某硫化铜金矿选矿试验研究.pdf

第3 3 卷第1 期 2 0 1 3 年0 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N D Ⅱe T A IIU R G I C A LE N G D 旺m R 矾G V 0 1 ．3 3 №1 F e b r u a r y2 0 1 3 某硫化铜金矿选矿试验研究① 李志辉1 ”，刘有才1 ，刘洪萍2 ，朱忠泗1 1 ．中南大学化学化工学院，湖南长沙4 1 0 0 8 3 ；2 ．长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要某硫化铜金矿原矿c u 和A u 品位分别为3 ，2 7 ％和2 ．3 5g ／t ，针对铜的赋存状态及粒度嵌布特点，进行了浮选工艺研究。确 定了最佳试验条件为磨矿粒度为一0 ．0 7 4m ／n 粒级占7 0 ％，p H 8 ．5 ，采用B Y - 3 0 9 与B - 5 0 5 0 组合作捕收剂，用量分别为1 1 0s ／t 和 5 5s ／t ，一粗三精三扫闭路试验获得了含c u1 8 ．8 7 ％、A u1 3 ．5 8 7g ／t 的铜金混合精矿，铜、金回收率分别达到了9 2 ．7 0 ％与8 9 ．5 3 ％， 实现了硫化铜金矿综合高效回收。 关键词浮选；硫化铜金矿；组合捕收剂 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A d 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 1 ．0 1 l 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 1 0 0 4 1 0 4 B e n e f i c i a t i o nE x p e r i m e n tR e s e a r c ho fC o p p e rS u l f i d eG o l dO r e L IZ h i h u i l ’。，L I UY o u c a i l ，L I UH o n g p i n g 。，Z H UZ h o n g s i l 1 ．C o l l e g eo fC h e m i s t r y ＆C h e m i c a lE 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 ； 2 ．C h a n g s h aR e s e a r c hI n s t i t u t eo f 胁，l i ，l ga n dM e t a l l u r g yC oL t d ，C h a n g s h a4 1 0 0 1 2 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t I nv i e wo ft h eo c c u r r e n c es t a t eo fc o p p e rm i n e r a l sa n dd i s s e m i n a t i o ns i z e o fac o p p e rs u l f i d eg o l dO r ew i t l lC u g r a d eo f3 ．2 7 ％a n dA ug r a d eo f2 ．3 5g ／t 。f l o t a t i o nt e c h n i q u ew a ss t u d i e d 。W i t ht h eo p t i m i z e dg r i n d i n gf i n e n e s so f - 0 ．0 7 4m l n7 0 ％，a tp Hv a l u eo fa r o u n d8 ．5 ，b ya d o p t i n gac o m b i n e dc o i l e c t o r so fB Y - 3 0 9a n dB - 5 0 5 0w i t ht h e d o s a g eo f1 1 0r ／ta n d5 5r ／t ，r e s p e c t i v e l y ，ac o p p e r g o l db u l kc o n c e n t r a t eg r a d e da t1 8 ．8 7 ％C ua n d1 3 ．5 8 7g ／tA u ， w i t hC ua n dA ur e c o v e r yo f9 2 ．7 0 ％a n d8 9 ．