极低品位微细粒自然铋的浮选工艺研究.pdf

第3 1 卷第2 期 2 0 1 1 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 1 ．3 l №2 A p r i l2 0 1 1 极低品位微细粒自然铋的浮选工艺研究① 邱显扬1 ，王成行1 ”，胡真1 ，童雄2 ，李汉文1 ，陈志强1 1 ．广州有色金属研究院，广东广州5 1 0 6 5 1 ；2 ．昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明6 5 0 0 9 3 摘要对云南个旧某极低品位微细粒自然铋进行了浮选工艺研究。根据试样中自然铋品位极低且嵌布粒度微细的特点，采用硫 化矿混浮粗精矿抑硫浮铋铜- 铋铜分离的全浮选工艺流程，最终获得了含铜1 8 ．6 6 ％、回收率3 3 ．2 7 ％的铜精矿和含铋2 1 ．7 0 ％、回 收率4 4 ．3 7 ％的自然铋精矿。结果表明，浮选药剂G Y Z M 是自然铋的选择性抑制剂。 关键词自然铋；浮选；抑制剂；辉铋矿 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 1 0 2 0 0 2 9 0 3 F l o t a t i o nT e c h n o l o g yo fN a t i v eB i s m u t hw i t hE x t r a ．1 0 wG r a d e a n dF i n eP a r t i c l eS i z e Q I UX i a n y a n 9 1 ，W A N GC h e n g h a n 9 1 ’2 ，H UZ h e n l ，T O N GX i o n 9 2 ，L IH a n w e n l ，C H E NZ h i q i a n 9 1 1 ．G u a n g z h o uR e s e a r c hI n s t i t u t eo fN o n - f e r r o u sM e t a l s ，G u a n g z h o u51 0 6 51 ，G u a n g d o n g ，C h i n a ；2 ．F a c u l t yo fk 以 a n dR e s o u r c eE n g i n e e d n g ，K u n m i n gU n w e n 如yo fS 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 F l o t a t i o nt e c h n i q u eo fan a t i v eb i s m u t ho r ef r o mG e j i uo fY u n a nP r o v i n c ew a ss t u d i e d ．B a s e do nt h em i n e r a l p r o p e r t i e ss u c ha 8e x t r a l o wg r a d ea n df i n ed i s s e m i n a t i o ns i z e ．af u l lf l o a t i o nf l o w s h e e tc o n s i s t i n go fab u l kf l o t a t i o n 。a b i s m u c h c o p p e rf l o t a t i o nb yd e p r e s s i n gs u l f u ra n dab i s m u c h - c o p p e rs e p a r a t i o nw a sa d o p t e d ，t h e r e a f t e r ，ac o p p e r c o n c e n t r a t ew i t hC ug r a d ea n dr e c o v e r yo f1 8 ．