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石灰在铜硫分离浮选中的作用 钱鑫 在很多硫化铜矿中 , 均程度不同地含有 硫化铁矿物 , 其 中又 以黄铁矿为主 , 有时还含 有磁黄铁矿 、 白铁矿和砷黄铁矿等 。 对硫化 铁矿物含量 比较高的硫化铜矿石 , 则需要选 出单独的铜精矿和硫精矿 。 而对硫化铁矿物 含量比较低的硫化铜矿石 , 一般不回收硫 。 但无 论 回收硫与否 , 都存在着铜 硫 分离问 题 。 含铜黄铁矿 主要由硫化物组成 , 属典型 铜硫矿石 。 块状含铜黄铁矿中硫化物含量高 达一 , 其中黄铁矿占浸染状含 铜黄铁矿中硫化物含量 约为 通一 , 其 中 黄铁矿占左右 。 其他铜硫浸染矿石 , 如 斑岩铜矿 、 矽卡岩铜矿与浸染状含铜黄铁矿 基本相同 , 只是硫化铁含量更少一些 。 含铜 多金属硫化矿及复杂多金属硫化 矿除 了铜矿 物与其他金属矿物的分离外 , 也存在着铜硫 分离问题 。 铜硫分离浮选 , 普遍应用于一切硫化 铜 矿浮选厂 。 而大多数硫化铜矿浮选厂广泛采 用石灰作为硫化铁矿物的抑制剂 。 硫化铜及硫化铁矿物的浮选行为 铜硫分离的问题 , 实际上是硫化铜及硫 化铁的分离问题 , 而其中主要又是黄铜矿与 黄铁矿的分离 , 因此查明硫化铜及硫化铁矿 物的浮选行为 , 对研究铜硫分离问题十分重 要 。 黄铜 矿与斑铜矿是含铁的硫 化铜矿物 , 其可浮性相近 , 在中性及弱碱性矿浆中均可 浮 , 但在的碱性矿浆中 , 其可浮 性 显著下降 。 在石灰用量过大时黄铜矿与斑铜 矿同样会受到抑制 。 因此这两种矿物与硫化 铁矿物较难分离 。 黄铜矿在大多数情况下是 原生 的 , 在某些矿床中也可见到次生的 , 其 硬度属中等 。 在黄铁矿含量较高的 矿 石中 磨矿时会发生过粉碎 , 但与次生铜矿物 , 龙 其是与铜兰相比 , 它的过粉碎程度要小得 多 。 黄铜矿天然可浮性较好 , 用少量黄药或 黑药等阴离子扑收剂就能很好地浮游 。 表面 未氧化的黄铜矿甚至只用起泡剂 就可以浮 游 。 黄铜矿不 易氧化 , 是硫化铜矿物 中对氧 最稳定的矿物 , 在中性和弱碱性矿浆 中可长 时间保持其疏水性 。 但在的碱性矿 浆中或在氧化剂长时间作用下 , 黄铜矿表面 将发生 明显氧化 。 ‘臼在 弱酸性矿浆中氧化时 溶液中可产生 江 、、、、 等 离子 , 在 一 一的碱性矿浆 中氧化时 溶液中可产生 万 、一 、 。一 等离子 。 黄铜矿过度氧化后其可浮性显著下降 , 但还 可用苏打 、 硫化剂等使其得到改善 。 氰化物 对黄铜矿有很强的抑制作用 , 甚至当其表面 存在捕收剂吸附层时也会发生抑制 。 石灰也 会抑制黄铜矿 , 但它们的用量要比抑制黄铁 矿所需要 的用量 大 , 这就有可能在进行铜硫 分离时 , 用石灰抑制黄铁矿而使黄铜矿等铜 矿物浮游 。 在碱性矿浆 中黄铜矿还会被硫化 纳和硫化馁所抑 制 , 被抑制的黄铜矿可用铜 盐恢复其可浮性 。 辉铜矿与铜兰是不含铁的硫化铜矿物 , 它们的可浮性相近 , 在酸性和碱性矿浆中都 有较好的可浮性 , 在的碱性矿浆中 仍然易浮 , 石灰对它们的抑制作用较弱 , 容易 与硫化铁矿物分离 。 