某复杂铜锌硫化矿高效浮选分离新工艺研究.pdf

第3 2 卷第3 期 2 0 1 2 年％月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A I 山U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 2 №3 J u n e2 0 1 2 某复杂铜锌硫化矿高效浮选分离新工艺研究① 苏建芳，黄红军，- E 、伟 中南大学资源加工与生物工程学院．湖南长沙4 1 0 0 8 3 摘要在铁闪锌矿和黄铜矿两种单矿物浮选试验的基础上，针对某复杂铜锌硫化矿石的原矿性质，用石灰抑制含铁矿物，硫酸锌 抑制含锌矿物，丁黄药和2 一巯基苯骈噻唑的混合药剂捕收含铜矿物，可以实现铜锌矿物的高效浮选分离。在开路试验基础上进行 了实验室小型闭路试验，可获得铜精矿品位2 2 ，0 9 ％、铜回收率9 2 ．1 1 ％，锌精矿品位4 9 ．1 3 ％、锌回收率7 3 ．3 3 ％的选别指标。 关键词浮选；铜锌硫化矿；铜锌分离；优先浮选 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 2 0 3 一0 0 4 0 0 4 AN e w T e c h n o l o g yf o rE f f i c i e n tF l o t a t i o nS e p a r a t i o n o fC o m p l e xC u Z nS u l f i d eO r e S UJ i a n f a n g ，H U A N GH o n g - j u n ，S U NW e i S c h o o lo f M i n e r a l sP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h ep m p e r f i e so fac o m p l e xc o p p e r z i n cs u l f i d eo l ea n dt h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t so fm a r m a t i t ea n d s p h a l e f i t ef l o t a t i o n ，c o p p e rm i n e r a l sw e r es u c c e s s f u l l ys e p a r a t e df r o mz i n cm i n e r a l su s i n gl i m ea st h ed e p r e s s a n tf o ri r o n m i n e r a l s 。z i n cs u l f a t e 髂t h ed e p r e s s a n tf o rz i n cm i n e r a l s ，am i x t u r eo fb u t y lx a n t h a t ea n dm e r c a p t o b e n z o t h i a z o l e M B T a 8t h ec o l l e c t o rf o rc o p p e rm i n e r a l s ．Ac l o s e d - c i r c u i tf l o t a t i o nt e s tw a c o n d u c t e do nt h eb a s i so fo p e n c i r c u i tf l o t a t i o n t e s t s ．