国外某铜铁矿石综合回收选矿试验研究.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A I 工U R G I C A LE N G 矾E E R D 4 G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 国外某铜铁矿石综合回收选矿试验研究① 孟宪瑜 沈阳有色金属研究院，辽宁沈阳1 1 0 1 4 1 摘要在查明各矿物赋存状态和分析研究的基础上确定先浮后磁工艺流程，综合回收矿石中的铜、铁和硫，获得铜品位2 5 ．2 0 ％、 铜回收率7 3 ．1 1 ％铜精矿，铁品位7 0 ．9 4 ％、铁回收率8 7 ．5 4 ％的铁精矿以及硫品位4 3 ．7 5 ％、硫回收率5 7 ．7 7 ％的硫精矿。 关键词铜铁矿石；磁铁矿；磁黄铁矿；浮选一磁选 中图分类号T D 9 2文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 2 4 1 一0 4 国外某铜铁矿石中矿物种类较多，试验主要回收 矿物为磁铁矿，黄铜矿及黄铁矿、磁黄铁矿。矿石中各 矿物的粒度均以粗粒嵌布为主，且分布不均匀。其中 磁铁矿的粒度相对较粗，其次为赤铁矿，黄铜矿和磁黄 铁矿的粒度次之，次生铜矿物 蓝辉铜矿、铜蓝、辉铜 矿和斑铜矿 的粒度较细。黄铜矿多以他形晶颗粒充 填在磁铁矿的粒间；少部分充填在脉石矿物粒间和脉 石矿物与磁铁矿的粒问，或嵌布在脉石中；有少量黄铜 矿小颗粒包裹在磁铁矿中及穿插在黄铁矿的粒间和裂 隙中，并轻微交代黄铁矿。分布在脉石、黄铁矿及磁铁 矿中难以解离的黄铜矿，容易损失。原矿中氧化铜中 的铜占全铜的1 9 ．6 8 ％，对铜矿物的回收有一定的影 响。部分黄铁矿以胶状黄铁矿产出，表面性质与粒状 黄铁矿有所差异，影响黄铁矿的回收。原矿中铜、铁、 硫品位分别为0 ．5 0 3 ％、5 2 ．2 7 ％、1 ．7 8 ％。在矿石工 艺矿物学研究的基础上，采用先浮后磁工艺流程进行 选矿小型试验研究，获得了铜品位2 5 ．2 0 ％、铜回收率 7 3 ．1 1 ％的铜精矿和铁品位7 0 ．9 4 ％、铁回收率 8 7 。5 4 ％的铁精矿，以及硫品位4 3 ．7 5 ％、硫回收率 5 7 ．7 7 ％的硫精矿。 l 矿石性质 金属矿物主要为磁铁矿，其次是磁赤铁矿、褐铁 矿、黄铜矿、磁黄铁矿、蓝辉铜矿、铜蓝、辉铜矿等；脉 石矿物主要为石英、磷灰石、黑云母，其次是碳酸盐矿 物、斜长石、普通角闪石等。 原矿多元素分析结果见表1 。铜、铁的物相分析 结果见表2 。 物相分析结果表明，矿石中的铜主要以硫化物形 式存在，其中原生硫化铜的占有率为5 2 ．8 8 ％，而次生 表1 原矿多元素分析结果 质量分数 ／％ 1 单位为g ／t 。 表2 铜、铁物相分析结果 硫化铜中铜的占有率为2 7 ．4 4 ％，铜的氧化率为 1 9 ．6 8 ％。铁主要以磁铁矿的形式存在，该矿物中铁的 占有率为7 7 ．0 5 ％，其次是以磁黄铁矿的形式存在，少 量的以黄铁矿形式存在。 黄铜矿为矿石中主要铜矿物，黄铜矿多以他形晶 颗粒充填在磁铁矿的粒间，少部分充填在脉石矿物粒 间和脉石矿物与磁铁矿的粒间，或嵌布在脉石中，另有 少量黄铜矿小颗粒包裹在磁铁矿中；矿石中局部的黄 铜矿被次生的铜矿物铜蓝、蓝辉铜矿、辉铜矿和斑铜矿 沿颗粒的边缘进行交替，围绕在黄铜矿的边部，有的次 生铜矿物沿黄铜矿的裂隙进行交替，呈网脉状构造。 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 ．2 7 作者简介孟宪瑜 1 9 6 8 一 ，女，辽宁沈阳人，教授级高级工程师，主要从事选矿技术研究与应用。 