它们多数是次生的 , 性 质脆而软 , 在磨矿过程中容易产生过粉碎 , 也易氧化 , 氧化所产生的大量铜离子会活化 闪锌矿 、 黄铁矿等 , 将使铜硫分离浮选发生 困难 , 必须严格控制泥化和氧化的发生 。 硫化铁矿物 , 主要有白铁矿 、 黄铁矿 、 磁黄铁矿等 , 它们的可浮性依次下降 。 它们 在酸性矿浆 中易浮 , 而在碱性矿浆中受到抑 制 。 石灰是这些矿物的良好抑制剂 。 各种硫 化 铜矿石中的硫化铁矿物主要是黄铁矿 。 黄 铁矿属易浮矿物 , 氧化不强烈时可用脂肪酸 及其皂类 、 黄药 、 黑药等扑收剂进行浮选 。 最近 的研究表明 , 黄铁矿氧化 不强烈 时 , 其可浮性随氧化程度的加强 而 得到 改 善 , 而一旦氧化过度 , 其可浮性则显著下降 。 黄铁矿很易氧化 , 它在磨矿过程中能从水中 吸收大量的氧而生成可溶性化合物 。 黄铁矿 的许多浮选行为与它迅速氧化的特性有关 , 例如在水的参与下由于黄铁矿氧化 的结果 , 而在其表面生成氢氧化铁薄膜 。 在碱性矿浆 中 , 由于氧的化 学 活性很高 , 所 以黄铁矿的 氧化进行的很活跃 。 氢氧化铁薄膜的存在使 矿物显著亲水 , 同时 , 由于它比黄原酸亚铁 稳定得多 , 所以 一 离子在与黄原酸离子竞 争占据矿物表面时肯定具有明显 的优势 , 乃 至可以从黄铁矿表面排挤已经固着其上的黄 原酸离子 , 因而 一 离子能抑制黄铁矿 。 当 有石灰存在时氧对硫化物的作用有选择性 , 例如黄铜矿和 闪锌矿在石灰的参与下对捕收 剂的吸附增强 , 而黄铁矿对捕收剂 的吸附则 减弱 。 黄铁矿 的这个特性表明 , 氧可作为调 整上述矿物优先浮选的 因素 , 例如在铜硫分 离时可以用加强充气来改善其分离效果 。 黄铁矿的可浮性取决于它的晶格构造 杂质成 分 、 原子 比率等因素 。 黄铁矿的可浮性随其晶格常数的 减 少 而增 高 , 表面晶格空穴多的比晶格完整的易浮, 晶形呈八面体结构的比呈六面体结 构的易 浮 。 白铁矿与黄铁矿的化学组成相同 , 但两 者的结晶构造不同 , 可浮性也就不同 , 前者比 后者易浮难抑制 , 这足以证明硫化铁的晶格 构造对其可浮性影响是很大的 。 关于杂质成 分对可浮性的影响也是不可忽视的 , 例如含 金的黄铁矿比不含金的黄铁矿易浮 。 原子 比 率对硫化铁矿物可浮性的影响也 很明显 , 原子比率越大可浮性越好 , 组成为 。、的黄铁矿就 比组成为 犷 ,。的黄铁矿 易浮 , 黄铁矿的可浮性优于磁黄铁矿的可浮 性也是一个例证 。 不 同矿床的黄铁矿其可浮性也是 不同 的 , 有的可浮性较差 , 添加少量石灰便可抑 制有的可浮性较好 , 添加大量石灰才能抑 制其可浮性虽有不同 , 但它们与铜矿物的 分离方法却是一样的 。 品格构造 、 杂 质成 分 、 原子比率等的差别并不 反映在分离方法 上 , 而只反映在浮选指标上 。 石灰对硫化铁矿物的抑制作用 铜硫分离浮选一般都在碱性矿浆 中进 行 , 因为碱性矿浆可以消除各种重金属阳离 子的有害影响 , 减弱硫化矿的氧化作用 , 减 少扑收剂分子的分解 , 减缓矿物的 活化速 度 。 