KM—109捕收剂的研制与应用.pdf

2 0 0 3年 1 O月 第 3 2卷增 刊 云 南 冶 金 YUNNAN M矾 AI J RCY Oc t ． 2 加 3 VD 1 ． 3 2 ． S u D a l e a K M一1 0 9捕收剂的研制与应用。 李松春 昆明冶研新 材料 股份有 限公司 ，云南 昆明 6 5 0 0 3 1 摘要针对云锡公司多金属硫化矿浮选中存在的铜精矿品位和回收率偏低的现状 ，研制出了新型高效的捕 收剂 I Ol l O 9 。生产实践结果表明在不改变生产工艺流程的前提下 ，仅用 I O 一1 0 9 药剂代替原用药剂可使铜精 矿品位和回收率分别提高 1 个百分点和 3 ． 5个百分点以上，经济效益显著。 关键 词 I O 一1 0 9捕收剂 ；多金 属矿 ；精矿 品位 ；回收率 中圈分类号 1 D 9 2 3 ． 1 3 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 6 0 3 0 8 2 0 0 3 增 一0 1 6 30 5 1 前 言 随着 我 国冶金工业 的发 展 ，易 选矿 石 逐渐 变 少 ，复杂 、难选矿石的地位越来越突 出。对于这类 矿石 ，常规药剂 已越来越不适应 浮选工 业 的要求 。 在 国外 ，组合药剂的研究开发 已相 当普及 ，并且长 盛不衰。这一现象也已引起 了国内同行业 的高度重 视 ，已得到 一 定 的发展 与应 用 。 为提高矿山企业的市场竞争力和选矿生产技术 指标 ，国外普遍采用的方法是设备大 型化和组合药 剂的使用 。在 国内，由于受 到规模 等 因素 的制约 ， 设备大型化仅局限于少数选厂 ，而组合药剂 的研究 与使用就显得尤为重要。浮选药剂的研发 已被 国家 经贸委列为行业发展的重要方 向。组合药剂 的研究 与使用是国内外浮选药剂今后的发展趋势之一q 。 针对 云锡 公 司铜锡 多 金 属 硫 化 矿 含 铜 、锡 、 硫 、砷品位高即 “ 四高”矿 浮选指标 偏低 的现状 ， 2 0 0 1 年 6月 ，昆明冶研新材料股份有 限公 司选择有 代表性 的矿 样 ，有针对性 进行 组 合药 剂 的研究 开 发 ，采用性能 良好的复合捕 收剂来改善上述类型矿 石 的浮选 指 标 。 2 K b l 一1 0 9捕收剂 的设计思 路 1 从 目前混合用药 的知识水平来看 ，对某种 矿石浮选 时 ，所用混合药剂 的药方还必须经过选矿 试验寻找。在掌握大量单一药剂性能 和国内外药剂 收稿 日期 2 0 0 30 8 作者筒 介 李松春 1 9 6 6一 ，男 ，甘肃 白银人 ，高级 工程 师。 组合实例的基础上 ，进行了众多药剂单独用 于浮选 的试验研 究 ，这些 药剂 有现 在广泛 使用 的常 规药 剂 ，有 自己合成 的含有 多种官能 团的有机螯 合剂 ， 从 中筛选出有针对性 的选矿药剂 ，根据混合 用药 、 协同效应的一般原则 ，考虑到诸 如捕收能力的协 同 问题、起泡能力 的协同问题 、多元成份的一体化 问 题 、安全问题等 因素 ，再将这些选矿药剂进行不 同 种类 、不同配比的组合复配试验 。 2 在进行药剂组合试验的时候 ，遵循 的主要 依据④ 是 ①药剂性 能互补原则 。 最佳组合 具有较强捕收性能并且有一定选择 性的捕收剂 具有好选择性并有一定捕收性的捕收 剂 。 ②效益优化原则 。 ③成本最低原则 。 