内蒙某难选铜硫矿石选矿试验研究.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶工程 l V I I N I N GA N DM 哐T A I ．I ．I 瓜G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 内蒙某难选铜硫矿石选矿试验研究① 孟宪瑜，秦贵杰，高起鹏 沈阳有色金属研究院，辽宁沈阳1 1 0 1 4 1 摘要某难选铜硫矿石含铜0 ．8 2 6 ％，含硫2 5 ．7 7 ％，其中次生铜占5 2 ．9 4 ％，铜的氧化率为9 ．4 1 ％。采用铜硫顺序优先浮选工艺流 程，优先浮铜时使用石灰 C L 的组合抑制剂抑制被c u 2 活化的黄铁矿，铜粗精矿再磨再选，获得试验指标为铜精矿含铜1 5 ．1 4 ％、 铜回收率7 1 ．0 3 ％，硫精矿含硫4 3 ．7 3 ％、硫回收率7 6 ．0 6 ％。 关键词铜硫矿石；次生铜矿；浮选；再磨 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 4 ．0 8 ．0 3 7 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 - 0 1 4 2 - 0 4 难选铜硫矿石是指一类高硫低铜、黄铁矿活性较 强的矿石。此类矿石黄铁矿含量高难抑制，铜矿物中 次生硫化铜较多。次生硫化铜矿物不稳定，在氧化作 用下会分解4 C u 2 S 9 0 2 4 C u S 0 4 2 C u 2 0 ，这样矿 浆中就有大量的铜离子存在。铜离子会活化黄铁矿， 破坏选矿过程的选择性，使选矿过程更加复杂化，也使 c u ．s 分离更加困难，因而在选矿过程中必须充分注意 铜离子，同时也应十分注意黄铁矿的选择性抑制才能 达到满意的分选效果⋯。针对这种矿石的特点，对内 蒙某难选铜硫矿石进行了选矿工艺研究。 1 矿石性质 矿石中金属矿物主要为黄铁矿，其次为铜矿物，铜 矿物的种类非常多，分为原生硫化铜矿物、次生硫化铜 矿物和氧化铜矿物，原生硫化铜矿物有黄铜矿和黝铜 矿，次生硫化铜矿物有斑铜矿、蓝辉铜矿、辉铜矿和铜 蓝，氧化铜矿物为孔雀石；另外矿石中还含有少量的闪 锌矿、方铅矿和磁铁矿等。非金属矿物主要有石英、绿 泥石、绢云母和碳酸盐矿物等。 1 ．1 原矿多元素分析 原矿多元素分析结果见表1 。 表1 原矿多元素分析结果 质量分数 ／％ C uF eSP bZ n S i 0 2M g OA 1 2 0 3C a OA u l A 9 1 0 ．蚴62 4 ．3 2 2 5 ．7 7o ．0 1 40 ．1 l O3 3 ．4 11 ．6 07 ．2 81 ．6 80 ．3 39 ．7 6 1 单位为g ／t 。 1 ．2 铜物相分析 铜物相分析结果见表2 。 表2铜物相分析结果 从表1 、表2 可以看出，该矿石中可回收的有价金属 元素主要为铜；硫含量较高，具有较高的综合回收价值。 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3 7 ．6 5 ％，而次生硫化铜 中铜的占有率为5 2 ．9 4 ％，铜的氧化率为9 ．4 1 ％。 1 ．3 主要矿物嵌布特征 黄铜矿主要以他形粒状、不规则状、脉状网脉状 产出，大部分黄铜矿与黄铁矿共生，充填在黄铜矿的粒 间和裂隙中，并沿接触线交代黄铁矿，少量单独分布在 脉石中。黄铜矿的粒度以细粒嵌布为主，尤其是充填在 黄铁矿裂隙中的黄铜矿粒度十分细小，多为0 ．0 3 7m I n 以下的颗粒，较大黄铜矿颗粒中均包裹细粒的黄铁矿、 闪锌矿、脉石矿物等。黄铜矿风化蚀变作用十分强烈， 蚀变产物主要为蓝辉铜矿和辉铜矿，还有少量的斑铜 矿和铜蓝等次生硫化铜矿物，蓝辉铜矿、辉铜矿等沿沿 黄铜矿的外表、裂隙自外而内交代黄铜矿，包围在黄铜 矿颗粒的边缘，形成反应边结构，有的呈脉状、细脉状 充填在黄铜矿的裂隙中，有的交代作用较强烈，仅留少 量黄铜矿包裹在蓝辉铜矿、辉铜矿的核心，形成杏核状 结构，有的完全交替黄铜矿。有的黄铜矿蚀变为斑铜 矿，斑铜矿分布在黄铜矿的边缘和包裹在黄铜矿中，斑 铜矿进一步蚀变为辉铜矿、蓝辉铜矿等。