提高某深部铜矿回收率的工艺研究.pdf

第3 3 卷第4 期 2 0 1 3 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM 呕T IIU R G I C A L 到惦D 哑凰R 矾G V 0 1 ．3 3 №4 A u g u s t2 0 1 3 提高某深部铜矿回收率的工艺研究① 蒋昊，俞亚文，刘国蓉，黄凯，谢珍 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 摘要某铜铁矿深部矿石性质及组成发生了较大变化，导致在现有工艺流程下铜回收率呈波动下降，为解决这一问题，进行了工 艺矿物学研究和矿石可选性研究。结果表明阶段磨矿与中矿再磨都可以很好的提高铜矿石回收率，且效果相当。粗磨粒度为一 0 ．0 7 4i b m 粒级占6 9 ．6 8 ％，以M B 与M O S 一2 为混合捕收剂，采用中矿集中再磨至一0 ．0 7 4m n l 粒级占8 8 ％左右返回浮选流程，可获 得含铜2 0 ．8 9 ％、金1 0 ．5 8g ／t 、银7 8 ．8 4s ／t 的铜精矿，铜回收率为9 4 ．9 7 ％。 关键词浮选；硫化铜；中矿再磨；阶段磨矿 中图分类号T D 9 2 3文献标识码Ad 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 4 ．0 0 9 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 4 0 0 4 2 0 4 R e s e a r c ho nB e n e f i c i a t i o nT e c h n i q u et oI m p r o v eR e c o v e r y o fD e e pM i n e dC o p p e rO r e J I A N GH a o ，Y UY a - w e n ，L I UG u o - r o n g ，H U A N GK a i ，X I EZ h e n S c h o o lo fM i n e r a l sP r o c e s s i n g B 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 T h ev a r i a t i o no fp r o p e r t i e sa n dc o m p o s i t i o no fad e e pm i n e dc o p p e ro r eh a dr e s u l t e di nad o w n w a r du n d u l a t i n g o fc o p p e rr e c o v e r yw i t hc u r r e n tf l o w s h e e t ．A i m i n gt os o l v et h i sp r o b l e m ，p r o c e s sm i n e r a l o g ya n df l o a t a b i l i t yo ft h i so r e w e r es t u d i e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tc o p p e rr e c o v e r yc a nb ew e l li m p r o v e da tas i m i l a re x t e n tb yb o t hs t a g e g r i n d i n ga n d m i d d l i n g sr e g r i n d i n g ．W i t har o u s hg r i n d i n gf i n e n e s so f - 0 ．0 7 4m m 6 9 ．6 8 ％a n dam i x e dc o l l e c t o ro fM Ba n dM O S - 2 ， t h em i d d l i n g sg a t h e r i n gt o g e t h e rf o rr e n d i n gt ot h es i z eo f 一0 ．0 7 4m m8 8 ％w e r er e t u r n e dt of l o t a t i o np r o c e s s ， r e s u l t i n gi n9 4 ．9 7 ％C ur e c o v e r yi n t oac o p p e rc o n c e n t r a t e 诮t l lC u ，A ua n dA gc o n t e n ta s2 0 ．8 9 ％，1 0 ．5 8g ／ta n d 7 8 。8 4g ／t ．r e s p e c t i v e l y 。 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 e ；m i d d l i n g sr e g r i n d i n g ；s t a g eg r i n d i n g 某铜铁矿床是我国著名长江中下游铜铁成矿带的 重要组成部分，属大型矽卡岩铜铁矿床⋯，矿体中除富 含铜铁有价元素外，还伴生金银钴等贵金属，铜矿物中 有硫化铜矿和氧化铜矿。