5 3 ％，r e s p e c t i v e l y ，c a l lb eo b t a i n e da d o p t i n gac l o s e d c i r c u i tf l o w s h e e t c o n s i s t i n go fo n es t a g eo fr o u g h i n g ，t h r e es t a g e so fc l e a n i n ga n dt h r e es t a g e so fs c a v e n g i n g ．T h e r e f o r eh i s he f f i c i e n t c o m p r e h e n s i v er e c o v e r yo fc o p p e rs u l f i d eg o l do r ew a sr e a l i z e d ． K e yw o r d s f l o t a t i o n ；c o p p e rs u l f i d eg o l do r e ；c o m b i n e dc o l l e c t o r s 铜和黄金是具有商品价值和金融价值的宝贵战略 资源，在国民经济和社会进步中扮演着重要的角色。 在有色金属矿中，铜矿石是一种有较高开发价值的资 源。铜矿石中除铜外还含有金、银、钼、硫等伴生组分。 我国有色金属伴生金占黄金总储量的4 4 ．3 ％，伴生金 的产量9 0 ％来自铜矿【lJ 。因此，开展提高硫化铜等矿 物中铜及伴生金回收率研究，既能对矿产资源进行综 合开发和利用，又能提高企业经济效益，促进矿山企业 的可持续性发展。 浮选法是含金硫化矿岩金矿山广泛运用的选矿方 法心] 。金的浮选，重点是要研究金的载体矿物如含金 黄铜矿的浮选”J 。近年来，黄金矿山浮选工艺流程的 革新改造以及科研成果很多，效果明显。阶段磨浮流 程、重．浮联合流程HJ 、强化浮金药剂等，是目前我国浮 选工艺发展的主要趋势”J 。我国含金硫化铜矿的选 矿方法是浮选出铜精矿，使金尽可能地富集到铜精矿 中，然后用火法冶炼的方法对金进行提炼。湖北某硫 化铜金矿是以原生硫化铜为主，伴生金、银、钼等多种 金属的大型矿山。该矿有价值的金属分布极不均匀， 嵌布粒度细，矿石结构、矿物组合以及嵌布关系十分复 杂。为了更好地综合利用矿产资源，使经济效益和社 会效益最大化，进行了系统的选矿试验，实现了对硫化 铜矿中铜、金矿物的选择性高效回收。 l 矿石性质 原矿取自湖北某地，矿样中主要有价金属为铜，含 量为3 ．2 7 ％，含金2 ．3 5g ／t ，相对一般铜矿而言，伴生 金品位已经很高，必须考虑综合回收。M o 含量达到了 0 ．0 3 5 ％，具有综合回收价值，但要实现铜钼分离，选矿 厂原有设备与流程均需改造，另外还要考虑生产规模， ①收稿日期2 0 1 2 - 0 9 - 0 7 作者筒介李志辉 1 9 7 9 一 ，男，湖北荆州人。工程硕士研究生，主要研究方向为分析化学和化学工程。 万方数据 4 2 矿冶工程第3 3 卷 只有处理量达到5 0 0 10 0 0t ／d 时考虑铜钼分离才有 意义。在目前条件下矿石中A g 也具有综合利用价 值，铅锌等含量小于0 ．1 ％，没有回收价值。原矿多元 素化学成分分析结果见表l 。 表1 矿石多元素分析结果 质量分数} ／* ／o M g O C a OM n O T i 0 2S i 0 2A 1 2 0 3 PS 1 ．6 41 2 ．1 80 ．1 50 ．1 31 7 ．3 22 ．5 4O ．0 64 ．7 5 M oP bC uF eZ n A 9 1 A u O ．0 3 5O ．0 13 ．2 7l O ．8 90 ．0 68 ．6 52 ．3 5 1 单位为g ／t 。 原矿中铜物相分析结果见表2 。由表2 可知，矿 石中铜主要以原生硫化铜 黄铜矿 形式存在，其次是 分布在次生硫化铜中。碳酸盐、氧化物以及硅铁酸盐 中铜含量达到了1 0 ％以上，因此矿石还有一定的氧 化率。 表2 原矿中铜物相分析结果 在斑铜矿晶体中包裹着黄铜矿晶体，包体大小不 等，几微米至近百微米。由能谱成分分析结果可知， C u 主要以斑铜矿、黄铜矿形式存在，F e 主要以黄铁 矿、斑铜矿、黄铜矿以及少量的磁铁矿形式存在。 经显微镜下观察，矿石样品的主要显微结构为半 自形粒状结构、脉状结构两类。半自形粒状结构为矿 石的主要结构，矿物颗粒的大小变化较大，一般为0 ．4 m m 1m m ，大者可见数厘米。岩石绢云母化和绿泥 石化现象比较明显。含铜矿物和含钼矿物主要分布于 绢云母化带和绿泥石化带之中。石英及方解石呈脉状 充填在矿石中，脉宽大小不一，镜下可见脉宽一般为 0 ．