由于石灰水解而生成的 卜 一 离子能够改 变矿物表面的性质 , 有的学者认为无论矿物 表面吸附扑收剂分子与否 ,一离子 都均匀 地吸附于矿物表面 , 被吸附的升 一 离子可能 排挤扑收剂分子的吸附 , 也形响其他离子的 吸附 , 在这种情况下矿 物的水化作川也将发 生改变 , 使原来疏水易浮的矿物变成亲水难 浮而受到抑制 。一离子对 浮选的又 一影 响 , 就是改变了扑收剂及其它药剂的活性 , 提高药剂对矿物表面作 用的选 择性 。 此外 一 离子可以改变矿浆 中的离子成分 , 降低 某些离子的含量 , 使它们以不溶性沉淀从矿 浆中折出 , 从而为其他离子的有效作用创造 条件 。 石灰是黄铁矿及磁黄铁矿等的有效抑制 剂 , 其作用机理有的学者认为纯 系碱 的作 用 , 在黄铁矿表面 形成难溶的硫化铁一氢氧 化铁抑制薄膜 。 其大致过程是 由于黄铁矿 的 氧化作用 , 开始在其表面 形成硫化铁一硫酸 铁薄膜 。 〕 二 么〕‘ ‘ 当有黄药存在时 , 氧化的黄铁矿可 以和黄药 作用 , 形成硫化铁一黄原酸 钞疏水薄膜而浮 游 , ’ 〕 二 〕 但当矿浆中有碱存在时 ,一离子就 取代 了 矿物表面 的黄原酸离子 , 从而生成难溶且水 化性很强的硫化铁一氢氧化铁膜而受 到抑 制 , ’ 〕 尺 了。 〕 、 。 有的学者证 明了石灰对黄铁矿的抑制作 用 , 除 一离子 的作用外 , 昆 十 离子也具有 不可忽视 的影响 。 如果石灰对黄铁矿的抑制 仅为 一 离子的作用 , 那 么使用石灰或者使 用苛性纳 , 在值相等的条件下 , 两者的抑 制效果应该相同 , 然而事实并不如此 , 当使 用石灰时比使用苛性钠有效得多 。 如图一所 示 , 同是 , 用苛性钠时 , 黄铁矿的 上浮率为而使用石灰时黄铁矿的上浮 率仅为 。 如在苛性钠溶液中加入抓化钙 亦可使抑制作用加强 。 因为 十离子在黄铁 矿表面生成了 ‘等难 溶化合物 , 从而使 黄药的吸附量大为减少 。 用示踪原子进行试 验也发现黄铁矿能吸附大量的 斗 离子 。 可 见 斗 离子在 一 离子抑制黄铁矿的过程中 也具有抑制作用 。 石灰的抑制作用与矿浆中游离 氧化钙 的含量有关 , 如在铜硫分离浮选 中 , 为抑制黄铁矿 , 每立方米矿浆中游离氧 化钙的含量应保持在一克的范围内 。 石灰的用量主要取决于石灰中游离氧化钙的 含量及硫化矿的氧化程度 , 石灰中游离氧化 钙的含量越高 , 硫化矿的氧化程度越低则石 灰的用量越少 , 反之则石灰的用量越大 。 如 果石灰长期露置于空气中便会吸收 二氧化 碳 , 并化合为难溶的碳酸钙降低石灰 中游离 氧化钙的含量 , 而硫化矿因氧化而产生大量 的可溶性盐 , 亦可与石灰作用生成难溶的沉 淀 , 消耗大量的石灰 。 所以在铜硫分离浮选 中应注意石灰的保存和防止硫化矿的过份氧 化 , 是降低石灰用量的重要措施 。 铜硫分离中添加石灰的浮选工艺 块状含铜黄铁矿被 认为是天然的铜硫混 合精矿 , 其中黄铁矿含量占绝 大 部分 。 因 此 , 只进行铜硫分离 , 即可得到两种合格精 矿 。 