3 根据矿 石性质 及特点 ，C uS 、C uA s的 浮选分离将是浮选试验研究 的重点 ，也是影 响选别 指标的因素之一。在新药剂的研究 中，既要使其尽 可能的扩大硫化 铜、硫 化铁 砷的可浮性 之差 ， 有效消除铜离子对 黄铁矿等硫化物 的活化 ，进行有 效分离 ，又要不影响铜的可浮性 ，提高其品位和回 收率。也就是要求新药剂对矿石 既具有较好的捕 收 性又具有较好的选择性 。 按照这一理念 ，以市售浮选药剂和 自制浮选药 剂为前 提 ，在大 量 试验 的基 础上 ，筛选 复配 出 了 l 63 维普资讯 2 0 0 3年 l 0月 第 3 2卷增刊 云 南 冶 金 YUNNAN METAI J m GY Oc t ． 2 00 3 V 0 1 ． 3 2 ． S u D de n K M一1 0 9捕 收剂 。 3 矿样 及其性质 3 ． 1 试验矿样 分别在竹林矿段 1 8 、1 321 、1 04 三 个 具 有 代 表 性 的 矿 体 的 1 9 0 0 m、1 8 6 5 m、1 7 4 0 m、 2 0 5 5 m中段采取矿样 3 t ，缩分 出 2 0 0 k g ，碎至 一3 m m 装袋作为试验矿样 。 3 ． 2 矿 石 性质 矿石类型为花岗岩型含锡硫化矿 ，矿物成分 主 要是 磁 黄 铁 矿 、 黄 铁 矿 、 白铁 矿 、 黄 铜 矿 、 辉 铜 矿、锡石 、毒砂等 ；脉石矿物主要有方解石 、白云 石、石英 、长石 、透闪石 、石榴石 、阳起石、金云 母、绿泥石 、萤石等。 3 ． 2 ． 1 原 矿 多元 素 分析 表 1 原矿多元素 分析 ％ 3 ． 2 ． 2 铜矿物物相分析结果见表 2 表 2 铜 物相 分析 4 选矿试验结果与讨论 ％4 ． 1 现场 药 剂 制 度 闭路试 验 结果 与讨 论 3 ． 2 ． 3 矿 石 性 质特 点 小结 1 矿石属多金属硫化矿 ，含铜 品位高 、锡品 位高 、硫品位高 、砷 品位高。 2 铜主要呈 黄铜 矿存 在 ，占 7 8 ． 9 8 ％ ，细粒 铜及包裹铜 占 1 7 ． 5 5 ％，黄铜矿 的粒度 为不均匀嵌 布，几乎与所有矿物都有连生及包裹关 系 ，黄铜矿 与非硫化物呈致密结合 。将导致浮选 尾矿 中铜 的损 失大 。黄铜矿与硫化物致密结合或包裹 ，严重影响 铜 一硫分离 效果 ，使 铜 精 矿 品位及 回收率难 以提 高，铜精矿含杂 砷难 以降低 。 3 砷主要呈毒砂存 在 ，占7 2 ％，细粒砷及包 裹砷 占 2 6 ． 3 4 ％，导致选 矿各产品的含砷 杂质超标 ， 降砷成为难题。 l 6 4 1 在条件试验和全开路试验 的基础上 ，按现 场药剂最佳条 件 ，丁黄药与 乙黄 药 1 1混用作 捕 收剂 ，2 油作起泡剂 ，石灰和腐植酸钠作抑制剂进 行闭路试验 ，闭路试验流程及加药 点见图 1 ；闭路 试验指标见表 3 ，药剂单耗统计见表 4 。 表 3闭路试 验指标 ％ 铜精 矿 6 ． 8 5 2 5 ． 6 2 3 1 ． 2 5 0 ． 8 7 1 ． 4 5 8 7 ． 3 6 1 1 ． 8 3 新药剂 硫精 矿 2 9 ． 2 7 0 ． 躬3 7 ． 4 2 1 3 ． 4 4 0 ． 2 6 ． 2 7 6 0 ． 5 5 方 案 尾矿6 3 ． 弱0 ． 2 o 7 ． 8 3 一 一 6 ． 3 7 2 7 ． 6 2 原矿1 0 0 ． 0 2 ． 0 0 l 8 ． o 9 一 一 1 0 0 ． 0 1 0 0 ． 