刚果(金)某难选铜钴矿浮选试验研究.pdf

第3 3 卷第3 期 2 0 1 3 年0 6 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 1 ．3 3 №3 J u n e2 0 1 3 刚果 金 某难选铜钴矿浮选试验研究① 孔令强 中铁资源集团有限公司，北京1 0 0 0 3 9 摘要对刚果 金 某铜钴矿进行了浮选试验研究。采用先浮选硫化铜钴矿后硫化浮选氧化铜钴矿的工艺流程，当磨矿粒度为 一0 ．0 7 5 ．, r a m 粒级占8 0 ％，硫化矿浮选采用C M C 作抑制剂，M B 和M a c ．1 2 作捕收剂，氧化矿浮选采用硫氢化钠作硫化剂，M B 和M a c ‘1 2 作捕收剂时，可以有效回收矿石中的铜钴金属。全流程闭路试验可以得到含铜1 9 ．5 1 ％、含钴0 ．2 8 ％的硫化铜钴精矿以及含铜 5 ．0 7 ％、含钴0 ．3 1 ％的氧化铜钴精矿，铜、钴总回收率分别达到8 9 ．6 3 ％和7 3 ．4 7 ％。 关键词浮选；铜钴矿；药剂制度；试验流程 中图分类号T D 9 2 3文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 3 ．0 1 6 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 3 0 0 5 8 一0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nF l o t a t i o no fS o m eR e f r a c t o r yC u C oO r e f r o mC o n g o K i n s h a s a K O N GL i n g q i a n g C h i n aR a i l w a yR e s o u r c e sG r o u pC oL t d ，B e i j i n g1 0 0 0 3 9 ，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 a r r i e do u tw i t hac o p p e r c o b a l to r ef r o mC o n g o K i n s h a s ab ya d o p t i n gaf l o w s h e e tw i t h c o p p e r ．c o b a l ts u l f i d eb e i n gf l o a t e db e f o r er e c o v e r i n gc o p p e r c o b a l to x i d e ．A tag r i n d i n gf i n e n e s so f ，一0 ．0 7 5m m8 0 ％， w i t hC M Ca st h ed e p r e s s o rf o rs u l f i d eO r ef l o t a t i o nw h i l eM Ba n dM a c ．1 2a sc o l l e c t o r s 。a n dN a r t Sa st h es u l p h i d i z e rf o r o x i d eo r ef l o t a t i o nw h i l eM Ba n dM a c ．1 2a sc o l l e c t o r s ，c o p p e ra n dc o b a l tm i n e r a l sw e r ee f f e c t i v e l yr e c l a i m e d ．T h e c l o s e d c i r c u i tt e s tp r o d u c e dac o p p e r c o b a l ts u l f i d ec o n c e n t r a t eg r a d e d1 9 ．