0 3m i l l 左右，大者可达数毫米，在石英脉和方解石脉 中少见金属矿物，在与围岩接触部位较多见金属矿物。 2 选矿试验研究 在铜硫的浮选分离中，凡是含铁的铜矿物，如黄铜 矿、斑铜矿等，在碱性介质中易受石灰的抑制。硫化铜 矿物的可浮性还受到结晶粒度、嵌布粒度和原生、次生 等因素的影响。次生硫化铜矿容易氧化，比原生铜矿 难浮[ 4J 。因此本文从捕收剂种类与用量、磨矿粒度、 矿浆p H 值等方面进行探讨。 2 ．1 捕牧剂种类与用量的影响 浮黄铜矿最常用的捕收剂是黄药、黑药、硫氮等， 在较宽的p H 范围 4 ～1 2 内黄铜矿具有良好的可浮 性。研究发现，对含金黄铜矿使用Y ．8 9 系列捕收剂能 获得良好的结果哺J 。近年来还有许多成分未公开的 捕收剂如S - 7 0 1 引、B S 一1 2 0 1 [ 8 | 、Z I A 0 2 0 [ 9 | 、M O S - 2 [ 1 0 ] 、 S K l l l ] 、P N 4 0 5 5 与Z Y ．1 1 1 黄药混用㈦、T - 2 K [ 1 3 1 等。 本文主要研究了丁基黄药、戊基黄药、丁胺黑药、Z 一 2 0 0 。、苯胺黑药、B Y - 3 0 9 、B Y 一3 0 9 和B - 5 0 5 0 组合、Y 8 9 3 、M a c ．1 0 十种捕收剂对硫化铜金矿捕收性能及选择 性的差异。捕收剂种类与用量条件试验流程见图1 ， 结果见表3 。 药剂 硫化锕金矿 精矿中矿尾矿 图1捕收剂种类与用量条件实验流程 由表3 可见，该铜矿与脉石矿物比较好分离，大部 分硫化矿捕收剂均能获得较好的选别指标，得到合格的 铜金混合精矿。从回收率角度看，戊基黄药、B Y 一3 0 9 、 Y 8 9 - 3 的回收效果要好一些，丁基黄药、丁胺黑药次之， Z - 2 0 0 、M a c 一1 0 、苯胺黑药较果较差；从铜精矿品位看， Z - 2 0 0 、M a c 一1 0 效果较好，可以达到2 0 ％以上，B Y - 3 0 9 、 丁基黄药次之，丁胺黑药与苯胺黑药效果较差。捕收 剂捕收能力强，铜回收率高，相应的选择性差一些。反 之，捕收能力弱，获得的铜精矿品位高，但是铜回收率 低。金也呈现类似规律，其中M a c 一1 0 、Z - 2 0 0 、丁胺黑 药等显示出了对金的较好选择性。综合捕收能力与选 择性，确定适宜的捕收剂为B Y 一3 0 9 与B - 5 0 5 0 组合，其 用量为粗选B Y - 3 0 91 0 0g ／t B - 5 0 5 04 0g ／t ，扫选 B Y 一3 0 92 0g ／t 。此条件下，获得的铜精矿品位1 8 ．6 9 ％， 铜开路回收率 精矿 中矿 可以达到9 2 ．8 1 ％，铜精 矿含金1 2 ．6 8g ／t ，金开路回收率 精矿 中矿 可以达 到8 7 ．5 ％。 万方数据 第1 期李志辉等某硫化铜金矿选矿试验研究 4 3 表3捕收剂种类与用■条件实验结果 1 单位为g ／t 。 2 ．2 磨矿粒度的影响 磨矿粒度越细，有用矿物与脉石矿物的解离越充 分，对提高金属的回收率有利，但会相应增加能耗，降 低处理能力，因此，合适的磨矿粒度是矿物合理分选的 关键。按图1 所示流程考察了磨矿粒度对铜金选别指 标的影响，试验结果见图2 。 逻逞 辇羹 8 回 图2 磨矿粒度条件实验结果 f 々 3 ＼ 趔 喀 j 由图2 可知，开始随着矿石粒度变细，c u 和A u 的 品位及回收率都相应增加；当磨矿粒度达到一0 ．0 7 4 I n l - n 粒级占7 0 ．0 ％～7 4 ．5 ％时，对选c u 和A u 指标影 响不大；磨矿粒度较细时，有利于降低铜精矿中金的 含量及损失率，提高铜精矿中金的回收率；当磨矿粒度 达到一0 ．0 7 4h i m 粒级占7 4 ．5 ％时，由于泥化严重、浮 选环境恶化，反而不利于金、铜的浮选分离，而且矿石 被磨越细耗能越高。因此，确定适宜的磨矿粒度为 一0 ．0 7 4m ／l l 粒级含量7 0 ．0 ％～7 4 ．5 ％。 2 ．3 p H 值的影响 用石灰抑制黄铁矿是铜硫分离的常用方法。采用 石灰法进行铜硫分离时，矿浆的p H 值能明显地影响 分离效果。一般的规律是，处理含黄铁矿量多的致密 块矿时，需加大量石灰，使矿浆中的游离C a O 含量达 到8 0 0g ／t 左右才能抑制黄铁矿。对含黄铁矿少的浸 染矿，用石灰控制矿浆p H 值在9 ～1 2 就能浮铜抑 硫4 | 。按照图1 所示流程，以B Y - 3 0 9 和B 一5 0 5 0 组合 作为捕收剂，磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占7 0 ．