Mac_10捕收剂优先浮选高硫含铜矿石新工艺0033.pdf

Mac210捕收剂优先浮选高硫含铜矿石新工艺 刘广义1,戴塔根2,钟 宏1,王 晖1,韩仁海1 ,2,李 丹1 ,2,陈秀厅1 ,2 1 1 中南大学,长沙410083 ; 21 新桥矿业公司技术中心,安徽铜陵244131 摘 要以Mac210为捕收剂,研究新桥硫铁矿高硫含铜矿石降低药剂成本、 提高选矿指标的新工艺。结果表明,在石灰用量 3kg/ t、 矿浆pH 915左右、Mac210用量48g/ t的条件下,采用Mac210优先选铜工艺浮选新桥硫铁矿,可获得铜品位14128 、 金品 位16194g/ t ,铜回收率84147 、 金回收率34142 的铜精矿,与黄药工艺相比,铜精矿品位提高3197 ,铜回收率提高1126 ,铜 精矿中金的品位和回收率分别提高7142g/ t和8164 。 关键词选矿工程;高硫含铜矿石;浮选;Mac210捕收剂;黄铁矿 中图分类号TD952 ; TD923 17 ; TD923113 文献标识码A 文章编号1001 - 0211200303 - 0087 - 04 收稿日期2003 - 05 - 14 作者简介刘广义1974 - ,男,湖南涟源县人,讲师,博士 新桥硫铁矿是我国第二大硫铁矿基地,矿石储 量118亿t ,年产硫铁矿100万t、 铜金属量3000t ,副 产金300kg、 银6500kg。选厂目前在高碱介质中采 用黄药优先浮选回收铜,然后硫酸酸化、 丁黄药浮选 浮铜尾矿回收硫的工艺流程。这种工艺原矿药剂单 耗很大选铜工段石灰消耗超过12kg/ t矿石,选硫 工段丁黄药消耗超过115kg/ t矿石,同时消耗大量 起泡剂和硫酸 , 选厂药剂成本过高。公司技术中心 曾经与相关单位合作,用选择性比丁黄药更好的捕 收剂如丁胺黑药和酯 105 硫氮丙腈酯等进行过优 先选铜试验[1],以期降低石灰用量和选矿药剂成 本,但未取得理想的效果。 从黄铜矿和黄铁矿的软硬酸碱性出发,结合新 桥矿矿石的特点,研究开发出了选择性更好、 捕收能 力更强的Mac210捕收剂,在显著降低生产石灰用 量和选矿生产药剂成本的前提下,提高铜硫分离效 率、 提高伴生铜、 金等浮选指标。 1 实验方法 111 矿样性质 新桥硫铁矿是以黄铁矿为主并伴生铜、 金、 银等 有价组分的大型硫化铁矿床。主要矿物有黄铁矿、 磁黄铁矿、 黄铜矿、 磁铁矿等。金矿物以自然金为 主,其次是银金矿。含银矿物为自然银、 银金矿、 铋 银矿和硫铜银矿等。黄铁矿呈他形、 自形、 半自形, 以松散粒状或团块粒状、 交代残余体形式存在, 般 粒度012～5mm ,与磁黄铁矿、 黄铜矿、 磁铁矿及脉 石连生。细粒黄铁矿常呈完好的晶形被包裹于黄铜 矿中,磁铁矿、 磁黄铁矿、 方铅矿等包裹于黄铁矿中。 黄铜矿呈他形粒状结构,以星点状、 团块状、 细脉状 分布于脉石中,一般粒度011～2mm。与黄铁矿、 磁 黄铁矿、 磁铁矿、 铁闪锌矿、 脉石等连生,常包裹有黄 铁矿、 磁铁矿、 磁黄铁矿、 铁闪锌矿等。 112 试验程序 试验矿样取自选矿厂皮带样,为两矿样的混合 矿,其含铜0143 左右,含硫34151 左右。矿样破 碎至-2mm ,混 匀 后 备 用。所 用 球 磨 机 为 XMBΦ200mm400mm型。每次磨500g矿样,磨 矿浓度为50 ,磨矿细度为- 01074mm70 。粗选 用115lXFD - 63型单槽浮选机,每次浮选矿样 500g;精选用015lXFD - 63型单槽浮选机。试验用 水为选矿厂生产回水,pH值为815～915 ,石灰为生 产用工业石灰。 图1 开路浮选试验流程 Fig11 Flowsheet of opened circuit flotation 第55卷 第3期 2 0 0 3年8月 有 色 金 属 NONFERROUS METALS Vol155 , No13 August 2 0 0 3 2 试验结果与讨论 211 开路试验 开路试验重点考察矿浆pH值石灰用量对浮 选指标的影响,流程见图1 ,试验结果见表1。开路 试验结果表明,用Mac210捕收剂在矿浆pH为815 ～1015范围内,可取得与丁黄药相近的铜回收率, 表1 开路试验条件及试验结果 Table 1 Condition and result of opened circuit flotation experiment 序号药剂条件/ gt - 1 产品 名称 产率 / 铜品位 / 回收率 / 1 球磨石灰12000 粗选黄药60 松油醇80 扫选黄药30 松油醇40 精选pH 12 铜精矿31868148 77177 中矿14166016347102 中矿22121013531185 尾 矿891270106313136 原 矿100100014209100100 2 球磨石灰16000 粗选黄药60 松油醇80 扫选黄药30 松油醇40 精选pH 12 铜精矿31659130 79155 中矿14113015325115 中矿21156014671171 尾 矿901660106413160 原 矿100100014267100100 3 球磨石灰2000 