有少量细粒 ①收稿日期2 0 1 4 0 6 一1 9 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工作。 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 孟宪瑜等内蒙某难选铜硫矿石选矿试验研究1 4 3 黄铜矿与次生硫化铜矿物呈连晶关系，稀疏分布在脉 石中。 蓝辉铜矿和辉铜矿为次生硫化铜矿物，为黄铜矿 主要蚀变的产物，多穿插和交代黄铜矿，以环状、薄膜 状分布在黄铜矿颗粒周边，有的形成反应边结构，有的 呈脉状、细脉状充填在黄铜矿的裂隙中，有的交代作用 较强烈，仅留少量黄铜矿包裹在斑铜矿的核心，形成杏 核状结构，有的完全交替黄铜矿、产出特征与黄铜矿相 似，主要以他形粒状、不规则状、细脉状、网脉状充填在 黄铁矿的粒间和裂隙中，并沿接触线交代黄铁矿，少量 单独或与其他铜矿物一起分布在脉石中；在蓝辉铜矿 中均发布细粒的黄铁矿、脉石矿物等矿物。 斑铜矿为黄铜矿的蚀变产物，含量不多，与黄铜 矿嵌布关系最为密切，以细粒状分布在黄铜矿的边缘 和包裹在黄铜矿中。斑铜矿进一步蚀变为辉铜矿、蓝 辉铜矿、铜蓝，包围在斑铜矿的表面，形成反应边结构。 有的斑铜矿充填在黄铁矿的粒间和孔洞中。斑铜矿的 粒度一般较细小。 黝铜矿为矿石中的原生铜矿物，以半自形粒状、 他形粒状产出，与黄铜矿伴生，多嵌布在黄铜矿的粒间 和包裹在黄铜矿中，有的嵌布在黄铁矿的粒间和嵌布 在脉石中，含量不多，粒度以中粒嵌布为主。 黄铁矿在矿石中含量较多，分布广泛，主要以半 自形粒状、自形粒状及粒状集合体产出，集合体呈致密 块状、稠密浸染分布在脉石矿物中，黄铁矿的粒度不均 匀。黄铁矿的粒间和裂隙中常充填他形粒状、脉状、网 脉状的黄铜矿、蓝辉铜矿等矿物，接触面被黄铜矿、蓝 辉铜矿交代。黄铁矿的孔洞很发育，空洞中充填有细 粒的黄铜矿、斑铜矿等矿物。有一部分黄铁矿包裹在 黄铜矿和蓝辉铜矿中，被包裹的黄铁矿往往十分细小， 在铜矿物中呈稠密浸染状分布。 2 试验结果与讨论 浮选铜硫矿石常见的流程有优先浮选流程、混合 浮选再分离流程等旧J 。在对该矿石进行详细工艺矿 物学研究和探索试验的基础上，确定采用优先选铜，铜 尾选硫的工艺流程对该矿石进行选矿试验研究。 2 ．1 磨矿细度试验 将矿石磨至适宜有用矿物重选的粒度，使矿石中 的铜得到适当单体解离，才能取得较优的浮选工艺指 标。粗选磨矿细度试验的石灰用量为30 0 0g ／t ，硫氨 酯用量为6 0g ／t ，松醇油用量为8g ／t ，磨矿细度对钨锡 混合精矿品位和回收率影响见图1 。 根据图1 结果，综合考虑铜的品位和回收率，磨矿 细度取- 0 ．0 7 5m l n 粒级占8 0 ％是适宜的。 4 ．0 7 5m m 粒缎含量／％ 图l磨矿细度对铜粗选指标的影响 2 ．2 铜粗选石灰用量试验 矿浆p H 值调整剂可以为浮选药剂和矿石相互作 用创造良好的浮选条件，并兼顾消除其他影响。适宜 的矿浆p H 值调整剂种类和用量可以使矿物具有良好 的选择性和可浮性。石灰是硫化矿浮选中应用较为广 泛的一种碱性调整剂，同时对黄铁矿有一定的抑制作 用。本次试验矿石由于矿浆中溶解有大量的C u “，使 黄铁矿受到活化，单独使用石灰难以达到抑制效果， 考查了石灰 硫化钠、石灰 腐殖酸钠及石灰 C L 的抑 制效果。在以上基础上选用石灰 C L 作为黄铁矿的抑 制剂。石灰用量试验研究在磨矿细度- 0 ．0 7 5H l n l 粒级 占8 0 ％，C L 用量为8 0 0g ／t ，硫氨酯用量为4 0g ／t ，对 试样进行粗选试验，试验结果见图2 。 7 5 7 0 6 5 印 亭5 5 萋5 1 1 曰4 5 4 0 3 5 3 0 2 5 石灰用量／ k g r ‘ 图2 石灰用量对粗选指标的影响 从图2 可知，随着石灰用量的增加，铜粗精矿中铜 品位及回收率先增加，超过4k g ／t 时，回收率又下降。 用量为4k g ／t 时，铜粗精矿含铜2 ．4 1 ％、铜回收率为 6 8 ．1 9 ％。此时矿浆的p H 值为1 2 。石灰用量选用 4k g ／t 。 2 ．3 C L 用量试验 磨矿细度一0 ．0 7 5n l l n 粒级占8 0 ％，石灰用量为 4k g , ／t ，硫氨酯用量为4 0g ／t ，对试样进行铜粗选C L 用量试验研究，试验结果见图3 。 