首先在磨矿过程中添加大量石灰抑制黄 铁矿 , 使铜矿物全部浮游 , 尾矿便可作为合 格硫精矿 , 其原则流程如图二所示 。 我 国的 原矿 匣囚 ’ 谕 硫 分离 ” ’ 图一石灰及苛性钠对黄铁矿的抑制作用洲精万 图二 白银第一选冶厂就是采用此种流程处理块状 含铜黄铁矿 。 如果块状含铜黄铁矿中非硫化物含量超 过一 , 或者是浸染矿石 , 可采用混合 一优先浮选流程 , 在混合浮选回路中丢弃大 量脉石 , 以提高硫精矿品位 , 其原则流程如 图三所示 。 我 国新冶铜矿选矿厂就是采用此 种流程处理浸染状矽卡岩型铜硫矿石 。 原矿 杏 尾矿 杏 铜精矿 今 硫精矿 图三混合一优先浮选 直接优先浮选 流程可用于选别含黄铁矿 较低的浸染矿石 , 因为这种流程在优先浮选 时可将抑制剂用量控制在较低的范围内 , 所 以在以后从铜尾矿中浮硫时 , 黄铁矿被抑制 的程度小较易复活 , 甚 至不加活化剂而 只加 大扑收剂 用量就能使之浮游 , 其原 则流程如 图四所示 。 在我 国铜官山选厂 、 闲林埠铁矿 选矿厂均采用此种流程处理含铜铁矿石 。 原矿 】 硫浮选 一广 杏杏 硫精矿尾矿 班接优先浮选 在进行铜硫混合浮选时值要低 , 造 成弱碱性矿浆即可 , 而且可以用苏打代替石 灰作 日调整剂 , 这样有利于黄铁矿 的浮 选 。 当用叫妾 优先浮选流程处理铜硫 矿 石 时 , 为了从铜浮选尾矿中眨活被石灰抑制过 的黄铁矿 , 可以添加硫 酸 , 使矿浆变成酸 性 , 实践证明 , 矿浆值降到左右 , 黄铁 矿的可浮性显著提高 。 或者采用浓缩机脱水 以排除游离碱 , 再加水稀释也可使黄铁矿活 化 。 在直接优先浮选流程中浮铜时石灰用量 也不宜过大 , 以免影响尔后对黄铁矿的回收 。 一般而言 , 混合浮选 的以一为 宜铜硫分离浮选 , 包括块状含铜黄铁 矿 的分离和混合铜硫精矿的分离 , 其以 一为宜直接优先浮选的选铜作业值 也不宜超过 。 对每一种具体矿石 , 必须通 过试验来确定适宜的,值范围 。 分离黄铜 矿与黄铁矿时 , 值应保持 在一的 范围内 , 如果 一 , 将使黄铜矿受到抑 制 , 引起铜在硫精矿中的损失 。 还应注意扑 收剂用量 一也 不应过 大 , 因为过量的扑收剂将 会使黄铁矿进入泡沫产品 , 影响分离效果 。 在个别情况下 , 如矿石中有被 “十 离子活化 的黄铁矿存在时 , 可在添加石灰 的同时加入 一克吨氰化物 , 以减少石灰用 量提高 分离效果 。 当分离辉铜矿与黄铁矿时 , 其 一 值可达到一 , 对铜精矿质量 只会 提高 不会降低 。 如果矿石中含有单体金时 , 因为 石灰会抑制金的浮游 , 常用苏打代替石灰 , 同时采用加 强充气的方法使黄铁矿表面氧化 而受到抑制 。 石灰是一种强的团聚剂 , 由于 , 离子 在微粒矿物表面 的吸附而引起微 细粒 的团 聚 , 当石灰用量过大时 , 团聚的矿泥将引起 泡沫发粘 , 使精矿中夹带大量的脉石颗粒 , 降低精矿质 量 。 