w i t hw h i c hac o p p e rc o n c e n t r a t eo f2 2 ．0 9 ％C uw i t har e c o v e r yo f9 2 ．1l ％a n daz i n cc o n c e n t r a t eo f4 9 ．1 3 ％Z n w i t har e c o v e r yo f7 3 ．3 3 ％w e r ep r o d u c e d ． K e yw o r d s f l o t a t i o n ；c o p p e r - z i n cs u l f i d eo r e ；c o p p e r - - z i n cs e p a r a t i o n ；p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n 复杂铜锌硫化矿的浮选分离是选矿领域的一个难 题，国内外学者虽然在这方面的研究与探索有所突破， 但对一些嵌布关系复杂的难选铜锌硫化矿石，要达到 完全分离仍较困难，铜锌矿物的分离已经成为有色金 属选矿中最复杂的问题之一。4o 。铜锌硫化矿难以分 离的原因主要有以下几点”1 第一，高温热液型的铜 锌硫化矿中。铜矿物往往呈细粒或微细粒浸染状态存 在于闪锌矿中，致使两种矿物难以单体解离；第二，矿 浆中的铜、铅、汞等难免金属离子对闪锌矿具有活化作 用，致使铜锌分离困难；第三，同一种矿物，由于其受氧 化、变质以及表面受到污染等因素影响，造成其可浮性 有较大差异，进而造成铜锌分离困难较大。国内外对 复杂铜锌硫化矿的铜锌分离有过一些相关研究“1 。 本文分别对单矿物和实际矿石进行了浮选试验研究， 为高效浮选分离复杂铜锌硫化矿提出了新方法。 l 试样性质及研究方法 1 ．1 矿样 试验所用黄铜矿和铁闪锌矿取自红透山铜矿，矿 样破碎后经手选除杂、瓷球罐磨碎、振动筛筛分，取 一0 ．0 7 4n n n 粒级矿样进行单矿物浮选试验。试验所 用矿样黄铜矿纯度为9 0 ．6 5 ％，铁闪锌矿纯度为 9 2 ．6 5 ％。 该复杂铜锌硫化矿石矿物类型多，多种有价元素 伴生，除了含铜、锌、铁的硫化物外，还含有金、银等，常 见的金属矿物为黄铜矿、闪锌矿、铁闪锌矿；次为黄铁 矿、磁黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿、磁铁矿及毒砂。 矿石性质复杂，不但增加了选别难度，同时也影响相关 精矿品位及回收率。复杂铜锌硫化矿原矿化学多元素 分析结果见表1 。 ①收稿1 3 期2 0 1 1 ．1 1 - 2 9 基金项目“十一五”国家科技支撑计划项目 2 0 0 8 B A B 3 4 8 0 4 作者简介苏建芳 1 9 8 7 一 ，男，福建泉州人，硕士研究生。主要研究方向为硫化矿浮选理论与工艺。 万方数据 第3 期苏建芳等某复杂铜锌硫化矿高效浮选分离新工艺研究 4 1 表l 原矿化学多元素分析结果I 质■分数 ／％ 1 ．2 试验药剂及设备 试验试剂包括矿浆调整剂石灰、硫酸铜，抑制剂焦 硫酸钠、硫酸锌、硫代硫酸钠、硫化钠、亚硫酸钠，捕收 剂2 5 号黑药、Z 2 0 0 、丁胺黑药、丁黄药、2 一巯基苯骈噻 唑，以及起泡剂松醇油。所用设备主要有X F G 型挂槽 浮选机、1 ．5LX F D 型浮选机、X M Q 一6 7 型2 4 0X 9 0 锥 型球磨机、D L 一5 C 型真空过滤机以及M B E 电热恒温 鼓风干燥箱等。 