目前矿山开采向深部矿体拓 展，导致矿石性质及组成与原先相比发生较大的变 化呤J 。本文在对某深部矿石的工艺矿物学研究基础上， 进行铜矿的浮选条件试验和浮选工艺试验研究，以提高 铜矿的回收率，为企业全面综合利用铜铁矿提供参考、 为现场生产和选厂改扩建优化设计提供技术支持。 1 矿石性质 矿石中含铜矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿和 铜蓝；含铁矿物包括硫化铁、氧化铁矿和菱铁矿，硫化 铁主要是黄铁矿，氧化铁矿物有磁铁矿、磁赤铁矿、赤 铁矿和少量镜铁矿和褐铁矿等。金银是矿石中可综合 回收的金属，金在矿石中主要以自然金和银金矿存在， 银在矿石中除以金银矿或银金矿存在外，还以碲银矿 的形式存在。另外矿石中含有少量的钴可考虑综合回 收，钴在矿石中主要赋存于黄铁矿中。矿石中还存在 一些金属硫化矿如闪锌矿、方铅矿等。脉石矿物主要 有方解石、云母、石英、玉髓，白云石、少量的长石、绿泥 石、高岭石、蒙脱石、滑石、透辉石和石榴子石等。 矿石的化学多元素分析结果见表1 。矿石中铜和 铁物相分析结果见表2 。 从表2 可以看出矿石中的铜化合物主要为硫化 铜，铜的氧化率较小，只有6 ．3 8 ％。铁主要以磁铁矿、 ①收稿日期2 0 1 3 - 0 2 - 2 4 基金项目国家自然科学基金项目 5 0 9 7 4 1 3 4 作者简介蒋吴 1 9 7 1 一 ，女，湖南湘阴人，博士，副教授，主要研究方向浮选理论及工艺。 万方数据 第4 期蒋吴等提高某深部铜矿回收率的工艺研究 4 3 表1 矿石化学多元素分析结果 质量分数 ％ 元素相态含量／％占有率／％ 碳酸铁、赤铁矿和褐铁矿形式存在。 矿石中金与银物相分析结果见表3 。表3 结果显 示，金多以单体和连生体的形式存在于矿石中，还有部 分嵌布于硫化物与氧化物中，其他一小部分金嵌布在 硅酸盐中；银多以氧化银的形式存在于矿石中，其次多 以金属银形式存在，还有部分或以硫化物形式存在，或 嵌布于硫化物中，或嵌布于硅酸盐中。 表3 矿石金、银物相分析结果 显微镜鉴定结果表明，铜主要以黄铜矿、斑铜矿、 辉铜矿和铜蓝的化合物存在。黄铜矿为矿石中最主要 的铜矿物，其嵌布粒度不均匀，颗粒大者可达2 ．5m m ， 细粒者仅几微米。黄铜矿与矿石中的铁矿共生关系密 切，常见黄铜矿以它形不规则粒状分布于磁铁矿和赤 铁矿中，形成交代残余结构或以粒状形式被铁矿包裹， 或以不同宽度脉状分布于其中；还有部分黄铜矿与闪 锌矿关系密切，常见到有微粒闪锌矿呈乳浊状结构和 星状结构分布于黄铜矿中；矿石中还存在部分黄铜矿 与斑铜矿、铜蓝和辉铜矿共生；极少量黄铜矿呈浸染它 形粒状分布于石英、方解石等脉石矿物中。斑铜矿含 量少于黄铜矿，多数斑铜矿沿黄铜矿边缘及裂隙进行 交代，交代强烈者可将黄铜矿包裹，斑铜矿与黄铜矿呈 叶片状连晶，边缘有时会有黄铜矿晶体析出；还有部分 斑铜矿呈不规则形状分布于镜铁矿页片间，形成网状 结构。辉铜矿在矿石中的含量较黄铜矿、斑铜矿少。 辉铜矿一般呈它形不规则状分布于脉石及铁矿中，粒 径在0 ．0 1 ～O ．5m m 之间，常与斑铜矿共生，分布于黄 铜矿边缘及裂隙处，交代黄铜矿。铜蓝含量较少，多分 布在黄铜矿与斑铜矿边缘。 2 试验研究 2 ．1 铜浮选条件试验 试验所用流程见图1 ，每次试验用样为5 0 0g ，磨 矿采用X M Q - 2 4 0 9 0 锥形球磨机，浮选采用X F D I I I 型1 ．5L 单槽浮选机，药剂均为工业品。 图1铜浮选条件试验流程 2 ．1 ．1 磨矿粒度试验采用图1 流程，以现场生产所 用的M B M O S - 2 3 1 的混合药剂为捕收剂，用量为 1 0 0g ／t ，2 。油用量为5 0 ∥￡，进行磨矿粒度条件试验， 结果见图2 。由图2 可知，随着磨矿粒度变细，铜精矿 琴 遥 Ⅱ薹 器 - 0 ．0 7 4m m 粒级含量／％ 图2 磨矿粒度试验结果 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 品位慢慢下降，铜回收率不断增加，在磨矿粒度为 一0 ．0 7 4m m 粒级占6 9 ．6 8 ％时，铜回收率为9 2 ．5 7 ％， 并且随着粒度变细，铜回收率上升趋势变缓，综合考 虑，选择磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占6 9 ．6 8 ％。 2 ．1 ．2 捕收剂种类及用量试验为了确定浮选铜矿 的最佳捕收剂及其用量，分别选取异丁基黄药、Z 一2 0 0 与M B M O S 一2 的混合药剂作为捕收剂，按照图1 流 程，磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占6 9 ．6 8 ％，2 ”油用量 为5 0g ／t ，分别考察不同捕收剂用量对铜矿品位与回 收率的影响，结果见图3 。从图3 可知随着捕收剂用 量增加，精矿铜品位都呈缓慢下降的趋势，而铜回收率 缓慢上升。