选矿厂所使用的石灰必须保证质量 , 使 用前应筛出大块未烧透的石灰石和混入的石 下转第页 矿 落精 四 铜 脚 摇床生产宫中矿盈利比较衰 床 产 值型 及耗 费 悬 面式六层床 座落式六层 ⋯ 二 计算说明 台 富中矿产值 电费消耗 水费 消耗 人工费 元日 、 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台元日 、 台元吨 。 元度电 元吨水 元 每工 班 设备厂房折旧元日 维修 、 材料 及管理费 矿石 费 元日 、 元日 、 、 台 台 消耗总计元 日 、 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 元日 、 台 。 元日台 元日台 富中矿含锡元吨 , 以实耗电流计 六层床以吨日台 、 单层以 吨日 、 台计 大 屯选厂实际每人看台六 层床 一台六层床以一万 元 , 单层以 了 元计 , 厂房以元米 计 六层床床面三年一换 、 每块 元 、 单层床五年一换 、 每块 元计 。 原料都是离心机皮带槽尾 矿 , 加砂泵运费 , 每吨以 。 元计 悬面式 出现过的机械事故和另件更 新很少 , 床面 使用周期虽然会延 长 , 但 暂以座落式的实耗数量来计算 用 凸轮杠杆座落式床头驱动 、 自转分配器给 矿给水 、 钢绳悬挂 、 共轴式收放钢绳调坡 、 角钢架方箱式床身 、 床面可分层折装 、 妥善 解决了矿泥摇床多层化合理结构和支承方式 问题 。 床头载荷减少一公斤 , 大大减 少了机械事故 、 选矿性能较 好 、 处 理能力 大 、 运转可靠 、 操作维修方便 、 投资少 、 经 营费用低 、 盈利高 , 是目前较理 想 的多层化 细粒重选设备 , 应该即时组织鉴定 , 以便推 广使用 。 今后还应在材科特 别 是床面材 科和附属设备上做工作 , 进一步提高机械 性能的稳定性 , 寻找更合理的工艺参数 , 把 粒级回收下限降至微米 , 为回收更多的细 粒锡石创造条件 。 参考文献 一 细泥 矿物的重选国外锡工业 年第二 期 第页 一 好 。 玄 材料力 学别辽耶夫冶金工业出版社 了 卜 〕 了一 上接第页 块 , 并避 免露置于 空气中时 间过 长因 吸收 气体而失效 。 因为质量不好的石灰既不 能保证所需 的值 , 又会造成泥化而消耗 大量 的浮选药剂 。 质量好的石灰一般添加量 为一公斤吨 , 对氧化较重的含铜黄铁 矿需加大石灰用量 , 有时甚至可达到公斤 吨 。 在生产实践中石灰总是先配成石灰乳 加入矿浆 , 石灰乳是含未溶解的 占以下的悬浮体 。 也可 以粉末状直接加 入磨矿循环中 。 但后者效果差 。 参考文献 〔〕钢 的选 矿钱之等编冶金工业出版 社 年 浮选 ,卜南矿冶学院、 东北工学 院合编冶 金工业出版 社年 浮选 原理址明工学院译 中国工 业出版社 年 有色金属 年掩 国外金 属矿 选 矿 魂年灿 年滩 , 年沁 、 、、 、 年从 、 、 、 、 以 。,班,月。 年怕年滩 。 年哑 、、 中几 只 。 几 盆 仁 刀” 。 几“ 。 于 。 年 。 。。‘, ,。, ,, 中二 ‘, , 中 年 。 二 山 。, , 八以日 ,,‘。从 ,月几。 。, 浮 选春季号了年 石膏和石灰 , 恤 了