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 7 5 7 0 6 5 6 0 苓5 5 ．8 L 5 0 擎 日4 5 4 0 3 5 3 0 2 5 C L 用量／ 1 【g t 1 图3C k 用量对粗选指标的影响 从C L 用量试验结果来看，C L 对铜的回收率几乎 没有影响，对黄铁矿的抑制效果十分显著，因此选择次 氯酸钙适宜的用量为0 ．8k g ／t 。 2 ．4 硫氨酯用量试验 针对不同类型的矿物，选择有效的捕收剂，是获得 理想选矿技术指标的重要前提。硫化铜浮选中常用捕 收剂有乙基黄药、丁基黄药、黑药、硫氨酯等，本试验铜 捕收剂选用选择性好、对黄铁矿捕收力弱的硫氨酯作 为捕收剂。试验固定磨矿细度为- 0 ．0 7 5l ／l l n 粒级占 8 0 ％，石灰为4k g ／t ，C L 用量为0 ．8k g ／t ，采用一次粗 选流程，硫氨酯用量试验结果如图4 。 硫氨酯用量／ g 叶1 图4 硫氨酯用量对铜粗选指标的影响 从图4 可以看出，随着硫氨酯用量的增加，粗精矿 铜品位下降、回收率上升。硫氨酯用量为4 0g ／t 时，铜 品位2 ．6 2 ％，铜回收率6 9 ．7 2 ％，此时指标最佳。确定 硫氨酯用量为4 0g ／t 。 2 ．5 铜粗精再磨试验 在一段磨矿细度为- 0 ．0 7 5m i l l 粒级占8 0 ％下，铜 精矿即使经过四次精选品位也只有1 1 ．2 2 ％，因此试验 进行了精矿再磨试验，试验采用粗精再磨后三次精选， 试验结果见图5 。由图5 可见，随着再磨细度的增加， 铜精矿铜品位及回收率增加。再磨细度为- 0 ．0 3 8m m 粒 级占9 6 ．5 8 ％时，铜品位为1 8 ．8 6 ％、回收率为3 2 ．0 6 ％，回 收率增幅不大。选择铜粗精再磨细度为一0 ．0 3 8r a n l 占 9 6 ．5 8 ％。 4 1 ．0 3 8m m 粒级含量／％ 图5 铜粗精矿再磨细度对铜精矿指标的影响 2 ．6 选硫试验 试验对黄铁矿进行了活化回收试验。试验对活化 剂、捕收剂用量进行了详细考查。使用硫酸调节矿浆 p H 值，硫酸铜活化黄铁矿，丁基黄药作捕收剂。采用 一粗一精一扫的工艺流程。 2 ．7 闭路试验 在条件试验和开路试验的基础上，采用了优先浮 选铜．再活化浮选硫的工艺流程进行闭路试验，铜浮选 采用一次粗选、三次精选二次扫选，粗精再磨流程，浮 铜尾矿使用一次粗选、一次精选、一次扫选流程。试验 流程如图6 所示。试验结果见表3 。 硫精矿尾矿 图6 闭路试验工艺流程 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 孟宪瑜等内蒙某难选铜硫矿石选矿试验研究 1 4 5 表3 闭路试验结果 3 结语 1 该铜硫矿石铜低硫高，由于有次生铜矿物的存 在，其溶于矿浆中的C u 2 将黄铁矿活化，在浮铜抑硫 过程中，黄铁矿很难抑制，属难选铜硫矿石。 2 矿石中的黄铜矿与其他金属矿物均有明确的 嵌布关系，尤其与黄铁矿的嵌布关系十分紧密，另外黄 铜矿中有闪锌矿等包裹体，因包裹体细小而难以从黄 铜矿中解离；辉铜矿、铜蓝均主要以细粒状产出，蓝辉 铜矿主要以细粒状、粉末状产出，且与黄铁矿、褐铁矿、 针铁矿的嵌布关系十分复杂，难以从脉石、铁矿物中解 离，且其中的铁矿物包裹体也难以从铜矿物中解离出 来，以上因素均影响精矿品位。 3 组合抑制剂石灰 C L 可抑制被C u 2 活化的黄 铁矿。铜浮选中的粗精矿再磨可保证铜精矿质量。 4 通过试验研究，确定了适合该铜硫矿石的工艺 流程和工艺条件采用了优先浮选铜一再活化浮选硫的 工艺流程。铜浮选采用一次沮选、三次精选二次扫选， 粗精再磨流程，浮铜尾矿使用一次粗选、一次精选、一 次扫选流程。得到的最终选矿指标为，铜精矿含铜品 位为1 5 ．1 4 ％，铜回收率为7 1 ．0 3 ％，硫精矿含硫品位为 4 3 ．7 3 ％，硫回收率为7 6 ．0 6 ％。 参考文献 [ 1 ] 邱廷省．高硫含次生矿的硫化铜矿选矿工艺研究[ J ] ．有色矿山 1 9 9 9 3 1 5 1 7 ． [ 2 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 2 ． 万方数据