5 l ％C ua n d0 ．2 8 ％C o ．ac o p p e r c o b a l t o x i d ec o n c e n t r a t eg r a d e d5 ．0 7 ％C ua n d0 ．3 1 ％C o ．w i t ht l l et o t a lr e c o v e r i e so f8 9 ．6 3 ％C ua n d7 3 ．4 7 ％C o ． K e yw o r d s f l o t a t i o n ；c o p p e r c o b a l to r e ；r e a g e n ts y s t e m ；t e c h n o l o g i c a lf l o w s h e e t 某铜钴矿位于刚果 金 南部的加丹加省境内，该 矿床属于闻名于世的赞比亚．冈4 果 金 铜矿带的西延 部分，铜钴矿资源丰富‘2J 。矿区内矿石属于发生强 烈氧化的铜钻多金属共生矿石，铜矿石氧化率高达 7 0 ％以上，矿物组成种类较为复杂，脉石矿物结构松 疏，磨矿后产品细泥含量高，严重影响矿物分选。为充 分回收矿石中的有用矿物，采用先浮选硫化矿、后浮选 氧化矿的原则工艺流程怛J ，对硫化矿及氧化矿浮选工 艺及药剂制度进行了考察。 1 矿石性质 该矿石为铜钴多金属共生矿石，铜品位2 ．7 3 ％， 钴品位0 ．1 6 ％，原矿多元素化学分析结果见表1 。从 表1 可以看出，矿石中可供回收的有用元素主要是铜 和钴，镍、铅、锌、银等其他有价元素均因含量太低综合 回收的价值不大。 表1 矿石化学成分分析结果 质量分数 ／％ C uC oN iZ n P bST 乳F e 0 2 ．7 3O ．1 6O ．0 0 8 70 ．0 0 4 40 ．0 0 5 30 ．54 ．6 22 ．3 7 F e 2 0 3S i 0 2A 1 2 0 3T i 0 2 C a O M ．g O M n O N a 2 0 3 ．9 7 5 4 ．0 l6 ．0 20 ．5 94 ．1 29 ．1 80 ．1 60 ．0 0 6 3 矿石中较常见的铜矿物为黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿 和孔雀石，其次是蓝辉铜矿、铜蓝、赤铜矿和自然铜；钴 矿物仅见硫铜钴矿；脉石矿物以石英和滑石居多，次为 白云石、菱镁矿、白云母和绿泥石等，矿石x 衍射分析 结果见表2 。 矿石铜钴矿物物相分析结果见表3 。从表3 可以 看出，矿石中铜的氧化程度较高，原生硫化铜和次生硫 化铜所占比例分别为1 0 ．9 9 ％和1 1 。7 2 ％，而以孔雀石 为主产出的自由氧化铜的分布率则达6 1 ．1 7 ％，同时 还有1 0 ．6 2 ％的铜以自然铜的形式存在；矿石中硫化 ①收稿日期2 0 1 2 - 1 2 - 2 5 作者简介孑L 令强 1 9 8 6 一 ，男，山东曲阜人，硕士，主要从事选冶技术工作。 万方数据 第3 期孔令强刚果 金 某难选铜钴矿浮选试验研究 表2 矿石X 衍射分析结果 质量分数 ／％ 元素相态含量／％分布率／％ 钴仅占1 0 ．6 3 ％，而呈氧化物产出的钴占7 5 ．6 2 ％，采 用浮选工艺时该部分钴矿物较难回收[ 3 l 。 2 试验方法 根据矿石性质，采用先浮选分离硫化铜钴矿、再浮 选分离氧化铜钴矿J ，拟定的原则流程见图l 。在此流 程的基础上对磨矿粒度进行考察后发现，磨矿粒度达到 一0 ．0 7 5l l L r n 粒级占7 5 ％时浮选指标较好，但指标均不 理想，推测是药剂制度不合理，因此在此磨矿粒度基础 上逐步考察硫化矿及氧化矿浮选的药剂制度，确定了合 适的药剂制度后再对磨矿粒度进行重新考察。 