万方数据 2 4 2 矿冶工程第3 2 卷 矿石中黄铜矿与同属硫化物的黄铁矿的关系较密切， 二者一般为边缘接触关系，也可见黄铜矿穿插在黄铁 矿的粒间和裂隙中，并轻微交代黄铁矿。 磁铁矿在矿石中为含量最多的矿物，以自形一半自 形晶的粒状及其集合体产出，颗粒粒度粗大，局部的磁 铁矿沿其边部、裂纹和解理向中部逐渐氧化成磁赤铁 矿，在磁铁矿中望不规则状分布，二者界限不分明；有 的氧化严重的磁铁矿仅残余一些小颗粒包裹在磁赤铁 矿中，从内而外呈磁铁矿．磁赤铁矿．赤铁矿过渡的环 状；在磁铁矿的粒间常有黄铁矿和黄铜矿等硫化物充 填；部分磁铁矿中偶尔包裹有细粒黄铁矿、黄铜矿等金 属硫化物和脉石矿物。 矿石中蓝辉铜矿、铜蓝、辉铜矿和斑铜矿为次生铜 矿物，含量较少，多在矿石的氧化部位产出，以薄膜状 交替并环绕在黄铜矿颗粒的周围，有的黄铜矿蚀变严 重，仅有残余的小颗粒包裹在次生铜矿物中，甚至完全 蚀变为蓝辉铜矿、铜蓝等次生铜矿物，这部分次生铜矿 物往往与赤铁矿和褐铁矿关系较密切，一般充填在赤 铁矿的粒间或被褐铁矿包裹其中。 磁黄铁、黄铁矿是矿石中铁的主要硫矿物，多以不 规则状，少部分以胶状产出，嵌布在脉石中或充填在磁 铁矿等铁矿物的粒间，另有少量黄铁矿呈细粒状包裹 在磁铁矿中。黄铁矿与黄铜矿的嵌布关系较密切，二 者一般为边缘接触关系，也可见黄铜矿穿插在黄铁矿 的粒间和裂隙中，并轻微交代黄铁矿。 2 选矿工艺流程试验研究 2 ．1 选矿试验原则流程的选择 矿石中主要回收的矿物为黄铜矿、磁铁矿和黄铁 矿 包括磁黄铁矿 。根据矿物的磁性和可浮性特点， 可采用先磁后浮工艺流程和先浮后磁工艺流程 见图 1 及图2 。J 。关键在于磁黄铁矿与磁铁矿的有效分 离。若采用先磁后浮流程，由于磁黄铁矿的强磁性，磁 选过程中大部分进入铁精矿，影响产品质量Ho 。对比 先浮后磁工艺流程增加磁选精矿浮选法脱硫作业。并 且磁选产品的磁团聚现象将影响浮选效果，增加铁精 原矿 硫精矿 尾矿 图l 先磁后浮原贝, j - r 艺流程 铜 图2 先浮后磁原则工艺流程 矿降硫难度。先磁后浮工艺流程中，磁选尾矿得采用 浓密脱水后进行浮选，流程比较复杂，易带来操作不稳 定及金属损失等问题，经济上不一定合理。因此，对该 矿石来说，采用先浮选回收铜和硫，再将浮选尾矿进行 弱磁选回收铁，应为合理流程。 2 ．2 浮选试验及结果 2 ．2 ．1 磨矿粒度的确定目的矿物铜、硫的有效回 收，取决于该矿物的单体解离度，所以采用合适的磨矿 粒度是最为关键的。磨矿粒度对铜粗精矿中铜、硫品 位和回收率的影响见图3 。 图3 磨矿粒度对铜粗精矿中铜、硫品位和回收率的影响 由图3 可以看出，当磨矿粒度从一0 ．0 7 5m m 粒级 占6 5 ％增加到7 5 ％时，铜回收率逐渐增加，同时铜粗 精矿中硫回收率逐渐增加，铜矿物粗选磨矿粒度在 一0 ．0 7 5m m 粒级占7 5 ％为宜，故铜粗选磨矿粒度定 为一0 ．0 7 5m m 粒级占7 5 ％。 2 ．2 ．2 石灰用量试验通过调整矿浆p H 值，可改变 矿物的表面性质及楞浮性差异，同时还可提高矿物与 药剂之间相互作用的选择性。石灰是硫化矿中最常用 的p H 调整剂，因为其来源广、价格低而被应用。试验 采用优先选铜的工艺流程，选铜时需抑制黄铁矿。石 灰是黄铁矿及磁黄铁矿的抑制剂，使用石灰可保证铜 精矿的质量。铜粗精矿的铜、硫品位及回收率与石灰 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月盂宪瑜国外某铜铁矿石综合回收选矿试验研究 2 4 3 用量的关系曲线见图4 。 { i 荻』} | 毓／ g ．1 1J 图4 石灰用量与铜粗精矿的铜、硫品位及回收率的关系 由图4 可看出，随石灰用量的增加，铜粗精矿中含 硫降低。但石灰用量超过35 0 0g ／t 时 p H 1 2 ，铜也 受到抑制，铜回收率下降。