pH 810 粗选Mac210 32 扫选Mac210 16 精选pH 910 铜精矿119816103 76110 中矿14154017428108 中矿21155014031150 尾 矿911930106514132 原 矿100100014171100100 4 球磨石灰3000 pH 915 粗选Mac210 32 扫选Mac210 16 精选pH 910 铜精矿211614198 76197 中矿14149017528103 中矿21165013781148 尾 矿911700106213152 原 矿100100014204100100 5 球磨石灰5000 pH 1110 粗选Mac210 32 扫选Mac210 16 精选pH 910 铜精矿119615195 73194 中矿14170016947171 中矿21157014381163 尾 矿911770107716172 原 矿100100014228100100 且铜精矿铜品位比丁黄药工艺提高5 以上。 212 闭路试验 在开路条件试验的基础上,按图2所示工艺流 程,进行丁黄药和Mac210药剂的全流程闭路试验, 试验条件和结果见表2。 图2 闭路试验流程 Fig12 Flowsheet of closed circuit flotation 闭路试验结果表明,在矿浆pH为915左右, Mac210用量为48g/ t时,可获得铜品位14128 、 金 品位16194g/ t ,铜 回 收 率84147 、 金 回 收 率 34142 的铜精矿。与对比黄药工艺相比较,Mac2 10全优先浮选新工艺的各项指标均有不同程度的 提高,其中,铜精矿品位提高3197 ,铜回收率提高 1126 ,铜精矿中金的品位和回收率也分别提高 7142g/ t和8164 。 213 浮铜尾矿选硫试验 以选铜循环平衡后的浮铜尾矿为给矿,进行硫 浮选试验,试验流程见图3 ,试验结果见表3。试验 结果表明,通过硫酸酸化酸化矿浆pH至7左右 , 都可从黄药方案和Mac210方案的选铜尾矿中回收 硫,但Mac210方案选硫成本明显降低。 表2 闭路试验条件和结果 Table 2 Condition and result of closed circuit flotation experiment 方案药剂用量/ gt - 1 产品名称产率/ 品位/ CuAu 1 回收率/ CuAu 黄药 球磨石灰16000 粗选黄药60 松油醇80 扫选黄药20 松油醇40 精选pH 12 铜精矿31481013191528312125178 浮铜尾矿9615201075019831617974113 原矿1001000143121128100100100100 Mac210 球磨石灰3000 pH 915 粗选Mac210 32 扫选Mac210 16 精选pH 915 铜精矿215614128161948414734142 浮铜尾矿9714401069018481515365158 原矿1001000143281126100100100100 1 单位g/ t。 88有 色 金 属 第55卷 图3 选硫试验流程 Fig13 Flowsheet of pyrite flotation 表3 硫浮选试验结果 Table 3 Condition and result of pyrite flotation experiment 方案 药剂总用量 / gt - 1 产品 名称 产率 / 硫品位 / 回收率 / 黄药 H2SO44000 丁黄药700 松 油150 铜精矿3148321293130 硫精矿631384714488125 尾 矿3311481688145 原 矿10010034107100100 Mac - 10 H2SO41000 丁黄药250 松 油80 铜精矿2156291742119 硫精矿671894615791101 尾 矿2915581016180 原 矿10010034174100100 214 讨论 21411 高碱抑制自然金和黄铁矿浮选。新桥硫铁 矿伴生金主要以自然金和银金矿存在,且以包裹金 为主[2],嵌布粒度很细。在磨矿细度- 01074mm占 70 时,仍有大部分自然金和银金矿未单体解离,这 是造成现场选矿金回收率偏低的原因之一。金回收 率偏低的另一个重要原因是在黄药优先选铜工艺中 使用了大量石灰,使矿浆中羟离子pH 12、 钙离 子、 碳酸钙等含量很大,抑制了金的浮选[3]。有人 提出石灰抑制金浮选的电化学机理[4],氧在金表面 还原的中间产物H2O2把CaO氧化为过氧化钙并吸 附在金表面,从而阻止捕收剂在金表面的吸附。 高碱介质中,石灰对黄铁矿的抑制作用一是钙 以氢氧化钙、 硫酸钙或氧化钙等形态吸附在黄铁矿 表面,二是高pH值,使黄铁矿表面氧化。受石灰抑 制的黄铁矿在硫酸酸化时,新鲜表面重新暴露,有利 于吸附黄药。另一方面酸化时生成的硫酸钙吸附在 黄铁矿表面,矿浆中钙离子越多,生成的硫酸钙越 多,吸附在黄铁矿表面的也越多,与黄药的竞争吸附 越强烈,要求增大矿浆中黄药的浓度,从而增大黄药 的消耗。 