氧化铜选矿的研究现状及存在问题探讨.doc

氧化铜选矿的研究现状及存在问题探讨 罗良烽 文书明 周兴龙 胡天喜 徐凤平 （昆明理工大学国土资源学院 云南昆明 650093） 【摘要】本文综述了氧化铜选矿的一些方法和浮选工艺，D2活化剂的浮选特点，新型熬合剂B－130在氧化铜矿选矿的应用。 【关键词】氧化铜矿；浮选药剂；浮选工艺。 The research current situation dressing ore reaches a copper oxide having the problem investigation and discussion Luo Liangfeng Wen Shuming Zhou Xinglong Hu Tianxi Xu Fengping （Faculty of Land Resource Engineering,Kunming University of Science and Tchnology，Kunming，Ymman 650093） AbstractThe main body of a paper have summed up some and flotation technology of copper oxide beneficiation，the flotation characteristics of D2 activator，The application of B－130 used in oxidized copper ore. Keywords Oxidize copper ore；flotation reagent；flotation technology 引言 在我国的铜资源中，氧化铜矿约占四分之一。大多数铜矿床上部有氧化带，甚至有的已形成独立的大中型氧化铜矿床。为此，开发和利用氧化铜矿，对于我国铜工业的发展具有重要意义。 1. 氧化铜矿的可选性 氧化铜矿一般见于矿床上部的氧化带。由于氧化带的物理化学条件极为复杂，所以，氧化矿的矿物组成、结构构造也是很复杂的。氧化铜矿的可选性取决铜矿物的种类、脉石的组成、矿物与脉石共生关系以及含泥量的多少等因素。[1] 2 氧化铜选矿方法介绍 氧化铜矿的浮选分为直接浮选和硫化浮选。直接浮选是最早应用的不用硫化钠活化，直接利用捕收剂浮选的方法，包括脂肪酸浮选法、胺类浮选法、中性油乳浊液浮选法和鳌合捕收剂浮选法等。由于氧化铜矿大都是氧化率高、含泥量大、结合铜含量高、细粒不均匀嵌布、氧硫混杂、多种矿物共存等特点，因此捕收剂很难吸附到矿物表面，需经过硫化处理，才能使氧化铜矿物表面发生根本的变化。硫化浮选也就是在氧化铜矿浆中加入硫化钠等硫化剂进行硫化，然后添加黄药类捕收剂浮选。根据工艺矿物学研究，硫化浮选法回收的主要氧化铜工业矿物有孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、水胆矾、胆矾、铜氯矾、自然铜等。作为常规的浮选氧化铜的方法已经很难适应当前复杂难选氧化铜的需要了，新药剂、新工艺、联合浮选流程越来越成为浮选难选氧化铜的发展趋势。[2-5] 2.1 浮选氧化铜的新药剂 由于氧化矿对浮选药剂的要求比硫化矿要高，作为单一的直接硫化很难达到预期的效果，所以一些组合药剂常用于氧化矿的浮选。下面重点介绍几种新的浮选氧化铜矿的药剂。 2.1.1 D2药剂是由昆明冶金研究院研制成功，以2、5二硫酚1、3、4硫代二唑以后缩写为DMTDA为话性组分的一种新型浮选螯合活化剂，DMTDA有多种异构体 是著名的铋试剂，易溶于KOH或NaOH水溶液，微溶于热的乙醇，不溶氯仿、苯。能和许多金属离子生成螯合物，用于测定Sb、Bi、cu、Pb 等金属离子。与铋盐生成红色沉淀，遇铜盐生成棕色沉淀D2药剂是对DMTDA的合成方法作了改进后而研制成功的，以DMTDA为主体成份的新药剂，其外观及某些物理化学性质有别于DMTDA，是一种桔红到暗紫色的透明液体，比重1.3，pH13，可与水混溶。使用时可直接滴加，亦可稀释添加。