0 维普资讯 李松春K M一1 0 9捕收 剂的研制 与应用 原矿 铜精矿 注 混黄药为 乙黄药 丁黄 药 1 1 括号 内为新药剂方案 ， 括号外 为现场药 剂方案 圈 1 闭路试 潦程及加药点 2 讨论 ①从探索试验 、条件试验和闭路试验过程中可 以看 出，捕收剂用 丁基 黄药和 乙基 黄药 混合使用 ， 起泡剂使用 2 油 ，这种 强起 泡强捕收 的方法 ，导 致部分易浮脉石矿物如金云母 、绿泥石、萤石、石 榴石等大量上浮 ，无助于降低尾矿品位和提高铜的 粗选 回收率 ，这部分脉石矿物进入再磨作业后 ，对 后续分离作业非常不利。 ②再磨 及分 离作 业 石灰 添加 量大 ，使 泡 沫发 粘 ，铜矿物矿化层不明显 ，分离效果欠佳 。 ③腐植酸钠对黄铁矿 、白铁矿 、毒砂、褐铁矿 等都有抑制作用 ，但是当它的用量较小时 ，抑制作 用甚微 ，当它的用量较大时 ，它也同样对铜有一定 的抑制作用 ，生产实践表明 腐植酸钠对降低铜精 矿中砷含量确实起 到了一定的作用 ，但它是用降低 铜的回收率而换取的结果 ，并且要严格控制腐植 酸 钠的用量 ，这在生产中很难实施 ，只能作为一种应 急措施使用 。 4 ． 2 新 药 剂 制度 闭路试 验 结 果 与讨 论 1 曾进行 了较为详细的捕 收剂、调整剂 等药 剂筛选 试验 、组 合 试验 ，从 诸多 药剂 中筛选 出了 K M一1 0 9捕收起泡剂 ，配合石灰抑制剂用于该矿浮 选 ，探索 试验 和条 件 试验 结果 表 明，浮选 现象 良 好 ，操作稳定 ，克服了氧化剂类药 剂用量 大、药剂 品种多、影响铜的可浮性等缺点 ，在此基础上进行 了 K M一1 0 9新药 剂选矿 闭路试 验 ，试验 流程及 加 药点见图 1 ，闭路试验指标见表 3 ，药 剂单耗 统计 见表 4 。 闭路试验结果表明，在相同的工艺流程和磨矿细 度下，新药剂方案与现场药剂方案比较 ，当原矿品位 相当时，K M一1 0 9捕收起泡剂可使铜精矿品位提高一 个百分点 ，铜回收率提高三个百分点。同时取消了混 合黄药和 2 油 ，大幅减少了石灰的添加量。 2 讨 论 ①捕收起泡剂 K M一1 0 9选择性 好 ，捕收力强 ， 浮选速度快 ，泡沫丰富而不粘 ，有利于提高精矿品 位 ，降低互含量。 ②捕 收起泡剂 K M一1 0 9适 应 较 宽 的 p H值范 围 ，一段选别不加石灰 ，有利于消除后续重选选锡 作业摇床结钙的问题 。二段选别可大幅度降低石灰 用量 ，有利于分离作业的进行 。 ③新药剂 方 案药 剂种 类 少 ，加 药 点少 ，用 量 省 ，并且完全取消了混合黄药 、2 油 和腐植酸钠。 ④新药剂原液添加，减少 了配备之麻烦。 4． 3生产 应 用 4． 3 ． 1现场 验证 试 验 为验证小型试验的可靠性 ，排除因矿样代表性 差异、操作差异等因素的影 响，在云锡公司选择 了 几个点 ，现场采取矿浆样 ，由现场技术人员进行现 场验证试验。 4 ． 3 ． 2采 选分 公 司 1 试验矿样采取 试样分别取 自各系统原 矿计量器 矿浆样 品 ，取 样 间隔时间为 3 0 ra i n ，共 8 h 。 2 单铜硫化矿对比试验 试 验 流程 见 图 2 。 原 矿 KM- 1 09 91 45 KM - 1 0 9 23 精矿 精 I I 尾 注 其他药剂条件 相同 ， 药 剂单位 g ／ t 图 2 对 比试 验 流 程 1 6 5 维普资讯 2 0 0 3年 l 0月 第 3 2 卷增刊 云 南 冶 金 YUNNAN META I IJ 限 GY O c t ． 