原矿 硫 钴 中矿3尾矿 图1 试验原则工艺流程 3 试验结果及讨论 根据硫化矿和氧化矿浮选性能的差异卜6 1 ，对硫 化矿和氧化矿浮选制定了不同的药剂制度，并对比了 几种药剂的作用效果，确定了合适的药剂制度。 3 ．1 硫化矿浮选试验 3 ．1 ．1 粗选p H 值调整剂种类及用量试验分别采 用石灰和碳酸钠作为粗选p H 值调整剂，考察p H 值变 化对硫化铜钴矿粗选的影响口] ，抑制剂采用C M C ，用 量6 0g ／t ，捕收剂采用M B 和M a c 一1 2 组合药剂，用量分 别为1 4 0g ／t 和4 0g ／t ，起泡剂采用M I B C ，用量2 0g ／t ， 试验结果见图2 和图3 。 N 囊2 c o ，用量／ g r 1 图2 碳酸钠用量对硫化铜钴粗精矿浮选指标的影响 2 2 加 1 3 1 6 芝1 4 鼍1 2 5l o 8 6 4 2 葶 ＼ 鼍 擎 雹 暑 U C a O 用量／ g t _ 1 图3 石灰用量对硫化铜钴粗精矿浮选指标的影响 从图2 和图3 可以看出，在硫化矿粗选过程中，随 着碳酸钠和石灰添加量的增加，铜品位并无太大提高， 反而铜回收率出现明显下降。因此，从综合回收铜金 属及节省药剂的角度出发，硫化矿浮选以不添加p H 调整剂为宜。 3 ．1 ．2 粗选抑制剂种类及用量试验分别对比了 C M C 、水玻璃及六偏磷酸钠等抑制剂对硫化铜钻矿浮 选指标的影响，结果表明添加水玻璃或六偏磷酸钠对 浮选指标没有明显改善，添加少量C M C 有助于提高铜 的回收率。合适的C M C 添加量为6 0g ／t 。试验结果 见图4 。 3 ．1 ．3粗选捕收剂种类及用量试验Y 8 9 - 3 、M A - 3 、 M B 、M a c ．1 2 等均是硫化铜钴矿浮选以及氧化铜钴矿 硫化浮选常见的捕收剂，本试验分别对这4 种捕收剂 的捕收性能进行了考察。结果表明，单独使用Y 8 9 - 3 、 零＼*鍪国u 勉扑埔n m o 6 4 尥加埔Kn”3 6 ● 葶＼牮喀，u 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 C M C 用t ／ g f 1 图4C M C 用量对硫化铜钴粗精矿浮选指标的影响 M A - 3 和M B 均不如与M a c ．1 2 混用的效果好，其中以 M B 和M a c 一1 2 混用的效果最好。为了确定两者的最佳 混合比例，分别进行了固定M B 用量为1 4 0s ／t ，考察 M a c 一1 2 用量对硫化矿浮选指标的影响，以及固定M a c 一1 2 用量4 0g ／t ，考察M B 用量对硫化矿浮选指标的影响 两组试验。试验结果见图5 和图6 。从图中可以看 出，随着M B 和M a c - 1 2 用量的增加，铜的回收率均出 现明显的提高；增加M a c ．1 2 用量，铜品位有所提高，但 随着M B 用量增加，铜品位下降。两种药剂合适的用 量以M B1 4 0g ／t M a c 一1 24 0g ／t 为宜。 零 ＼ 静 馨 国 U M “ - 1 2 用量／ g t I 图5M a c - 1 2 用量对硫化铜粗精矿浮选指标的影响 M B 用量／ g t 图6M B 用量对硫化铜粗精矿浮选指标的影响 3 ．2 氧化矿浮选试验研究 对硫化矿浮选之后的尾矿进行了氧化矿浮选试 验，浮选工艺采用氧化矿硫化浮选，重点考察了硫化剂 及捕收剂的种类及用量对浮选指标的影响。2 1 。 3 ．2 ．1 硫化剂种类及用量试验影响氧化铜钴矿硫 化浮选的关键是硫化剂的种类及用量胡1 。采用硫化 钠及硫氢化钠作硫化剂进行了对比试验pJ 。在硫化剂 作用时间试验中研究发现，延迟硫化剂的作用时间对氧 化铜钻浮选指标并没有明显改善，硫化时间达到5m i n 时已经可以起到充分的硫化效果。