而在中等碱性介质中的Mac210全优先浮选工 艺,矿浆pH为815～1015 ,是自然金和硫化铜矿物 浮选的适宜pH范围,有助于金和铜的回收。而石 灰用量为3kg ,比黄药工艺少13kg ,不仅节约石灰用 量,减少选铜工段药剂成本,而且减少选硫工段硫 酸、 丁黄药和松油醇消耗,降低药剂成本。 21412 Pearson硬软酸碱理论的解释。Pearson硬 软酸碱理论认为,硬酸与硬碱结合,软酸与软碱结 合。矿物易接受电子为酸,捕收剂可提供电子为碱。 Glembotskii[5]认为,黄铜矿中的铜为软酸,黄铁矿中 的铁为硬酸。用MOPAC程序包中的PM3计算的 部分硫化铜矿捕收剂中硫代羰基硫原子的净电荷见 表4。由表4可知,丁黄药硫代羰基官能团中硫原 子的净负电荷最大,其次是丁胺黑药和酯105 ,最小 的为Mac210。官能团硫代羰基硫原子的净负电荷 反映其碱性的相对强弱,净电荷越负,相应的给电子 能力越强,碱性越大。Mac210硫代羰基中硫原子的 净负电荷最小,碱性相对最弱。因此Mac210捕收 剂易与黄铜矿作用,而较难与黄铁矿作用,所以 Mac210捕收剂既有好的捕收能力,又有高的选择 性。四种捕收剂的选择性大小为丁黄药丁胺黑 药≈酯105 Mac210。 表4 捕收剂硫代羰基官能团中硫原子的净电荷 Table 4 Net sulfur atomic charges in thiocarbonyl functional groups of collector 捕收剂丁黄药丁胺黑药酯105Mac210 净电荷- 015264- 012493- 012460- 012268 3 结论 新桥硫铁矿采用Mac210优先选铜工艺要求弱 碱性或中等碱性 8 15 pH 1015 ,为硫化铜矿石 和金浮选的适宜pH条件,也使后续选硫容易进行, 显著降低选矿药剂生产成本,提高铜、 金、 硫等的选 矿指标。在石灰用量3kg/ t、 矿浆pH 915左右、 Mac210用量48g/ t的条件下,采用Mac210优先选 铜工艺浮选新桥硫铁矿,可获得铜品位14128 、 金 品位16194g/ t ,铜 回 收 率84147 、 金 回 收 率 34142 的铜精矿。与黄药工艺相比,Mac210优先 浮选新工艺铜精矿品位提高3197 ,铜回收率提高 1126 ,铜精矿中金的品位和回收率分别提高 7142g/ t和8164 。 下转第100页,Continued on p. 100 98第3期 刘广义等 Mac210捕收剂优先浮选高硫含铜矿石新工艺 137m3。设备运行2个月,生产测试结果见表2。 表2 KMLZ215/ 50倾斜板浓密机生产测试结果 Table 2 Results of KMLZ215/ 50 decline panel thicker operation 给料 / m3h - 1 给料 浓度/ 溢流 含固量 / mgL - 1 回水率 底流浓度 / 1101166431861301012 80210135388164916 1201187457891671017 1042123402871401113 3 结语 运用倾斜板浓密技术设计的倾斜板浓密机结构 简单,大大改善矿浆在浓密机内的流动和分布特性, 提高浓密机的容积利用系数,为固体颗粒的沉降创 造良好的水力条件,单位占地面积的澄清面积比普 通浓密机大3～10倍。斜板板材、 板组设计和布置 保证斜板板面不因固体颗粒沉积而堵塞,可根据现 有地形设计。设备运行可靠,操作、 维护简单、 方便, 特别适用于用地紧张的情况,具有良好的推广前景。 参考文献 [1]同济大学 1 给水工程[M]1 北京中国建筑工业出版社, 1980 285 [2]黄云平,富文彬,潘协文 1 倾斜板沉淀池的原理及应用[J ]1 中国甜菜糖业, 19984 10 [3]王文潜 1 浅层沉淀原理与斜板浓密设备[J ]1 国外金属矿选矿, 19985 5 Application of Decline Panel Technique in Moli Antimony Mine ZHANG Zhiming1, LIU Chaoming2, WANG Jiandong2 11Kunming Metallurgy Research 2.Yunnan Moli Antimony Co. Ltd. , Muli663304,Yunnan , China ABSTRACT Based on the structure and characteristic analysis of the decline panel compressor technique , the application result of two types decline panel compressor in Muli Antimony Mine is described. In the Concentrator of Muli Antimony Co. Ltd. , the overflow of ore mud and the purified water with heavy medium , and the overflow of the classifier are treated by KMLZ380/ 50 and KMLZ2215/ 50 decline panel compressors. The slurries , with sol2 id contents of 0. 