某复杂铜硫矿低碱度铜硫分离的工艺研究.pdf

第3 l 卷第4 期 2 0 1 1 年0 8 月 矿冶工程 M Ⅱ虹N GA N DM [ E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R 刑G V o I ．3 1 №4 A u g I I s t2 0 l l 某复杂铜硫矿低碱度铜硫分离的工艺研究① 李晓波1 ，夏国进2 ，余夏静1 ，邱廷省1 1 ．江西理工大学，江西赣州3 4 1 0 0 0 ；2 ．贵州紫金矿业股份有限公司，贵州贞丰5 6 2 2 0 0 摘要安徽某复杂铜硫铁矿原矿含c uO ．3 9 ％、s3 6 ．1 9 ％，在低碱度条件下，采用B K 一3 0 1 与L P O l 比例2 4 组合捕收剂，经过 优先浮铜、原浆无活化选硫的铜硫分离浮选工艺流程，町获得锏精矿含C u1 8 ．4 6 ％、回收率7 2 ．1 6 ％，硫精矿含s4 8 ．1 4 ％、回收率 9 3 ．7 2 ％的良好指标。 关键词浮选；铜硫矿；铜硫分离；低碱度；优先浮铜；原浆选硫 中图分类号7 r 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 4 0 0 5 9 一0 4 R e s e a r c ho nC u ／SS e p a r a t i o no fC o m p l e xC o p p e rS u l f i d eo r e i nL o w ．b a s i c i t yP u l p U x i a o b 0 1 ，X I AG u o - j i n 2 ，Y Ux i a ．j i n 9 1 ，Q I UT i n g s h e n 9 1 1 ．胁n 觚‰妇船渺矿 拓胧口蒯‰ ∞f o g y ，铂，砒Ⅱ3 4 1 0 0 0 ，胁n 副，傀i 加；2 ．吼沥D “z 咖胧n 帕锄印c o 厶d ，纨咖昭5 6 2 2 0 0 ，G u 拓b “，C 讹 A b s t r a c t Ac o m p l i c a t e dc o p p e 卜i r o ns u l f i d eo r ec o n t a j n i n gc o p p e ra n ds u l f u rc o n t e n to f0 ．3 9 ％a n d3 6 ．1 9 ％，r e s p e ℃一 t i v e l yi nA n h u iP m v i n c ew a si n v e s t i g a t e d ． U n d e rl o wb a s i c i t yc o n d i t i o n s ，u s i n gac o m b i n e dc o l l e c t o ro fB K 一3 0 la n d L P 一0 1 r ．a t i o2 4 ，a n df o l l o w i n gaC u ／Ss e p a r a t i o nn o w s h e e tc o n s i s t i n go fas e l e c t i V ef l o t a t i o no fc o p p e ra n dan o t a t i o n o fi n a c t i v a t e ds u Ⅱi d e sf 而mt h eo r i g i n a ls l u r r y ，ac o p p e rc o n c e n t r a t ew i t hac o p p e rg r a d ea n dr e c o V e r yo f18 ．