2 o o 3 V0 1 ． 3 2． S u v v l e 对 比试验指标见表 5 。 表 5 单铜硫 化矿对 比试 验指标 ％ 3 锡铜共生矿对 比试验 试验流程见图 2 仅一次精选作业 。 对 比试验指标见表 6 。 衰 6 镊 铜共生矿 对比试验指标 ％ 4 ． 3 ． 3老 厂锡 矿 网选 厂 试验流程见 图 3 ，对 比试验指标 见表 7 ，药剂 用 量 见表 8 。 镊铜硫化矿 精矿 橹中物Ⅲ 田 3舟选厂试验漉程 l 66 表 7 冈选厂对 比试 验指标 ％ 哀 8 药 ， f | 用■ 哀 g ／ t 4． 3． 4工 业 试 验 1 工业试验流程及方法 工业试验 在采选分公 司单铜硫化 矿系统进行 ， 采用现场生产流程。常规药剂试验的药剂条件采用 多年来生产优化的最佳条件 ，浮选 新药剂试验的药 剂条件 试验室试 验结果 确定 的条件 略作调 整而确 定。试验期间 ，除添加药剂品种不同外 ，其他条件 均与生产一致 ，试验数据连续统计 。 2 工业 试 验结 果 工业试验结果统计见表 9 。 从表 9可以得出以下结果 ，K M一1 0 9捕 收起泡 剂在单铜硫化矿的浮选上 ，其捕收能力和选择性都 优于丁、乙黄药，铜精矿 品位 和回收率都有 明显的 提高 ，硫精矿含硫 品位提高 1 ． 4 9 ％，含铜品位下降 0 ． 2 3 2 ％，可 以断定 ，粗 扫选 时 ，铜浮选 基本上 已 经在这两个作业完成 ，进入硫浮选作业时 ，对降低 硫精含铜品位 ，提高硫精矿品位是 比较有利 的，因 此 ，尾矿含铜品位有 明显的下降。 表 9 工业试 验结果统 计表 ％ 维普资讯 奎坠壹 煎堕型 堑型量廑旦 3 工业试验药剂单耗统计与成本 比较 药剂单耗统计与成本 比较见表 1 0 。 裹 I O 主要 药剂单耗统计 与成本 比较 衰 冬 称 混黄 药 起泡剂 1 0 1 一 1 0 9 合计 方案 ＼ 用 s． r t 冀 ／ g - t- 冀／ 用 量g -t- 。 冀／ 用 量g -t- 。 常规药剂 KM l 0 9 1 7 5． 6 1 ． 2 4 2 5 ． 9 0 ． 1 8 0 0 2 01 ． 5 1 ．4 2 0 0 0 0 8 9． 9 l。 6 1 8 9．8 1 ． 6 1 5 K M一1 0 9药 剂性 质简介 K M一1 0 9是昆明冶研新材料股份有 限公司针对 云锡公司铜锡多金属硫化矿研制开发 的一种硫化铜 矿浮 选 的新型螯 合捕 收剂 ，兼 有起 泡性 ，比重 约 1 ． 0 2 ，外观呈淡黄色或红褐色油状液体 ，对黄铜矿 具有很好的选择性和捕收能力 ，对黄铁矿、磁黄铁 矿的捕收能力较弱。适用于铜 一硫 、铜 一锌 、铜 一 铁等的分离 ，有利 于提高精 矿 品位 和 回收率 。K M 一 1 0 9组合药剂与常规药剂相 比有如下优点 1 药剂的组合适应矿石的组合 ，因而较 明显 的提高 了选矿技术经济指标 。 2 浮选速度 明显加快。 3 减少了生产中的加药品种 和加药点 ，有利 于减轻操作工的劳动强度和生产准确计量 ；大大减 少了某些药剂 如石灰的添加量 ，有 利于后续重 选作业的进行和设备的维护。 4 添加方便 ，减少了药剂 的粉尘 污染 ，有利 于操作工的身心健康。 6 经济效益 1 K M1 0 9捕收起泡剂在该矿 的使用 ，能够 满足生产工艺的要求 ，生产过程正 常稳定 。