8 ～1105 and 113 ～1106 , and 68. 11 and 54. 32 of solid less than 10μm in parti2 cle size , and 0. 52 and 0. 64m/ h in settling velocities , are fed in 130～170 and 130～968m3/ h , respectively. The solid content in the overflow and underflow from the decline panel compressors are 353～437mg/ L and 10 , respectively , and 84. 63 ～89. 67 of water are reused. KEYWORDSmineralprocessing;declinepaneltechnique ;application ;antimony;compressor 上接第89页 Continued from p. 89 参考文献 [1]韩仁海,王 俊,王军民.新桥矿业公司选矿工艺的几项改进[J ].有色金属, 2002 , 541 60 [2]吴大敏.新桥矿伴生金银赋存状态及分布规律[J ].黄金, 2002 , 232 16 [3] Allan G C , Woodcock J T. A review of the flotation of nativegold and electrum [J ]. Minerals Engineering , 2001 , 149 931 [4]郑 昕,冯其明.金浮选电化学原理及应用[J ].矿冶工程, 1995 , 154 32 [5] Glembotskii A V. Theoretical principles of forecasting and modifying collector properties [J ]. Tsvet Metally , 1978 , 512 86 Copper Sulfides Preferential Flotation from Pyrite Ore with Mac210 Collector LIU Guangyi1, DAI Tagen2, ZHONG Hong1, WANG Hui1, HAN Renhai1,2, LI Dan1,2, CHEN Xiuting1,2 1. Central South University , Changsha410083, China; 2. Technique Center , Xinqiao Mining Industry Corporation , Tongling244131, Anhui , China ABSTRACT In order to reduce the regent cost and increase the beneficiation inds of the floatation of copper ores with high sulfur content from Xinqiao Mining Industry Corporation , Tongling , Anhui , China , a novel ore dressing technology using Mac210 as collector is investigated. The results indicate that under the condition of 3kg/ t lime dosage , slurry pH at 9. 5 , 48g/ t dosage of Mac210 , the copper concentrate with copper grade and recovery 14. 28 and 84. 47 , gold grade and recovery 16. 94g/ t and 34. 42 respectively is produced by new process , the copper grade and recovery are increased by 3. 97 and 1. 26 respectively , and for gold in copper concentrate are 7. 42g/ t and 8. 64 respectively , comparing to the current flowsheet. KEY WORDSmineral processing; copper ores with high sulfur content ; floatation ; Mac210 collector ; pyrite 001有 色 金 属 第55卷