4 6 ％a n d 7 2 ．1 6 ％， r e s p e c t i v e l y ， a I l das u J p h u rc o n c e n t m t ew i t has u l f u rg r a d ea n dr e c o V e r yo f4 8 ．1 4 ％ a n d9 3 ．7 2 ％， I ．e s p e c t i v e l y ，w e I _ eo b t a i n e d ． K e yw O r d s n o t a t i o n ；c o p p e rs u l f i d eo r e ；C u ／Ss e p a r a t i o n ；l o wb a s i c i t y ；s e l e c t i V en o t a t i o no fc o p p e r ；s u l f u rn o t a t i o ni n t I l eo r i 百n a ls l u r r y 黄铜矿、黄铁矿属典型的硫化矿矿物，通常将它们 的分离作业简称为铜硫分离。以石灰为代表的高碱工 艺是生产中用得最广泛的硫化矿浮选分离工艺o ‘2 1 。 石灰溶于水形成一种难溶性强碱，借以提高矿浆p H 值，形成高碱度矿浆环境抑制黄铁矿，实现铜硫分 离。3 。引。此工艺已相当成熟，分离效果好，_ 口J ．以获得较 高的铜精矿品位和回收率，但由于在使用石灰的过程 中，矿浆p H 值很高，大量的伴生贵金属被高碱抑制到 硫精矿中，不利于贵金属的综合回收，且在回收硫时需 要添加大量的活化剂一。8J 。因此，研究如何在低碱条 件下实现铜硫浮选分离，对提高矿产资源的综合利用具 有重要的意义。本文以安徽某铜矿山矿石为研究对象， 通过实验研究探索出了适合该矿石在低碱度下铜硫分 离以及原浆无活化剂选硫的药剂制度和工艺流程。 1 矿石性质 试样化学多元素分析结果见表1 。 表l 试样化学多元素分析结果 质量分数 ／％ C uSF eP bZ nM nA u l A 9 1 O ．3 93 6 ．1 93 9 ．5 2O ．1 00 ．2 2O ．3 2J ．23 9 ．O A gC a 0C a 0 A 1 2 0 3S i 0 2 PC u O 0 ．0 8 52 ．3 l2 ．3 l O ．2 03 ．8 50 ．0 4 90 ．0 2 3 1 单位为g ／t 。 试样中的金属矿物主要是黄铁矿、胶状黄铁矿、白 铁矿；铜矿物以黄铜矿占优势，其它铜矿物有银黝铜 矿、铜兰、方黄铜矿、辉铜矿等。其它金属矿物有磁铁 矿、赤铁矿、方铅矿、闪锌矿、硫锑铅矿、自然银。非金 属矿物有石英、菱铁锰矿、白云石、方解石、硬石膏、绢 云母、高岭石。试样的矿物组成见表2 。 黄铁矿、胶状黄铁矿呈团块状、块状、细脉状、网脉 状、稠密浸染状。胶状黄铁矿重结晶脱水发生同心环 带龟裂纹，裂纹和环带间被脉石黄铜矿充填。黄铁矿 ①收稿日期2 0 1 l 旬3 一1 4 基金项目江l f t 『理工大学科研基金项目 j x x j l 0 0 3 作者简介李晓渡 1 9 7 9 一 ，男，山西昔阳人，讲师，硕士，主要从事矿物加‘T 研究。 万方数据 矿冶工程 第3 l 卷 表2 矿石矿物组成相对含量 质量分数 ／％ 黄铁矿白铁矿黄铜矿方黄铜矿银黝铜矿铜兰自然银硫锑铅矿 与黄铜矿呈波纹状、齿状、不规则镶嵌；有的包裹o ．0 l m m 左右浑圆状黄铜矿和柱状硫锑铅矿 一0 ．1m m 。 有的黄铁矿被黄铜矿包裹交代残留。微细粒的黄铁矿 呈线状排列，网状沿石英、碳酸盐矿物充填。地表矿中 细粒白形黄铁矿呈立方体被高岭石、绢云母集合体 包含。 