根据试验室研究，采用D2和Na2S都能使红河氧化铜矿获得精矿含Cu20％， 回收率达80％的好指标。含泥量大是造成氧化铜矿浮选指标波动的主要原因之一。原矿含泥较低时，单独使用D2药剂作活化剂就能获取较好效果，反之，D2则须与Na2S混用才能保证指标稳定。采用D2分段添加的方式可使其得到改善。过量的硫化钠和新药剂D2都会使已活化的氧化铜矿粒受抑制，因此掌握两者用量也是控制浮选指标的重要因素。[6-8] 2.1.2 新型的熬合剂B130 B130是由四川有色冶金研究院研制的一种新型螯合捕收剂，是一种石油化工产品，有固体和液体两种形态，呈强碱性。该药剂原料来源广，价格低廉；燃点、沸点高，运输贮存安全；易溶于水，配制添加方便；无刺激性异味，深受操作人员欢迎。[9] B130作为氧化铜矿石的新型螯合选矿药剂，其作用机理一是在浮选过程中能使矿物表面快速形成硫化膜、牢固地吸附捕收剂，从而增大难选铜矿物的浮游速度和浮选效率；二是能排除矿泥对浮选过程的干扰，对孔雀石、假孔雀石等矿物具有较强的选择捕收性能．该药剂在铜绿山矿难选氧化铜的试验中得到较好的指标。从试验结果表明B130法和常规硫化法相比，在铜精矿品位基本相同的情况下，铜回收率提高10％以上，同时Na2S、丁黄药、2油用量均有不同程度下降。新型螯合剂B一130对难选氧化铜矿物选择捕收性能强，能加快难选铜矿物的浮游速度，同时能有效地排除矿泥对浮选的干扰，是难选氧化铜矿物的高效捕收剂。[10-11] 3 难选氧化铜的联合浮选流程 3.1 离析浮选法 离析浮选法（也称氯化还原焙烧－浮选法）的实质，是将氧化铜矿石破碎至适当粒度，在氧化铜矿中加人一定量的食盐和煤粉，加热至650℃以上时，有食盐分解产生HCI的反应 2NaClH20ySiO2→Na2OySiO22HCl气， 氧化铜矿与食盐分解的氯化氢起氯化反应 12CuO12HCl→4Cu3Cl36H20302，3Cu206HCl→2Cu3Cl33H20。 由于碳质还原剂的存在，挥发出的Cu3Cl3 被炭粒表面吸附并还原成金属铜，以利于与铁及脉石的分离，同时便于下一步铜的浮选和富集。 氧化铜 焙 烧 氯化钠 粗 选 煤粉 扫选 铜精矿 尾矿 磨矿 图2 用焙烧离析浮选联合流程 陈莲秀等通过以上的方法及图2流程对新疆喀拉通克铜镍矿7＃岩体赋存氧化铜矿进行了大量的试验，达到比直接硫化浮选和酸浸置换更好的效果。[12] 肖安维等经过多年的研究，发明了一种新型的离析焙烧回转窑，它克服了反应炉温度不够高和一段法炉内气氛难控制的缺点为离析法的工业化提供合理的炉型。在10t矿石／d的规模中间试验厂，用此方法处理湖北铜绿山难选氧化铜矿含铜1.53％，其中结合铜81％，游离氧化铜9.85％ 得到的结果为铜回收率82.36％．精矿含铜 39.95％，尾矿含铜0．28％。焙烧条件为物料温度1020℃,煤粉1.85％，食盐O.65％。[13] 3.2 氨浸－硫化沉淀－浮选法 氨浸－硫化沉淀－浮选法[14]是加压浸取过程中，加入元素硫（硫粉），在氧化铜矿物被NH3-CO2溶解后，立即又被沉淀为硫化铜。矿浆不经过固液分离而直接进行蒸馏，在回收了NH3和CO2之后，沉淀的“人造硫化铜”和矿石中原有的自然硫化铜一并用常规浮选法回收，产品为浮选精矿。整个过程的原则流程如图3。 该试验方法通过对汤丹难选氧化铜的实验研究得到很好的指标，并证实氨浸硫化沉淀－浮选流程取得了突破性进展。铜的回收率提高了17％，精矿品位也提高了一倍多。究其原因是嵌布极细的氧化铜矿物，经过浸出和沉淀后，形成了在浮选过程中易于与脉石单体分离的人造硫化铜颗粒。 NH3，CO2 碎磨矿 氨浸硫化沉淀 矿浆蒸氨 浮选 NH3，CO2 硫粉 浮选药剂 精矿 尾矿 原矿 图3 氨浸硫化沉淀－浮选原则流程图 3.3 氧化铜矿的化学选矿方法[15-18] 化学选矿已逐渐成为难选氧化铜的重要选矿方法，根据矿石中铜的矿物组成和结构构造等因素，其中酸浸萃取电积法应用广泛。项则传等运用此方法对江西永平铜矿已废弃低品位表外矿、含铜铁矿、难选氧化矿等含铜废石进行处理，通过一系列的技术改造，最终获得了良好的经济效益。 