6 6 ％a n d3 3 ．2 7 ％，r e s p e c t i v e l y ，a n dan a t i v eb i s m u t hc o n c e n t r a t ew i t h b i s m u t hg r a d ea n dr e c o v e r yo f2 1 ．7 0 ％a n d4 4 ．3 7 ％，r e s p e c t i v e l y ，w e r eo b t a i n e d ．T h er e s u l t si n d i c a t e0 , 8w e l lt h a t G Y Z Mi sah i s hs e l e c t i v ed e p r e s s a n tf o rn a t i v eb i s m u t h ． K e yw o r d s n a t i v eb i s m u t h ；f l o t a t i o n ；d e p r e s s a n t ；b i s m u t h i n i t e “绿色金属”铋是一种应用领域相当广泛的金属， 因其具有无毒、耐腐蚀及色泽良好等优良性能，正逐渐 取代镉、锑、汞、铅等有毒元素，成为一种非常重要的金 属材料。我国铋资源丰富，已探明储量总计约2 4 万 吨，占世界储量的8 0 ％，其中7 0 ％的铋储龟伴生于钨 床中⋯。铋在自然界中多以氧化物、硫化物、含硫盐 类矿物等化合物形态存在，自然铋少见。具有工业价 值的主要为辉铋矿、泡铋矿、铋华和自然铋，通常作为 钨、钼、铅、铜、锡冶炼过程中的副产品得以回收。 目前，铋资源主要来源于辉铋矿，占我国探明储量 7 4 ％的柿竹园回收的铋资源即为辉铋矿。根据相关地 质资料报道，分别在我国江西大龙山钨矿床、安徽铜陵 地区狮子山矿田嵋J 、山西潼关金矿床门J 、新疆包古图 金矿床H o 、川西连龙矽卡岩型锡．银多金属矿床一1 等地 发现有自然铋的存在。但至今未见自然铋浮选分选的 相关报道。本文主要针对云南个旧矽卡岩磁黄铁矿含 铜型多金属硫化矿选铜后的尾矿进行自然铋的浮选分 选研究。 1 原矿性质 为了查明矿样中不同组分的含量，对矿样进行了 化学多元素分析，结果见表l 。 表l 矿样多元素分析结果 质量分数 ／％ 该试样中主要金属矿物为磁黄铁矿、黄铁矿、白钨 矿、自然铋、黄铜矿、毒砂、磁铁矿以及微量闪锌矿、锡石； 脉石矿物为普通辉石、石榴石、萤石、方解石、硅灰石、石 英、长石等。矿样中主要矿物相对含量如表2 所示。 为了确定铋矿物的选矿工艺特性，对试样进行了铋、 铜在各个粒级的分布情况和解离度测定和铋、铜在各主 要矿物中的赋存状态特性查定，结果分别见表3 和表4 。 ①收稿日期2 0 1 0 ．1 l 出 作者简介云南省科技强省计划鼋大专项项目 2 0 0 7 A D 0 0 4 作者简介邱显扬 1 9 5 7 一 。男，广东普宁人，教授级高级工程师，长期从事有色金属特别是稀散金属矿物的选矿研究工作。 万方数据 矿冶工程第3 l 卷 表2 矿样主要矿物相对含量 质量分数 ／％ 粒级产率 品位／％占有率／％解离度／％ ／m m／％ B iC uB iC uB i C u O ．2 56 ．3 50 ．0 7 0 ．2 45 ．3 02 0 ．7 2 一 一 一0 ．2 5 0 ．1 59 ．9 90 ．0 7 0 ．1 58 ．3 42 0 ．3 84 1 ．6 7 3 3 ．4 9 0 ．1 5 0 ．0 7 61 2 ．7 40 ．