黄铜矿呈不规则状、星散状，沿石英、碳酸盐矿物 等脉石、黄铁矿粒间裂隙充填。黄铜矿与黄铁矿、胶状 黄铁矿呈齿状、不规则状镶嵌，有的呈短束微粒脉状充 填于胶黄铁矿、黄铁矿裂纹中，有的呈微粒浑圆状包裹 于黄铁矿中，有的黄铜矿与脉石呈胶结物形式胶结黄 铁矿的砂状碎粒，有的呈团粒、团块状包裹黄铁矿和脉 石，有的沿磁铁矿粒间裂纹充填，呈不规则毗陵连生。 地表矿见乳滴状黄铜矿分布于闪锌矿中，黄铜矿被铜 蓝包围呈镶边，井下矿见黄铜矿包裹银黝铜矿，蓝辉铜 矿呈浸染状局部分布并与黄铜矿共同交代黄铁矿。 2 低碱度铜硫分离试验研究 2 ．1 铜粗选捕收剂种类试验 为实现低碱铜硫分离，对选铜捕收剂进行了广泛 的筛选，分别采用B K 一3 0 1 、M A C 1 0 、L P 一0 l 、P A C 、 黄原酸甲酸丁酯等选择性好的药剂进行对比试验。在 磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占7 5 ％、p H 9 、捕收剂 用量为3 5g ／t 的固定条件下研究了捕收剂种类对试验 结果的影响，结果见表3 。 表3原矿铜粗选捕收剂种类试验结果 铜粗精矿 2 ．6 69 ．9 86 8 ．0 7 P A C 尾矿 9 7 ．3 4 O ．1 33 1 ．9 3 ～原矿 1 0 0 ．0 0 O ．3 91 0 0 ．0 0 从表3 可看出，能获得铜回收率在7 0 ％以上的捕 收剂为B K 一3 0 1 、M A C 1 0 及L P 0 1 。使用B K 一3 0 1 作捕收剂，用量为3 5g ／t 时，回收率达到8 3 ．8 l ％，但 铜粗精矿品位较低，不利于后续铜精选作业。使用 M A c 一1 0 时铜回收率略高于使用L P 一0 l ，但M A C 一 1 0 较L P 一0 l 贵得多，从降低药剂成本上考虑，选择 L P 一0 1 作铜捕收剂最合适。L P 一0 1 用量为3 5g ／t 时 铜粗选回收率仅为7 5 ．1 0 ％。为迸一步提高铜回收 率，考虑选用选择性好、捕收能力适中的捕收剂与捕收 能力强的捕收剂组合使用以提高铜粗选回收率。 2 ．2 铜粗选组合捕收剂的种类及配比试验 从单一捕收剂种类试验结果可见，可采用L P 一0 l 与P A c 组合或L P 一0 1 与B K 一3 0 1 组合作为铜粗选捕 收剂，以提高铜回收率。铜粗选组合捕收剂的种类及 配比试验结果见表4 。 表4 原矿铜粗选组合捕收剂种类及配比试验结果 从表4 可见，B K 一3 0 1 与L P 一0 1 以2 4 组合使用 效果较理想，且药剂成本较低，故后续试验均采用 B K 一3 0 l 与L P 一0 l 比例2 4 ，总用量4 2g ／t 。 2 ．3 铜粗选p H 值条件试验 矿浆碱度是硫化矿浮选的重要影响因素，正确掌 握与控制矿浆碱度对选矿指标起着决定性作用。因石 灰价廉易得，试验采用石灰来调节矿浆p H 值，低碱介 质中优先浮选铜矿物。在磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒 级占7 5 ％，B K 一3 0 1 与L P 一0 l 比例2 4 总用量为4 2 g ／t 的固定条件下研究r 石灰用量对铜粗选的影响，结 果见图1 。 从图l 可以看出，石灰用量越大，铜粗精矿品位越 高，铜回收率略有降低。试验中发现，当石灰用量为 5 0 0g ／t 时，铜粗选很难控制，充气量及矿浆液面对铜 的回收率影响很大；而当石灰用量超过l5 0 0g ／t 时， 后续选硫作业因硫受到抑制而无法上浮。