酸浸法石湿法处理难选氧化铜矿的主要手段，该工艺适合处理含酸性脉石为主的矿石，常用于低品位、残矿中提取铜。酸浸法主要分为渗滤浸出和搅拌浸出两种。 细菌浸出法只要是依靠微生物细菌自身的氧化还原特性及其代谢产物，使金属矿物的某些组分还原或氧化，使有用矿物以可溶性或沉淀形式与原矿物分离，从而得到目的矿物的选矿方法。细菌浸铜适用于处理硅酸盐型或碳酸盐含量较少的含硫化铜的氧化铜矿和含铜炉渣等。该法是利用细菌作用浸出有用矿物铜，当铁硫杆菌发生生物化学反应，可产生硫酸高铁和硫酸作为浸矿剂，该浸矿剂能把铜矿物中的铜呈硫酸铜溶解出来。[19-20] 4 结语 根据氧化铜矿的成因可知，氧化铜矿的含泥量较高，粒度较细。在硫化浮选时矿泥将产生不良的影响，使得我们的浮选回收率不高，所以在浮选时需选择分散矿泥的分散剂，及脉石矿泥的有效抑制剂。[21-22] 保护环境、矿产资源的综合利用是当前选矿工作者必要面对的问题，除了需要选别出主要的有价元素铜外，还需要综合回收矿石中的贵金属、稀散元素、重有色金属等有用组分。 微生物选矿技术已近代湿法冶金工艺中的新工艺，在回收矿山资源和环境保护等领域正发挥着重要作用。因此，加大选矿新技术的研究，对我们国家的资源综合利用和循环经济的发展有着重要的意义。 参考文献 [1]张文彬编著.氧化铜矿浮选研究与实践[M]，长沙中南大学出版社，1992，2 [2]胡熙庚等.浮选理论与实践[M]．长沙中南工业大学出版社，1991，9 [3]高起鹏.氧化铜矿硫化浮选几个问题[J].有色矿冶，2003，（3）22 [4]罗新民，田松鹤，刘中荣.难选氧化铜矿浮选工艺研究[J].湖南有色金属，2003，（8）1214 [5]王双才等.氧化铜矿的处理工艺及其研究进展[J]，矿产综合利用，2006，2 [6]赵祖乔，唐士科.氧化铜矿的浮选研究与应用[J]，云南冶金，2000，2 [7]赵援等.螫合活化剂对孔雀石的活化及其对氧化铜矿石浮选应用[J]．有色金属，1993，4364 [8]杨秀嫒，姜广大.氧化铜矿的浮选[J]，有色矿冶，1992，11517 [9]汤雁斌.B一130在铜绿山矿难选氧化铜矿选矿中的应用[J]，四川有色金属，2005，6 [10]汤雁斌.铜绿山氧化铜矿石选矿工艺探讨[J]．中国矿山工程，2004,4 [11]汤雁斌.新型螯合剂B130提高难选氧化铜矿浮选指标应用研究[J].有色金属（选矿部分），2005，（5）44－46 [12]陈莲秀，刘中华，难选氧化铜矿离析－浮选试验研究[J]，新疆有色金属，2003 [13]肖安维.用新型离析焙烧炉处理难选氧化铜矿[J],有色金属（冶炼部分） 2001，（4）18-20 [14]杨耀中,王宗荣,金继祥.处理难选氧化铜矿石新工艺－氨浸硫化沉淀浮选法和水热硫化浮选法的研究[J]，云南冶金，1989，No1，18－26，46 [15]郭灵虹，钟辉，低品位铜矿堆浸工艺技术[J]．四川有色金属，1995，4913． [16]闫树旺，唐明林，铜矿堆浸技术现状和发展趋势[J]．化学世界，1994，356292296． [17]Kean，JM，陈耀远.铜矿堆浸工艺[J]．有色矿山，1989，44548． [18]路殿坤，刘大星，王春等，中条山低品位铜矿的细菌浸出研究[J]．有色金属，2000610 13． [19]王卉，吕萍．含泥铜矿制粒堆浸一细菌氧化浸铜试验研究[J]．湿法冶金，1997，42327 [20]汪青梅，丘木清.微生物浸矿技术在处理低品位铜矿中的应用现状[J],湿法冶金，2005，（1）5－8 [21]孔胜武.某高含泥氧化铜矿石的可选性探讨[J].有色金属（选矿部分），2002，（4）1－3 [22]谭海明.低品位含泥氧化铜矿的制粒堆浸新工艺研究[T]，邵阳学院学报（自然科学版），2005，（1） 作者简介 罗良烽（1980－），男，江西泰和人，在读研究生，研究方向是二次资源综合利用，昆明理工大学莲华校区6－202室 电话13987120945 电子邮箱