0 8 0 ．0 91 2 ．1 5巧．5 95 7 ．1 46 1 ．4 0 0 ．0 7 6 0 ．0 4 31 4 ．6 80 ．0 90 ．0 51 5 ．7 6 9 ．9 88 0 ．1 l6 8 ．1 9 0 ．0 4 3 O ．0 21 9 ．8 50 ．1 3 0 ．0 3 3 0 ．7 7 8 ．1 09 5 ．9 27 9 ．1 8 0 ．0 2 0 ．O l1 3 ．8 40 ．0 70 ．0 21 1 ．5 53 ．7 69 9 ．2 19 9 ．1 6 0 ．O l2 2 ．5 50 ．0 60 ．0 71 6 ．1 32 1 ．4 71 0 0 ．0 01 0 0 ．0 0 合计 1 0 0 ．0 00 ．0 8 5 0 ．0 7 41 0 0 ．o ol o o ．o o9 0 ．0 67 1 ．0 3 表4 主要有价元素铋、铜在各主要矿物中的赋存状态 从表3 可以看出，铋矿物的单体解离比铜矿物要 高，但是两者的嵌布粒度均为微细，一0 ．0 2 0m m 粒级 占有率分别为2 7 ．6 8 ％和2 5 ．2 3 ％，是影响回收率的主 要原因之一。 由表4 可见，铋主要以自然铋的形式存在。自然 铋嵌布粒度微细，不易解离。约有1 l ％左右的铋以微 细包裹体的形式分散在磁黄铁矿和黄铁矿中，并有 1 5 ％左右的铋分散于脉石中，因此铋的理论回收率为 7 4 ％左右。 2 选矿试验研究 2 ．1 选矿工艺流程的确定 自然铋矿物具有大密度 9 ．7 9 ．8g ／c m 3 、低硬 度 2 ．0 2 ．5 的特点。根据其密度大的特点，原则上 可采用传统的重选方法进行回收，但是其微细的嵌布 粒度和低硬度的特点，在有效单体解离粒度下，重选方 法难以进行回收。因此，为了实现自然铋的高效回收， 确定选用浮选方法进行自然铋的选矿试验研究。工艺 矿物学研究结果表明，自然铋与铜矿物嵌布关系密切， 所以在制定原则工艺流程时，应将自然铋与铜矿物和 磁黄铁矿等硫化物一起综合考虑。值得一提的是，试 样中的白钨矿含量较高，因此也应进行综合回收。但 硫化物和自然铋需要在浮选白钨矿之前首先进行混合 浮选。本文暂不考虑白钨矿的回收，重点考虑硫化矿 和自然铋的浮选选别。根据铋、硫、铜矿物可浮性的差 异以及自然铋被抑制后难以活化的特点，采用抑硫浮 铜铋．铜铋分离的浮选方案进行试验。 2 ．2 硫化矿混浮粗选富集试验 有用矿物自然铋和硫化矿物品位极低，因此在浮 选分离之前，需要实现预先富集，即在未磨矿的条件 下，使用碳酸钠在高搅拌强度下清洗矿物表面，然后进 行浮选。分别使用单一丁基黄药作捕收剂和丁基黄药 与兼有起泡性能的选择性捕收剂P Z O 混合使用作浮 选药剂，采用一粗二扫一精浮选闭路流程，实现了铋和 铜矿物的有效富集。试验结果如表5 所示。 表5 硫化矿混浮粗选富集试验结果 浮选产品产率 药剂名称 ／％ 品位／％回收率／％ B i 0 ．4 7 0 ．0 4 4 O ．0 8 6 0 ．5 4 O ．0 3 4 0 ．0 8 6 混合粗精矿 9 ．7 6 丁基黄药尾矿 9 0 ．2 4 原矿 1 0 0 ．0 0 0 ．4 05 3 ．6 05 5 ．2 8 0 ．0 3 54 6 ．4 04 4 ．7 2 0 ．0 7 l1 0 0 ．0 0l o o ．0 0 丁基黄药混管矿 P Z O P Z O ～’ 原矿 l O ．3 0 8 9 ．7 0 1 0 0 ．o o 试验结果表明，丁基黄药与P Z O 的组合使用，充 分发挥了药剂的协同作用，特别是高矿泥含量的浮选 矿浆环境中，其选择性明显优于单一的丁基黄药，最终 实现了铋和铜的富集。 2 ．3 铋硫分离闭路流程试验 硫化矿混合粗精矿中硫含量较多，因此进行了铋 硫分离闭路试验，以期获得较高品位的铜铋混合精矿。 