故选定石灰 万方数据 第4 期李晓波等某复杂铜硫矿低碱度铜硫分离的工艺研究 6 l 用量为l0 0 0g ／t ，此时矿浆p H 值为9 一1 0 ，可实现原 浆选硫。 石灰用量／幢t I 图l石灰用量对铜粗选的影响 2 ．4 铜粗选磨矿粒度试验 从工艺矿物学研究可知，铜矿物与硫铁矿及脉石 矿物密切共生，嵌布粒度细而复杂，因此磨矿粒度试验 主要针对铜矿物进行。在C a O 用量l0 0 0g ／t ，捕收剂 用量4 2g ／t ，起泡剂用量2 0g ／t 时，磨矿粒度试验结果 见图2 。 图2 磨矿粒度对铜粗选试验结果的影响 从图2 可以看出，随着物料被磨细，铜品位降低而 铜回收率升高。结合现场实际，综合考虑铜的品位和 回收率，铜粗选时磨矿粒度以一0 ．0 7 4 咖粒级占 8 0 ％为宜。 2 ．5 铜精选条件试验 铜粗精矿经过两次精选达到合格的铜精矿。 N a 2 S O ，、c a o 均可有效提高铜精矿品位。在钢精I 加 入c a O2 0 0g ／t ，可使铜精矿铜品位在2 5 ％以上。部分 试验结果见表5 。 2 ．6 硫粗选捕收剂用量条件试验 由于本方案优先浮铜采用低碱介质 p H 9 ～ 1 0 ，因此可实现不加任何活化剂原浆选硫。硫粗选 捕收剂选择捕收能力较强的丁基黄药，起泡剂2 ’油用 量2 8g ／t ，捕收剂用量试验结果见图3 。 表5 铜粗精矿再精选条件试验结果 丁黄药用量／ g t 1 图3 硫粗选时丁基黄药用量试验结果 从图3 可见，丁基黄药用量越大，硫精矿回收率越 高，但品位有所下降，综合考虑丁基黄药用量以2 0 0 g ／t 为宜。 2 ．7 闭路试验 在综合上述条件试验的基础卜进行了实验室小型 闭路试验。为了尽町能的提高铜硫的回收率，在铜、硫 粗选作业后各加一次铜、硫扫选作业。闭路试验流程 见图4 ，试验结果见表6 。 原矿 药剂单位砂 尾矿 图4 原矿低碱优先浮铜- 原浆选硫闭路试验流程 万方数据 矿冶工程 第3 1 卷 表6 原矿低碱优先浮铜一原浆选硫闭路试验结果 闭路试验结果表明，采用原矿低碱优先浮铜．原浆 选硫工艺流程，经一粗两精一扫选铜作业获得铜精矿 含C u1 8 ．4 6 ％，回收率7 2 ．1 6 ％的指标，选铜尾矿在不 经过任何活化的情况下进行原浆选硫，经过一粗一扫 闭路作业可获得硫精矿含s4 8 ．1 4 ％，回收率9 3 ．7 2 ％ 的良好指标。 3 结语 1 安徽某复杂铜硫铁矿石主要金属矿物为黄铁 矿与黄铜矿，碳酸盐矿物占优势，高岭石、绢云母较少。 铜矿物嵌布特征比较复杂，以他形晶、交代熔蚀结构、 固溶体分离结构等与黄铁矿、胶状黄铁矿、脉石矿物密 切连生。矿物嵌布关系复杂，尤其是铜矿物细粒含量 较大，因此必须细磨才可实现铜矿物的单体解离。 2 应用低碱工艺对该矿物进行铜硫分离试验研 究，采用B K 一3 0 l 与L P 一0 1 比例2 4 组合捕收剂， 在p H 值为9 ～1 0 间，原矿含铜0 ．3 9 ％，含硫3 6 ．1 9 ％ 的情况下，经一粗两精一扫选铜作业获得铜精矿含C u 1 8 ．4 6 ％，回收率7 2 ．1 6 ％的指标，选铜尾矿在不经过 任何活化的情况下进行原浆选硫，经过一粗一扫闭路 作业可获得硫精矿含s4 8 ．1 4 ％，回收率9 3 ．7 2 ％的良 好指标。实现了在低碱度条件下对该铜硫矿石的分离 回收。 3 低碱度铜硫分离工艺，不仅利于贵金属的综合 回收，且在回收硫时无需大量添加活化剂。本次试验 通过研究低碱条件下的铜硫矿石分离工艺，对工业规 模提高铜硫矿产资源的综合利用具有借鉴意义。 参考文献 黄礼煌，周源．低碱介质铜硫分离与原浆选硫新工艺研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 7 2 l 一7 ． 