在相同的捕收剂用量下，铜品位由高到低 的捕收剂排序为异丁基黄药 M B M O S Z 一2 0 0 ，回 收率由高到低的捕收剂排序为M B M O S Z 一2 0 0 异丁基黄药。最终确定以M B 十M O S 一2 的混合药剂为 捕收剂，用量以1 0 0g ／t 为宜。 捕收剂用量／Q ．功 图3 捕收剂种类及用量试验结果 1 异丁基黄药 铜回收率；2 异丁基黄药 铜品位 3 z 一2 0 0 铜回收率；4 z 一2 0 0 铜品位； 5 M B M O S 铜回收率；6 M B M O S 铜品位 2 ．2 铜浮选工艺试验 2 ．2 ．1 中矿再磨试验中矿再磨试验流程见图4 ，结 果见表4 。由表4 可知，中矿再磨后精2 回收率略有 提高。中矿磨至一0 ．0 7 4m m 粒级占8 8 ％后，随着再 磨粒度变细，精2 回收率提高不大，故此确定中矿再磨 粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占8 8 ％。 2 ．2 ．2 阶段磨矿试验阶段磨矿试验流程见图5 ，试 验结果见表5 。由结果可知，对粗选尾矿进行阶段磨 矿后再浮选比不磨的回收率要高一些，随着粗选尾矿 的磨矿粒度变细，回收率呈上升的趋势，当粗选尾矿粒 度为一0 ．0 7 4m m 粒级占8 3 ％左右后，随着粒度变细， 回收率上升趋势变缓。 中矿再磨与阶段磨矿对于该矿提高铜回收率都有 一定作用，且相差不大，但中矿再磨比阶段磨矿所需的 成本要低一些，而且操作也更简单容易‘3 ’43 ，因此推荐 中矿再磨方案。 图4 中矿再磨试验流程 表4 中矿再磨试验结果 精1 3 ．9 3 精2 1 ．2 2 中矿5 ．2 8 尾矿 8 9 ．5 7 原矿 1 0 0 ．0 0 2 0 ．7 5 5 ．4 2 0 ．5 9 0 ．0 7 0 0 ．9 8 8 3 ．6 l 6 ．7 7 3 ．1 8 6 ．4 4 1 0 0 ．0 0 中矿 尾矿 图5 阶段磨矿试验流程 万方数据 第4 期 蒋吴等提高某深部铜矿回收率的工艺研究 4 5 表5 阶段磨矿试验结果 表6 闭路试验结果 一●__-●-___●_●_________-______-_●____一 2 ．3 闭路试验 在浮选条件试验和工艺试验的基础上，对该矿石 进行了闭路试验，考察中矿返回对浮选的影响∞J 。为 了获得更好的指标，尝试增加一次扫选，并加入适量的 N a s ，中矿再磨闭路试验流程见图6 ，结果见表6 。作 为对照，表6 中亦列出了中矿不磨闭路试验结果。中 矿再磨闭路试验可获得铜品位2 0 ．8 9 ％、铜回收率 9 4 ．9 7 ％的铜精矿。中矿再磨比中矿不磨铜精矿品位 及回收率均有提高。 尾矿 图6 闭路试验流程 试验方案产品名称 产率／％铜品位／％ 铜回收率／％ 考虑到矿物的综合回收利用，对最后的产品也进行 了金银钴化学分析，结果见表7 。由表可见，金银钴等贵 金属富集在铜精矿中，金回收率可以达到7 9 ％以上，品 位可以达到1 0 ．5 8g ／t ，银回收率为7 3 ．6 9 ％，品位可达 7 8 ．8 4g ／t ，钴回收率为2 3 ．7 1 ％，品位为0 ．0 3 8 ％。 表7 金银钻浮选试验结果 3 结语 1 某铜铁矿深部矿石矿物组成复杂，铜矿绝大部 分以硫化物形式存在，氧化率极低。矿石中铜矿共生 复杂，交代严重，嵌布粒度极不均匀，一些极细粒级铜 矿被脉石矿物裹住包围，呈浸染状，这部分铜矿需要细 磨才能解离，分选难度较大。 2 中矿再磨与阶段磨矿都能使铜的回收率得到 提高。在效果相同的条件下，考虑到成本更低，操作也 更简单，推荐中矿再磨工艺。 3 粗磨粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占6 9 ．6 8 ％，以 M B 与M O S 一2 为混合捕收剂，采用中矿集中再磨至 一0 ．0 7 4m m 粒级占8 8 ％左右返回浮选的流程，可以 获得含铜2 0 ．8 9 ％、金1 0 ．5 8s i t 、银7 8 ．8 4g ／t 的铜精 矿，此时铜回收率为9 4 ．9 7 ％，金回收率为7 9 ．5 7 ％，银 回收率为7 3 ．6 9 ％。 参考文献 [ 1 ] 龙仲胜，张芹，孙志勇，等．大冶铜绿山坑采难选矿石选铜试验 研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 7 1 2 6 1 6 3 ． [ 2 ] 杨丙乔，邓冰，左倩，等．铜绿山铜铁矿深部矿石中铜的可选 性研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 0 8 7 l 一7 5 ． [ 3 ] 王淀佐，邱冠周，胡岳华．资源加工学[ M ] ．北京科学出版社， 2 0 0 5 ． [ 4 ]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 8 0 6 ． [ 5 ]许时．矿石可选性研究[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 9 ． 万方数据