在硫化剂种类及用 量试验中，硫化时间均选择为5w i n ，粗选捕收剂采用 M B M a c 一1 2 组合药剂，用量分别为8 0s ／t 和3 0g ／t ，起 泡剂采用M I B C ，用量4 0s ／t 。试验结果见图7 和图8 。 N 九s 用量／龟t _ 1 图7 硫化钠用量对氧化铜粗选精矿浮选指标的影响 N a S H 用量／ g f 1 图8 硫氢化钠用量对氧化铜粗精矿浮选指标的影响 从图中可以看出，使用硫氢化钠作硫化剂，氧化铜 浮选指标明显高于使用硫化钠作硫化剂时的指标，尤 其是回收率指标。因此决定选用硫氢化钠作为氧化铜 钴矿硫化浮选的硫化剂，合适的用量为40 0 0g ／t 。当 硫氢化钠用量为40 0 0g ／t 时，氧化铜钴粗精矿中钴的 品位和回收率分别达到0 ．4 0 ％和3 3 ．6 0 ％。对粗选后 的尾矿进行三次扫选试验，最终尾矿中铜钴的损失率 分别为铜8 ．5 1 ％、钴2 4 ．0 4 ％，由此看出，采用硫氢化 钠作为硫化浮选的硫化剂可以得到较好的浮选指标。 3 ．2 ．2 氧化矿捕收剂种类及用量试验为了简化药 剂制度，氧化矿硫化浮选的捕收剂决定采用与硫化矿浮 选捕收剂相同的药剂种类，即M B 和M a c ．1 2 的组合捕 零＼并掣回u 尥加捣M心加8 0 4 勉加协““n8 6 4 2 琴＼迥喀ju 零＼静荽匠ju n加埔“j蛐8 6 4 2 控加埔撕柚8 6 4 2 零＼牮喀ju 零＼碍掣凰ju 酶卯钙舯弱∞弱加峙加。翳鲫钙加鼹∞弱加2加s 零＼翟咯ju 勉加博M H n m 8 6 4 2 零＼遥咯ju 零＼静娶国，u 舱加埔蝠H n 加3 6 4 2 丝加博K H n 加8 6 4 2 琴＼趟喀ju 万方数据 第3 期 孔令强刚果 金 某难选铜钴矿浮选试验研究 6 1 收剂。试验结果表明，当M B 用量为1 5 0g ／t 、M a c ．1 2 用量为5 0g ／t 时，氧化铜钴粗精矿中铜品位和回收率 分别为1 0 ．5 8 ％和5 1 ．1 6 ％，钻品位和回收率分别为 0 ．3 7 ％和3 1 ．1 5 ％，因此确定合适的捕收剂种类为M B 1 5 0g ／t M a c 一1 25 0g ／t 。 3 ．3 磨矿粒度试验研究 在确定了合适的硫化矿及氧化矿药剂制度后，重 新对磨矿粒度进行了考察，试验流程见图9 ，试验结果 见表4 。 硫化 图9 磨矿粒度条件试验流程 表4 不同磨矿粒度条件下铜钴浮选试验结果 3 2 S 4 0 l O 2 0 从试验结果可以看出，在磨矿粒度为一0 ．0 7 5n l l T l 粒级占7 5 ％～9 5 ％范围内，尾矿中铜损失率为8 ％～ 1 0 ％，钴损失率为2 0 ％～2 5 ％。不同磨矿粒度对铜钴 回收率的影响差别不大，说明原矿不一定需要细磨。 从降低磨矿能耗的角度出发，综合考虑铜钴的浮选指 标，磨矿粒度以一0 ．0 7 5m i l l 粒级占8 0 ％为宜。 3 ．4 全流程闭路试验研究 在确定了合适的磨矿粒度及药剂制度的基础上， 进行了全流程闭路试验研究，试验流程见图1 0 ，试验 结果见表5 。。 i 品忑 了磊■了再■二j 亟互[ 二] 虱匠 图1 0全流程闭路试验流程 粒级含量／％名称 ／％ C uC o C uC o 硫化铜钴精矿2 0 ．2 8 3 ．8 80 ．1 92 9 ．5 02 2 ．8 5 9 5 氧化铜钴精矿1 1 ．1 0 1 0 ．8 7 0 ．3 84 5 ．2 12 5 ．3 7 星芝 丝堑Q 竺Q 塑i 丝箜 表5 全流程闭路试验结果 尾矿 全流程闭路试验可以获得含铜1 9 ．5 1 ％、含钴 0 ．2 8 ％的硫化铜钴精矿，铜、钴回收率分别为2 2 ．2 2 ％ 和5 ．3 3 ％；含铜5 ．0 7 ％，含钴0 ．3 1 ％的氧化铜钴精矿， 下转第6 5 页 万方数据 第3 期 张博等含锌多金属硫化矿浮选研究 开路试验结果表明，铜铅粗精矿中铜铅回收率分 别达到8 4 ．3 7 ％和8 7 ．