粗精矿 37第 2 期简 胜等 低铜含钴黄铁矿浮选工艺研究 回收率较低;乙黄药用量为 70 g/ t 时,铜粗精矿品位较 低,回收率较用量为 50 g/ t 时变化不明显,综合考虑铜 粗精矿品位和回收率,选择乙黄药用量为 50 g/ t。 2.2.3 Z-200 用量试验 Z-200 的特点是用量少,对 黄铁矿的捕收能力极弱,对含黄铜矿和黄铁矿的矿石 优先浮铜很有效,在 pH 值 10~10.5 范围内优先浮铜 效果较好,且 Z-200 与乙黄药组合使用能取得更好的 效果[15-16]。 固定磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 80%, 石灰用量 4 000 g/ t,乙黄药用量 50 g/ t,Z-200 用量试 验结果见表 5。 表 5 Z-200 用量试验结果 Z-200 用量 / (gt -1 ) 产品 名称 产率 / % Cu 品位 / % Cu 回收率 / % 铜粗精矿1.173.1048.73 8尾矿98.830.03951.27 原矿100.000.075100.00 铜粗精矿1.982.5367.63 16尾矿98.020.02432.37 原矿100.000.074100.00 铜粗精矿4.331.1368.39 24尾矿95.670.02431.61 原矿100.000.074100.00 试验结果表明,随着 Z-200 用量增加,铜粗精矿品 位逐渐降低,回收率逐渐增加。 当 Z-200 用量为 24 g/ t 时,铜粗精矿产率增大,泡沫发粘,夹带严重,给后续作 业带来困难。 综合考虑,选择 Z-200 用量为 16 g/ t。 2.2.4 综合闭路试验 原矿优先浮铜,使用硫酸活化 被石灰抑制的含钴黄铁矿,结果见表 6,试验工艺流程 及药剂制度见图 3。 表 6 优先浮铜、再浮含钴黄铁矿闭路试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuCoCuCo 铜精矿0.1720.150.2849.120.17 硫精矿31.670.0690.8131.3491.41 尾矿68.160.0200.03519.558.42 原矿100.000.0700.28100.00100.00 试验结果表明,通过优先浮铜、再浮含钴黄铁矿可 获得铜精矿含 Cu 20.15%、Cu 回收率 49.12%,钴精矿 含 Co 0.81%、Co 回收率 91.41%,有效利用了矿石中的 有价金属。 2.3 对比分析 试验结果表明,采用铜钴混合浮选工艺流程,可获 得含 Cu 0.21%、Co 0.81%、S 52.79%,Co 回收率为 90.07% 的 混合精矿,流程简单,成本低。采用优先浮铜、再浮 图 3 优先浮铜、再浮选钴闭路试验流程 选钴工艺流程,可获得铜精矿含 Cu 20.15%、Cu 回收 率 49.12%,钴精矿含 Co 0.81%、Co 回收率 91.41%,流 程复杂,但能有效回收铜,略提高钴回收率。 3 结 语 1) 某矿含 Cu 0.080%、Co 0.28%、S 17.79%,属于 低铜含钴黄铁矿,主要金属矿物为黄铜矿、含钴黄铁矿、 菱铁矿等;脉石矿物主要为石英、铁白云石及白云母等。 2) 对原矿进行了铜钴混合浮选和优先浮铜、再浮 含钴黄铁矿两种方案对比研究,试验结果表明,采用铜 钴混合浮选工艺流程,可获得含 Cu 0.21%、Co 0 81%、 S 52.79%,Co 回收率为 90.07%的混合精矿,流程简 单,成本低;采用优先浮铜、再浮选钴工艺流程,可获得 铜精矿含 Cu 20.15%、Cu 回收率 49.12%,钴精矿含 Co 0.81%、Co 回收率 91.41%,流程复杂,但能有效回收 铜,略提高钴回收率。 3) 由于原矿铜品位较低,采用优先浮选流程铜回 收率较低,若原矿铜品位提高,铜回收率将会提高。 因 (下转第 79 页) 47矿 冶 工 程第 35 卷 不含汞化合物,此时铅品位高达 83.25%。 采用分步硫化沉淀浮选法处理含重金属废水,处理 后出水的Pb 2+ 、Hg 2+ 含量分别在0.20 mg/ L 和0.02 mg/ L 以下,符合 GB8979-1996污水综合排放标准 [9]的一 级标准(总铅离子浓度不高于 1 mg/ L,总汞离子浓度 不高于 0.05 mg/ L)。 3 结 论 1) 采用分步硫化沉淀浮选法处理含重金属废水, 处理后出水的 Pb 2+ 、Hg 2+ 含量分别在 0.20 mg/ L 和 0.02 mg/ L 以下,符合 GB8979-1996污水综合排放标 准的一级标准(总铅离子浓度不高于 1 mg/ L,总汞离 子浓度不高于 0.05 mg/ L)。 2) 影响硫化沉淀浮选效果的主要因素有废水 pH 值、硫化钠用量和捕收剂用量。 初始 pH 值为 1 的混 合废水,加入 Hg 2+ 1.1 倍当量 Na2S,40 mg/ L 丁黄药, 浮选后的废水调节 pH 值至 4,加入 Pb 2+ 1.5 倍当量 Na2S,25 mg/ L 丁黄药,浮选回收废渣,废水中铅和汞 回收率均在 99.90%以上。 3) 硫化沉淀浮选法具有金属离子沉淀完全、沉淀 可浮性好、能实现选择性回收多种有用成分的优点。 浮渣中铅品位为 83.25%,汞品位为 32.42%,经脱水后 的浮渣可得到回收,实现了资源的综合利用,因而具有 良好的经济效益和环境效益。 参考文献 [1] 梅光泉. 重金属废水的危害及治理[J]. 微量元素与健康研究, 2004,21(4)53-56. 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