1 ．3 试验方法 单矿物浮选试验在X F G 型挂槽浮选机上进行。 每次称取2 ．Og 矿样，按图l 所示流程进行试验。泡 沫产品和槽内产品分别经过过滤、烘干、称重并计算回 收率。 2 9 矿样 4 0 m I 水 1 i n i n C谓浆 2 m 劬抑制剂 2 m h 捕收剂 1 i m l a 2 号油 浮选 图1 单矿物浮选试验流程 在单矿物浮选试验的基础上，根据筛选出来的适 合铜锌硫化矿浮选分离的捕收剂和抑制剂，针对某复 杂铜锌多金属硫化矿，进行实际矿石浮选分离试验，在 探索试验和条件试验的基础上进行开路试验和闭路试 验，以确定最佳药剂制度和选别工艺流程。 2 试验结果与讨论 2 ．1 捕收剂对铁闪锌矿和黄铜矿浮选行为的影响 为了筛选出适合复杂铜锌硫化矿浮选分离的捕收 剂，分别进行了捕收剂种类和用量对铁闪锌矿和黄铜 矿浮选行为的影响试验，并进行了不同p H 值条件下 不同捕收剂对两种矿物浮选回收率比值的影响试验， 以确定铜锌分离最佳的捕收剂种类及p H 值范围。 2 ．1 ，1 捕收剂种类和用量对铁闪锌矿浮选行为的 影响由图2 可知，随着捕收剂用量的增加，铁闪锌矿 回收率均有不同程度的增加，其中捕收剂为2 5 号黑药 和z 2 0 0 时，铁闪锌矿回收率增加得较为迅速。在同等 药剂用量下，各捕收剂对铁闪锌矿的捕收能力由大到 小依次为z 2 0 0 2 5 号黑药 丁胺黑药 丁黄药 2 一巯基苯骈噻唑。 图2 捕收剂种类和用量对铁闪锌矿浮选行为的影响 2 ．1 ．2 捕收剂种类和用量对黄铜矿浮选行为的影响由 图3 可知，当捕收剂用量低于2 1 0 。m o l ／L 时，随着 捕收剂用量的增加，黄铜矿浮选回收率增加迅速，随着 捕收剂用量的继续增加，黄铜矿回收率有所增加，但较 为缓慢。当捕收剂用量处于 2 9 1 0 。m o l ／L 之 间时，各捕收剂对黄铜矿捕收能力大小依次为丁胺黑 药 丁黄药 Z 2 0 0 2 5 号黑药 2 - 巯基苯骈噻唑。 药剂用量／ xI O sI n 一L ．1 图3 捕收剂种类和用■对黄铜矿浮选行为的影响 2 ．I ．3 p H 值对黄铜矿和铁闪锌矿浮选回收率比值的 影响为了进一步研究不同捕收剂对黄铜矿和铁闪锌 矿捕收能力的差异，进行了不同p H 值条件下不同捕 收剂对两种矿物浮选回收率比值的影响试验。每次试 验各捕收剂的用量均为5 1 0 ’。m o l ／L 。由图4 可知， 在p H 7 9 范围内，各捕收剂对黄铜矿和铁闪锌矿 分离能力从大到小为丁黄药 2 - 巯基苯骈噻唑 恐0 0 丁胺黑药 2 5 号黑药。在p H 9 时，5 种捕收 剂对两种矿物的分离效果显著增加，2 一巯基苯骈噻唑 和丁黄药对两种矿物的分离效果增加得尤为明显。因 万方数据 4 2矿冶工程 第3 2 卷 此抑制剂种类和用量试验考虑选用丁黄药和2 一巯基 苯骈噻唑作为捕收剂。 萋 * 鲁c 墨 差 举 嚣 p H 值 图4p H 值对黄铜矿和铁闪锌矿浮选回收率比值的影响 2 ．2 抑制剂对铁闪锌矿和黄铜矿浮选行为的影响 采用优先浮选工艺，先抑锌浮铜再浮锌。为了高 效浮选分离铜、锌矿物，必须找到一种合适的抑制剂， 以达到抑锌浮铜的目的。为此，进行了抑制剂种类和 用量对铁闪锌矿和黄铜矿浮选行为的影响试验，并进 一步研究了不同抑制剂种类和用量对两种矿物浮选回 收率比值的影响。采用丁黄药和2 ．巯基苯骈噻唑的 混合物作为捕收剂，捕收剂总用量为1 2X1 0 ”m o ] ／L 丁黄药与2 - 巯基苯骈噻唑按摩尔比3 1 混合 。 2 ．2 ．