2 4 ％。经过三次精选，脱硫再分 离后可得到品位1 9 ．5 7 ％、回收率6 0 ．3 2 ％的铜精矿， 品位5 5 ．3 2 ％、回收率6 8 ．8 3 ％的铅精矿和品位 5 4 ．2 5 ％、回收率8 0 ．0 8 ％的锌精矿，尾矿中铜铅锌品 位和回收率都较低，取得了比较好的浮选指标。 2 ．4 闭路试验 按图6 流程，中矿顺序返回进行了闭路试验。闭 路试验可以得到品位5 1 ．6 2 ％、回收率8 7 ．8 2 ％的锌精 矿。锌精矿多元素分析结果见表7 。 表7 锌精矿多元素分析结果 质量分数 ／％ C u P b Z nSF e A u l A 9 1 A 1 2 0 3M g OS i 0 2 C d 0 ．O l0 ．0 55 1 ．6 27 ．0 2l l ，4 20 ．4 67 60 ．1 6 O ．2 2 2 ．9 20 ．0 6 6 1 单位为s i t 。 3 结论 对东北帝圣矿业响水河含锌多金属硫化矿进行了浮 选试验研究，以乙硫氮作为铜铅粗选捕收剂，以Y B 为锌 矿物捕收剂，在用量为4 0g ／t ，活化剂硫酸铜用量为4 0 0 g ／t 时，可以得到品位为5 4 ．2 5 ％，回收率为8 0 ．0 8 ％的锌 精矿。闭路试验可以得到品位5 1 ．6 2 ％，回收率8 7 ．8 2 ％ 的锌精矿。Y B 是浮选硫化锌矿很好的捕收剂。 上接第6 1 页 铜、钴回收率分别为6 7 ．4 1 ％和6 8 ．1 4 ％。铜总回收率 达到8 9 ．6 3 ％，钴总回收率达到7 3 ．4 7 ％。 4 结论 1 刚果 金 某铜钴矿属发生强烈氧化的铜钴多 金属共生矿石，采用先浮选硫化铜钴矿后浮选氧化铜 钴矿的工艺可以有效的回收其中的铜钴金属。 2 该矿石属易磨矿石，磨矿粒度对浮选指标的影 响并不明显，磨矿粒度达到一0 ．0 7 5m m 粒级占8 0 ％ 时即可获得较好的浮选指标。 3 适合该铜钴矿石浮选的药剂制度为硫化铜钴 矿浮选中，抑制剂采用C M C ，用量6 0s ／t ，捕收剂采用 M B 和M a c ．1 2 组合，用量分别为1 4 0s ／t 和4 0g ／t ；氧 化矿浮选中硫化剂采用硫氢化钠，用量为40 0 0g ／t ，捕 收剂同样采用M B 和M a c 一1 2 组合，用量分别为1 5 0g ／t 和5 0s ／t 。 4 全流程闭路试验可以获得含铜1 9 ．5 1 ％、含钴 0 ，2 8 ％的硫化铜钴精矿以及含铜5 ．0 7 ％、含钴0 ．3 1 ％ 的氧化铜钴精矿，铜、钴总回收率分别达到8 9 ．6 3 ％和 7 3 ．4 7 ％。 参考文献 [ 1 ]陈代熊，杨建文，李观奇，等．高海拔地区复杂铜铅锌多金属硫化矿 浮选试验研究及应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 6 1 6 ． [ 2 ] 邱显扬，叶威，陈志强。等．某含碳铅锌矿铅锌分离试验研究 [ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 1 3 9 4 1 ． [ 3 ] 乔吉波，简胜，王少东，等．建水某铅锌矿选矿工艺研究[ J ] ． 矿冶工程，2 0 1 2 4 5 1 5 5 ． [ 4 ] 简胜，杨玉珠，张旭光，等．缅甸包德温铅锌矿旧尾矿开发利用 [ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 2 5 2 5 4 ． [ 5 ]罗仙平，周贺鹏，周跃，等．提高某复杂铅锌矿伴生银选矿指标 新工艺研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 I 3 3 5 3 9 ． [ 6 ] 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