与常规 药剂制度相 比，新药剂的使用可使铜金属 回收率提 高 3 ． 7 3个百分点 以上 ，铜精矿 品位 提高 I ． 1 2个百 分点左右 采用闭路试验指标计算 。 2 常规药剂成本 约 1 ． 4 2元／ t 新药剂成本约 1 ． 6 1 元／ t 3 该 系统 日处 理量 5 0 0 t ，原 矿 品位 2 ． 0 ％。 按年生产 3 3 0 d ，铜精矿单价 9 0 O O元／ 金属 t 计 ，则 仅提高铜金属 回收率一项可得 A年 新增 产值 3 3 0 X 5 0 0 X 2 ． 0 ％ X 3 ． 7 3 ％ 9 O O O1 1 0 ． 7 8 1 万 元 B年新增成本 3 3 0 X 5 0 0X 1 ． 6 1 1 ． 4 2 3 ． 1 4 万元 C年新增经济效益 1 1 0 ． 7 8 1 3 ． 1 41 0 7 ． 6 4 1 万 元 7 结语 K _M一1 0 9是云锡公司铜锡多金属硫化矿和单铜 硫化矿的优 良捕收剂 ，完全可以取代黄药和 2 ’ 油 ， 精矿品位和 回收率显著提高。该药剂的应用前景广 阔 ，加强该药剂在 同类矿 山的推广应用是今后工作 的重点。 参考文献 [ 1 】张目 ．浮 选药 剂 的组 合 使用 [ M】 ．北京 冶 金工 业 出 版社 ， 1 9 9 4． [ 2 】纪军 ． 毒砂与有 色金属硫化矿浮选分 膏的理论 与实践[ J 】．国 外金属矿 选矿 ，1 9 9 3 ， n o 3 03 3 ． 上接第 1 5 8页 参考文献 [ 1 】王文潜 ． 浅层沉淀原理 与斜板浓 密设 备【 J 】 ，国外金 属矿选 矿 ， 1 9 9 8 ， 5 57 ． [ 2 】王 文潜 ，周兴龙 ，黄 云 平 ，富 文彬 ，万小 金 ． 单 元集 成 式斜 窄 流分级斗及其应用【 c 】 ．中国矿业 第 四届 全 国选 矿设备 学术 会议 论文集 ，2 o o m 。8 38 6 ． [ 3 】王喜 良，黄 云平 ，周 兴龙 ，王 文潜 ． 斜 浅 层 内液 流运 动 特征 研 究[ J ] ，云南冶金 ．2 0 0 2 ， 3 6 m 一6 6 ． [ 4 】王 文潜 ，王喜 良，黄 云平 ，富 文彬 ，周 兴龙 ． 斜 窄 流单元 集 成 式分 膏设备及其应用[ c 】．中国矿 业 第 四届全 国选 矿设备 学 术会议论文集 ，2 O O l 。1 6 1 1 6 4 [ 5 】WA N G WH n ，T h e l d o la n e a t o f t a md l a T h i c k e n e r U l e d i n ． d r o m e t a l hr g i e a l Z i n c P h mt[ c】 ，P I o o ∞曲 o f 3 r d I C H，K u n m i n g ， No v． 35 1 9 9 8．6 5 46 5 9． 【 6 】昆明冶金 研究 院 装 备部 ，单元 集 成式 小断 面 斜上 升流 分级 箱 ， 产 品说明书 ，1 9 9 9 ．2 ． [ 7 】黄云平 ，王 喜 良，富文彬 ，邹振 国，周洪源 ，K MI Z型斜 窄 流沉 渣除 油器研 翩 【 c】 ，中 国矿业 第 四届全 国选 矿设 备学 术会 议 论文集 ，2 o o m ， [ 8 】王 文潜 ． 钢 厂 污 水 的 斜 窄 流 沉 渣 除 油 设 备[ J 】．云 南 冶 金 ， 2 0 0 2 。 3 6 7 7 0 ． 1 67 维普资讯