1 抑制剂种类和用量对铁闪锌矿浮选行为的 影响由图5 可知，随着抑制剂用量的增加，铁闪锌矿 浮选回收率均有不同程度的下降，在整个抑制剂用量 范围内，除焦硫酸钠外，其余4 种抑制剂对铁闪锌矿抑 制效果明显。当抑制剂用量介于 5 1 5 1 0 。m o ] ／L 之间时，各抑制剂对铁闪锌矿的抑制能力由大到小为； 硫化钠 亚硫酸钠 硫酸锌 硫代硫酸钠 焦硫 酸钠。 图5 抑制剂种类和用量对铁闪锌矿浮选行为的影响 2 ．2 ．2 抑制剂种类和用量对黄铜矿浮选行为的影响由 图6 可知，随着抑制剂用量的增加，黄铜矿浮选回收率 均有不同程度的下降。硫化钠和硫代硫酸钠对黄铜矿 的抑制效果较为明显。当抑制剂用量介于 6 一1 5 1 0 。m o l ／L 之间时，各抑制剂对黄铜矿抑制能力从大 到小依次为硫代硫酸钠 硫化钠 亚硫酸钠 硫酸 锌 焦硫酸钠。 l 帅 帅 栅 零7 0 蒋砷 娶鲫 回加 3 0 2 0 1 0 药女f J 用量／ xl 舻Ⅱd L I 圈6 抑制剂种类和用量对黄铜矿浮选行为的影响 2 ．2 ．3 抑制剂种类和用量对两种矿物浮选回收率比 值的影响由图7 可知，在较低的抑制剂用量下，硫化 钠和亚硫酸钠对两种矿物的分离效果较好；随着硫酸 锌用量的增大，其对两矿物的分离效果逐渐变好；焦硫 酸钠和硫代硫酸钠对两矿物的分离效果较差。 药剂用量／ xl 舻I m l L 1 1 图7 抑制剂种类和用■对两种矿物浮选回收率比值的影响 2 ．3 某复杂铜锌硫化矿浮选分离实践 2 ．3 ．1 铜锌分离开路浮选试验在单矿物浮选试验 的基础上，进行了实际矿石浮选试验，确定了铜锌分离 磨矿粒度为一0 ．0 7 4m l n 粒级占8 4 ％左右，铜粗选药 剂制度为C a O4 0 0 0s i t ，硫酸锌20 0 0s i t ，丁黄药3 0 s i t ，2 - 巯基苯骈噻唑1 0g ／t ，2 。油4 0g ／t ；锌粗选药剂制 度为C a O4 0 0 0g ／t ，C u S 0 45 0 0g ／t ，丁黄药2 5g ／t ，2 。 油2 0g ／t 。铜锌分离开路浮选试验流程如图8 所示， 试验结果见表2 。由表2 可知，采用一段铜粗选，两段 铜扫选，一段锌粗选，可获得各产品指标为铜粗精矿 品位9 ．7 6 ％，铜回收率9 1 ．5 9 ％，锌粗精矿品位 1 5 ．8 9 ％，锌回收率7 1 ．7 3 ％。 }；惦们蜗蛐3加坫帖 万方数据 第3 期 苏建芳等某复杂铜锌硫化矿高效浮选分离新工艺研究 3 m i n 土C a O 4 0 0 0 3r a i n 木Z n S O ．2 0 0 0 3r a i n 木丁黄药，o 2 - 蔬基苯骈噻唑1 0 2 m 抽l 2 ’油 柚 药剂单位暑『t C a O 2 0 0 0 z l _ s o ． I 咖 丁黄药I S , 2 琉基苯骈噻唑5 2 。油 舯 毛I I 3 m 如| C a O l ∞o 中守I ；l 畿”域基箪骈唾唑絮 2 m i n 木2 。油 “ 铜扫l 选Ⅱ ‘3 m i n 半C a O 砷帅，C u s 0 ．S 0 0 中萨z l 搿 磊 锌粗精矿 尾矿 圈8 铜锌分离开路浮选试验流程 表2 铜锌分离开路浮选试验结果 2 ．3 ．2 铜锌分离闭路浮选试验在铜锌分离开路浮 选试验的基础上进行了实验室小型闭路试验，试验流 程见图9 ，试验结果见表3 。由表3 可知，小型闭路试 验可获得各产品指标为铜精矿铜品位及回收率分别 为2 2 ．0 9 ％和9 2 ．1 1 ％；锌精矿锌品位及回收率分别为 4 9 1 3 ％和7 3 ．3 3 ％。 2 ．