o ％， 研究了矿浆p H 值对浮选过程的影响，结果见图3 。 量墨 莲篓 S 回 矿浆p Ⅱ值 图3 矿浆p H 值的试验结果 0 0 9 0 3 0 ∞帅蛳加砷鼬柏如如o∞蛐踯为砷鲫柏如如o I_1．暑v＼翠唾。 加砷靳柏∞加m o ∞如鲫加砷鲫柚鲫加加0 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 从图3 可以看出，当p H 值为6 ．5 ～1 0 ．5 时，硫化 铜均保持着较好的可浮性，且c u 和A u 的回收率在 p H 值为7 ．5 和8 ．5 时相差不大。开始，随着p H 值增 加，浮选精矿中的C u 和A u 品位及回收率均快速增 加，但金的指标增加更快，p H 值继续增加时C u 和A u 品位及回收率均减少。当p H 值为8 ．5 时，c u 和A u 品位达到最大，分别为1 8 ．6 9 ％和1 2 ．6 8g ／t ，此时，尾 矿回收率都达到了最低，分别为7 ．1 9 ％和1 2 ．5 0 ％。 因此，实验确定最佳的矿浆p H 值为8 ．5 左右，此时对 应的石灰用量为l0 0 0g ／t 。 2 ．4 闭路试验 在条件试验的基础上，进行了闭路试验，闭路流程 见图4 ，结果见表4 。 硫化铜金矿 图4 精矿闭路试验流程与药剂条件 表4 闭路试验结果 1 单位为g ／t 。 由表4 可知，在原矿含C u3 ．3 3 ％、A u2 ．4 8g ／t 的 条件下，一段磨矿到一0 ．0 7 41 ／1 1 1 1 粒级占7 0 ％，添加 10 0 0g ／t 的石灰调节矿浆p H 值至8 ．5 左右，采用 B Y - 3 0 9 与B - 5 0 5 0 组合作捕收剂，用量分别为l1 0g ／t 和5 5g ／t ，采用一粗三精三扫流程，可以获得含C u 1 8 ．8 7 ％、A u l 3 ．5 8 7 9 ／t 的铜金混合精矿，铜金回收率 分别达到了9 2 。7 0 ％与8 9 ．5 3 ％。该流程较短，药剂制 度简单，可以实现该类铜金矿石的高效回收。 3 结论 1 某铜矿样中可供选矿回收的主要组分是铜，其 含量为3 ．2 7 ％，主要以黄铜矿形式存在，矿样中铜的 氧化率为1 0 ％左右。矿石中含有2 ．3 5g ／t 的金可作 为伴生组分加以综合回收利用。 2 在原矿含C u3 ．2 7 ％、A u2 ．3 5g ／t 的条件下， 采用一粗三精三扫流程，一段磨矿蓟一0 ．0 7 4m m 粒级 占7 0 ％，添加10 0 0g ／t 的石灰调节矿浆p H 值至8 ．5 左右，采用B Y - 3 0 9 与B - 5 0 5 0 组合作捕收剂，用量分别 为1 1 0g ／t 和5 5g ／t ，可以获得含C u1 8 ．8 7 ％、A u 1 3 ．5 8 7g ／t 的铜金混合精矿，铜金回收率分别达到了 9 2 ．7 0 ％与8 9 ．5 3 ％。 参考文献 [ 1 ] 杨奉兰．伴生金银选矿技术现状与发展[ J ] ．国外金属矿选矿， 1 9 9 4 4 1 7 一1 8 ． [ 2 ] F o r r e s tK ，Y a hD ，D u n n eR ．O p t l m i s a t i o no fg o l dr e c o v e r yb ys e l e e t i r eg o l df l o t a t i o nf o rc o p p e r - g o l d - p y r i t eO r e s [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r - i n g ，2 0 0 1 ，2 1 4 2 2 7 2 4 1 ． [ 3 ] 刘展常．广西德保钦甲铜锡矿区伴生金银赋存规律研究[ J ] ．有 色金属，2 0 1 0 ，6 2 5 1 4 一1 7 ． [ 4 ] 李锐，鲁珊江．提高邹平铜矿伴生金银总回收率的探讨[ j ] ． 矿业快报，2 0 0 2 1 6 1 1 1 3 ． [ 5 ] 胡岳华，冯其明．矿物资源加工技术与设备[ M ] ．北京科学出 版社。2 0 0 6 ． [ 6 ] 罗惠华，罗廉明，王玉林．Y 8 9 捕收荆选金、铜的试验研究[ J 】． 金属矿山，2 0 0 l 3 3 0 3 2 ． [ 7 ] K l i m p e lR ，h h e r w o o dS ．S o m en e wf l o t a t i o np r o d u c t sf o rt h ei m - 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