浮选闭路试验流程及条件见图l ，结果见表6 。 铜铋精矿 硫精矿 图I混合粗精矿抑硫浮铜铋闭路试验流程 盯”∞ ∞∞咖 “ 叭眦∽孤啪镐似州O 仉仉 万方数据 第2 期邱显扬等极低品位微细粒自然铋的浮选工艺研究 表6 抑硫浮铜铋闭路试验结果 试验结果表明，自然铋嵌布粒度微细，且部分以微 细包裹体的形式分散在磁黄铁矿和黄铁矿中，导致铜 铋精矿中铋和铜的回收率大幅度的下降。 2 ．4 铜铋浮选分离闭路试验 铜铋浮选分离的关键在于抑制剂的选择和使用， 因此分别使用常规抑制剂石灰和自主合成的抑制剂 G Y Z M 进行了对比试验，浮选闭路工艺流程及条件见 图2 ，试验结果如表7 所示。 试验结果表明，常规抑制剂石灰对自然铋的抑制 效果不明显，精矿中铋和铜互含严重，而G Y Z M 能选 择性地吸附在自然铋矿物的表面，使矿物亲水而被有 效抑制，因此为自然铋的高选择性抑制剂。 采用“硫化矿混浮一粗精矿抑硫浮铋铜- 铋铜分离 的全浮选工艺流程，最终获得了含铜1 8 ．6 6 ％、回收率 铜精矿铋精矿 图2 铜铋浮选分离试验工艺流程 表7 铜铋浮选分离试验结果 抑制荆种类及用量产品 产率 品位／％ 回收率／％ ／ g t “ 名称 ／％ B iC uB iC u 铜精矿4 1 ．6 7 0 ．3 31 8 ．6 61 ．0 79 3 ．3 5 1 0 0 G Y 5 Z O M 5 0 e e l - 5 8 ．3 32 I ．7 00 ．9 59 8 ．9 3 6 ．6 5 铜铋精矿1 0 0 ．0 01 2 ．8 08 ．3 3 1 0 0 ．0 0 1 0 0 ．0 0 铜精矿 8 9 ．2 31 1 ．9 48 ．8 98 3 ．2 59 5 ．1 9 5 0 0 儡尝 1 0 0 铋精矿1 0 ．7 7 1 9 ．9 03 ．7 21 6 ．7 54 ．8 1 铜铋精矿1 0 0 ．0 01 2 ．8 08 ．3 31 0 0 ．0 0 1 0 0 ．0 0 3 3 ．2 7 ％ 对原矿 的铜精矿和含铋2 1 ．7 0 ％、回收率 4 4 ．3 7 ％ 对原矿 的自然铋精矿。结果表明，浮选药 剂G Y Z M 是自然铋的选择性抑制剂。 3 结语 1 试样中有价元素铋的品位极低，为0 ．0 8 6 ％。 且铋矿物主要以自然铋的形式存在。 2 自然铋的嵌布粒度微细，在一0 ．0 7 4 m m 占 7 1 ％的条件下，虽然绝大部分自然铋已经单体解离，但 是粒度太细直接影响到选别指标。 3 采用“硫化矿混浮一粗精矿抑硫浮铋铜．铋铜分 离”全浮选工艺流程，最终获得了含铜1 8 ．6 6 ％、回收 率3 3 ．2 7 ％的铜精矿和含铋2 1 ．7 0 ％、回收率4 4 ．3 7 ％ 的自然铋精矿。结果表明，浮选药剂G Y Z M 是自然铋 的选择性抑制剂。 参考文献 [ 1 ] 矿产资源综合利用手册编辑委员会．矿产资源综合利用手册 [ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 0 ． [ 2 ]任云生，刘连臀，万相宗，等．狮子山矿田矽卡岩型金矿铋矿物与 金矿化关系研究[ J ] ．矿物岩石，2 0 0 4 2 4 1 4 5 ． [ 33 曹恩魁．陕西。新疆等地金矿床 点 中自然铋矿物学特征[ J ] ． 地质实验室，1 9 8 9 6 4 6 8 3 “ ／1 ． [ 4 ] 郑波。安芳，朱永峰．新疆包古图金矿中发现的自然铋及其 找矿勘探意义[ J ] ．岩石学报。2 0 0 9 6 1 4 2 6 1 4 3 6 ． [ 5 ]曲晓明，侯增谦，周书贵．川西连龙夕卡岩型锡、银多金属矿床成 矿地质特征[ J ] ．地球学报，2 0 0 1 1 2 9 3 4 ． 万方数据