3 ．3 工业试验在实验室小型闭路试验的基础上， 在选厂连续进行了3 个月工业试验，结果如表4 所示。 工业试验指标稳定，已符合工业应用标准。 表3 小型闭路试验结果 原矿 锌精矿 图9 小型闭路试验工艺流程 表4 工业试验指标 3 结论 1 黄铜矿和铁闪锌矿单矿物浮选试验中，采用了 2 5 号黑药、Z 2 0 0 、丁胺黑药、丁黄药、2 ．巯基苯骈噻唑等5 种捕收剂，在p H 7 9 的范围内，5 种捕收剂对黄铜矿 和铁闪锌矿分离能力从大到小为丁黄药 2 - 巯基苯骈 噻唑 Z 2 0 0 丁胺黑药 2 5 号黑药。在p H 9 时，5 种 捕收剂对两种矿物的分离效果显著增加，2 一巯基苯骈噻 唑和丁黄药对两种矿物的分离效果增加得尤为明显。 2 以丁黄药和2 - 琉基苯骈噻唑混合药剂作为捕 收剂，在较低抑制剂用量下，硫化钠和亚硫酸钠对黄铜 矿和铁闪锌矿的分离效果较好；随着硫酸锌用量的增 大，其对两矿物的分离效果逐渐变好；焦硫酸钠和硫代 硫酸钠对两矿物的分离效果较差。 3 在实际矿石浮选试验研究中，磨矿粒度为 - 0 ．0 7 4I I I R I 粒级占8 4 ％左右，以硫酸锌作为锌矿物 抑制剂，丁黄药和2 一巯基苯骈噻唑 按摩尔比3 l 混 合 混合药剂作为铜矿物捕收剂，进行小型闭路试验， 可获得铜精矿品位2 2 ．0 9 ％、铜回收率9 2 ．1 l ％，锌精 矿品位4 9 ．1 3 ％、锌回收率7 3 ．3 3 ％的选别指标。 下转第4 7 页 h ．昌．葺缸 删m m m 5 3 3 2 矿I 黼 锅 万方数据 第3 期 张胜广等磁化焙烧．磁选．反浮选工艺回收选金尾矿中铁的试验研究 4 7 参考文献 [ 1 ] 张文生，徐之帅，张晋霞．新疆某褐铁矿选矿工艺流程试验研究 [ J ] ．科技资讯，2 0 0 9 2 2 2 5 0 2 5 1 ． [ 2 ]张汉泉．彭然。张泽强．广西某赤褐铁选矿试验研究[ J ] ．武汉 工程大学学报．2 0 1 0 。3 2 3 4 9 5 1 ． [ 3 ] 壬建丽．庹必阳．某细粒难选褐铁矿的分选研究[ J 】．湖南工业 大学学报，2 0 1 0 ．2 4 4 1 0 1 3 ． [ 4 ] 王中明，杨仕勇．俄罗斯某铁矿的选矿工艺研究[ J ] ．国外金属 矿选矿，2 0 0 5 9 3 0 3 3 ． [ 5 ] 李广涛，张宗华，张昱，等．四川某高磷鲡状赤褐铁矿石选矿试 验研究[ J ] ．金属矿山．2 0 0 s 4 4 3 4 6 ． 【6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 1 0 ] 黄红军。胡岳华，杨帆，等．某复杂难选红铁矿磁化焙烧磁选工 艺及机理研究[ J ] ．矿冶工程。2 0 i o 6 3 8 4 1 ． 邱崇栋，徐永仁．东川包子铺褐铁矿选矿试验研究[ J 】．矿冶工 程，2 0 1 0 1 3 5 - 3 7 ． 谢建宏，崔长征．宛鹤．新疆某难选复合铁矿选矿试验研究 [ J ] ．矿冶工程．2 0 0 9 5 3 3 3 5 ． 罗良飞，余永富，陈雯，等．某含铁浸金渣闪速焙烧磁选试验研 究[ J 】．矿冶工程。2 0 0 9 3 2 6 2 8 ． 罗仙平．程吉林．葛清海．等．黄狮涝金矿尾矿整体资源化回收 与利用研究[ J ] ．中国矿业，2 0 0 6 1 3 0 3 4 ． 黄红，罗立群．细粒铁物料闪速磁化焙烧前后的性质表征 [ J ] ．矿冶工程，2 0 1 1 2 6 1 - 6 4 ． 