方夕辉．邱廷省．组合药剂对铜硫矿石浮选性能的影响[ J ] ．南 方冶金学院学报，2 0 0 0 ，2 l 4 2 6 0 一2 6 2 ． 朱建光．浮选药剂的进展[ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 9 8 3 1 4 2 2 ． 冯其明，陈建华．硫化矿浮选分离有机抑制剂研究进展[ J ] ．国 外金属矿选矿，1 9 9 8 4 1 2 一1 5 ． 胡岳华，邱冠周，章顺力．石灰抑制的黄铁矿的活化及活化剂结 构性能的研究[ J ] ．有色金属，1 9 9 6 4 2 4 2 8 ． 朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理[ M ] ．长沙中南工业大 学出版社，1 9 9 6 ． 庄桂云．某多金属硫化矿石选矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿 部分 ，2 0 0 5 6 l O 1 4 ． 邱廷省，温德新，尹艳芬，等．提高某难选铜硫矿石铜的回收率 [ J ] ．有色金属，2 0 0 6 3 9 l 一9 3 ． 卜接第5 8 页 况下，含有高价阳离子的明矾和无机聚铝铁比仅含有 2 0 0 5 ． 钙离子的氯化钙和石膏凝聚沉降煤泥水效果好，但单 [ 2 ] 朱金波，王跃，闵凡飞，等新集二矿选煤厂煤炭泥化及煤泥沉 独使舅凝詈剂塑翌翌笆篓翼查沉哆筌婴熙㈨瓣裂．糍裳篡篡淼磊⋯用 2 4 种不同凝聚剂与絮凝剂配合进行煤泥水沉 [ J ] ．矿冶工程，2 0 0 4 ，2 4 3 4 l _ 4 3 ． 一‘。⋯” 降时，石膏用量为4 0 0g ／m 3 ，与分子质量为10 0 0 万的 [ 4 ] 苏丁，雷灵琰，王建新．凝聚剂、絮凝剂在难净化煤泥水中的使 聚丙烯酰胺5 ．6g ／m 3 配合使用时，煤泥水的沉降速度 用[ J ] ．选煤技术，2 0 0 0 ‘2 l o 1 2 ． 为1 0 8 ．0c I I ∥m i n ，上清液透光率为9 0 ．6 ％，取得了’较 [ 5 ] 张敏，王永田，刘炯天矿物型凝聚剂用于煤泥水澄清[ J ] 中 好的翼氅⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯㈣燃荔耋等’淼⋯⋯一⋯废 3 无机凝聚剂对澄清水水质有影响，添加明矾和 。。莱矗磊蕃究；j F i 名三≤磊二 ； ．4 7 一菇⋯⋯⋯“ 无机聚铝铁澄清水硬度小，使用氯化钙和石膏时，矿化 [ 7 ] 冯秀娟，刘祖文，朱易春．混凝剂处理选矿废水的研究[ J ] ．矿冶 度较大，镁离子浓度较高。 工程，2 0 0 5 。2 5 4 2 7 2 9 ． 4 在弱酸环境下，C a 2 主要通过静电吸附在煤泥 [ 8 ] 周宗丰，刘松彬，张节文，等三产品蓖介质旋流器选煤1 艺降低 登婴篓季氅竺1 3 孳譬苎登黧r 皇黧尹变⋯鬻裂3 兹篇焉≯4 吼 中高岭土等矿物表面存在大量的硅羟基和铝羟基，还 ；l ] 删T 1 9 0 1 9 8 8 ．差簇≠磊泵磊矗磊方法f s ] ． 可能存在羟基络合吸附。 [ 1 1 ]张明青，刘炯天，李小兵．煤泥水中黏t 颗粒对钙离子的吸附实验 参考文献 m ，笋釜等髫鬟集 娑葛麓纂菜墨飘薯≥ [ 1 ] 张明旭．选煤厂煤泥水处理『M 1 ．徐州中国矿_ k 大学出版社． [ J ] ．湖南有色金属，2 0 0 5 。2 l 1 3 6 3 9 ． n 心 黔 H 陋 № 口 竺| 万方数据