石灰用量确定为35 0 0g ／t 。 2 ．2 ．3 铜捕收荆种类试验在磨矿粒度为一0 ．0 7 5 m m 粒级占7 5 ％、石灰用量为35 0 0g ／t 、硫化钠用量 6 0 0 ∥t 的条件下，进行了丁铵、丁黄、硫氨酯、乙黄及 硫氨酯 丁黄对比试验，试验结果见图5 。 捕收荆种类及用量， 2 r ’ 图5捕收剂种类试验结果 由图5 可以看出，选用硫氨酯的铜粗精矿铜回收 率较高且含硫相对较低，效果好于丁基黄药、丁铵、乙 基黄药及丁黄 硫氨酯。试验确定该矿石样品采用硫 氨酯作铜的捕收剂。 2 ．2 ．4 被石灰抑制后磁黄铁矿、黄铁矿的活化试验被 抑制的磁黄铁矿、黄铁矿可浮性降低”J ，使用硫酸作 p H 调整剂。硫酸除了调整矿浆p H 值，还有清洗磁黄 铁矿、黄铁矿表面，溶解表面氢氧化铁亲水薄膜的作 用。加入硫酸后，随着H 含量增加，O H 一含量减少， 有利于磁黄铁矿表面疏水层双黄药的形成，从而改善 磁黄铁矿的浮选效果。在其它药剂用量不变的条件 下，当介质p H 值从9 降到6 时，硫粗精矿中硫回收率 逐渐增加，p H 值为5 6 时，硫粗精硫回收率变化不 大。故p H 值选择5 6 。 分别研究了硫酸铜、硫化钠，硝酸铵、硫酸铵对该 试验矿石的活化作用，并对不同的组合用药及药剂用 量作了对比。对于试验矿石硫酸铜 硫化钠为活化 剂，强化磁黄铁矿的浮选，取得较好的效果。试验确定 硫酸铜用量为3 0 0g ／t ，硫化钠用量3 0g ／t 。 2 ．3 磁选试验及结果 试验中铁的回收流程是依据先浮后磁的原则来完 成的。在浮选完铜、硫后尾矿中磁选回收磁铁矿。经 一次弱磁选得到铁品位7 0 ．9 4 ％、铁回收率8 7 ．5 4 ％的 铁精矿。 2 ．4 闭路试验 在浮选试验和磁选试验的基础上进行闭路试验， 其工艺流程及条件见图6 ，试验结果见表3 。试验获得 了铜品位2 5 ．2 0 ％、铜回收率7 3 ．1 1 ％、含金1 ．1 0g ／t 、 金回收率2 0 ．3 2 ％的铜精矿和铁品位7 0 ．9 4 ％、铁回 收率8 7 ．5 4 ％的铁精矿，以及硫品位4 3 ．7 5 ％、硫回收 率5 7 ．7 7 ％的硫精矿。各有价元素得到了回收。 铁精矿尾矿 图6综合条件试验工艺流程及条件 表3 闭路试验结果 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 3 结语 1 试验矿石矿物组成比较复杂，矿物种类较多， 矿石中主要回收的目的矿物为黄铜矿、磁铁矿和黄铁 矿。在工艺矿物学研究和选矿试验研究的基础上，确 定采用一段磨矿优先选铜再选硫，浮选尾矿磁选选铁 的工艺流程0 ’⋯“‘ 2 针对磁黄铁矿浮游特性，活化剂的选择对选硫 来说十分重要。通过多种活化条件试验对比，以组合 活化剂 硫酸铜 硫化钠 的活化效果最好。 3 矿石中铜的部分氧化以及难以解离的连生体 是影响铜浮选获得更高指标的主要原因。 参考文献 ‘ [ 1 ]胡岳华．矿产资源加工技术与设备[ M ] ．北京科学出版社， 2 0 0 6 ． [ 2 ] 崔毅琦．国内外磁黄铁矿浮选的研究概况[ J ] ．金属矿山，2 0 0 5 5 2 4 2 6 ． [ 3 ]M ．A ．阿鲁斯塔米缅．乌恰林斯克选矿厂含磁黄铁矿的铜锌矿石 选矿工艺的制定[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 5 1 4 0 一4 2 ． [ 4 ] 王恒华．磁铁矿与磁黄铁矿分离的研究[ J ] ．金属矿山，1 9 9 9 9 4 2 4 5 ． [ 5 ] 杨阑，吴熙群，李成必．难选磁黄铁矿浮选工艺研究[ J ] ．有色 金属 选矿部分 ，2 0 0 2 4 1 l 1 3 ． 万方数据