上接第4 3 页 4 将该复杂铜锌硫化矿分离新工艺应用于某铜 锌硫化矿选厂工业实践，生产指标稳定、药剂制度合 理，为同类铜锌硫化矿的分离回收提供了一种有效的 方法。 参考文献 [ 1 ] 王奉刚，刘全军，王学娟．云南某铜锌硫化矿浮选试验研究[ J ] ． 矿业快报，2 0 0 7 8 2 3 2 6 ． [ 2 ] L e p p i n e nJO ，H i n t i k k aVV ，g a l a p u d a sRP ，F a ％c o f e l e e m Ⅺh e m i c a l c o n t r o lO i l8 d ∞6 v ef l o t a t i o no fc o p p e ra n dz i n cf r o mc o m p l e xo r e g [ J ] ．M i n e r a l sE 响M { t l g ，1 9 9 8 ．儿 1 3 9 - 5 1 ． [ 3 ] 孙敬锋，王林祥，曾海鹏．等．某铜锌多金属硫化矿选矿工艺研究 [ J ] ．现代矿业，2 0 1 0 1 0 3 0 3 2 ． [ 4 ]邬顺科，戴晶平，刘运财．易浮难分离的铜铅锌硫化矿石的浮选 工艺优化研究[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 6 1 0 2 0 - 2 4 ． 5 1 于雪．铜锌硫化矿难以分离的可能原因及解决途径[ J 1 ．国外 金属矿选矿．2 0 0 4 9 4 8 ． [ 6 ]杨国锋．孙敬锋，贾风梅，等．某铜一锌矿石的浮选和分离工艺试验 研究[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 0 9 4 3 3 3 5 ． [ 7 ] 汤小军，李拓，蔡俊蜂．某高硫难选铜锌矿试验研究及工业实 践[ J ] ．四川有色金属，2 0 0 7 1 2 1 8 2 2 ， [ 8 ] 袁明华，普仓凤．多金属复杂铜矿铜锌硫分离浮选试验研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 8 1 1 - 3 ． 矿冶工程杂志2 0 1 2 年征订启事 矿冶工程 双月刊 由中国金属学会、长沙矿冶研究院主办，面向国内外公开发行。本刊是中国 期刊方阵“双效期刊”、全国中文核心期刊。已被中国科学引文数据库 C S C D 、中国知网、万方数据库、 重庆维普资讯等全文收录，是国外多家知名检索刊物的检索对象。 矿冶工程读者对象是采矿、选矿、冶金、材料、地质、煤炭、化工等系统的有关生产、设计及科研人 员、院校师生和生产技术管理人员。主要栏目为专家访谈、综合评述、采矿、选矿、冶金、材料、经验交流、 技术革新、矿冶行业企业管理等，内容新颖，是开拓、激发创造力的良师益友。 矿冶工程编辑部承接彩色、黑白及文字广告业务，欢迎各企事业单位来电来函联络。 矿冶工程真诚欢迎新、老订户向全国各地邮局订阅本刊，也可直接向编辑部订阅。邮发代号 4 2 5 8 ，大1 6 K ，定价1 0 元，全年6 0 元。 地址 4 1 0 0 1 2 湖南省长沙市麓山南路9 6 6 号矿冶工程编辑部联系人黄小芳 电话 0 7 3 1 8 8 6 5 7 0 7 0 ／8 8 6 5 7 1 7 6传真 0 7 3 1 8 8 6 5 7 1 8 6 E m a i l K Y C , C 2 1 1 8 ．c n 开户名称长沙矿冶研究院有限责任公司开户银行长沙市工商银行左家垅支行 帐号1 9 0 1 0 1 3 0 0 9 0 1 4 4 5 0 2 7 6 万方数据