微细粒氧化铜矿物浮选方法研究.pdf

声明声明下面论文由免费论文教育网 http//www.PaperE 用 户转载自互联网，版权归原作者所有，本文档仅供参考，严禁抄袭 免费免费论文论文教育教育网网 -1- 微细粒氧化铜矿物浮选方法研究微细粒氧化铜矿物浮选方法研究1 刘殿文 1,2，方建军1，尚旭1，文书明1,2，张文彬1,2 1昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093 2西部优势矿产资源高效利用教育部工程研究中心，昆明 650093 E-mailldwkmust 摘摘 要要微细粒嵌布的氧化铜矿物资源由于其特殊的性质，非常难选。本文采用孔雀石纯矿 物研究了真空微泡浮选法的效果， 通过与常规浮选试验结果的对比， 表明真空微泡浮选法是 处理微细粒氧化铜矿物的有效方法。 关键词关键词微细粒；氧化铜矿；真空微泡浮选 中图分类号中图分类号TD952 文献标识码文献标识码A 1. 前言前言 我国存在着大量的微细粒矿物资源。微细粒矿物主要来源于两个方面，一是原生矿泥， 二是在碎矿、磨矿、搅拌和运输过程中，尤其是在微细粒嵌布矿产资源细磨矿或超细磨矿的 过程中产生的大量次生矿泥。微细粒矿物的最主要特点是质量小、比表面积大和表面能高。 质量小造成了疏水性矿粒在矿浆中的动量小， 与气泡的碰撞几率小， 难于克服矿粒与气泡之 间的能垒而粘附于气泡表面。 比表面积大、 表面能高造成了脉石矿粒与有用矿粒之间的非选 择性团聚严重；药剂吸附量大，并且药剂吸附的选择性降低。由此给矿物加工的分选过程、 过滤脱水等带来了一系列的问题， 致使微细粒的选别效果不佳， 因而大量的金属随着微细粒 流失，据报道全世界每年约有20％的钨，35％的磷。16％的铜以及1O％的铁美国、50 ％的锡玻利维亚损失在细泥中。若要让这些难浮的微细粒矿物有效上浮，采用常规的浮选 工艺是行不通的，必须要研究新的工艺和方法。大量关于微细粒矿物浮选的文献[1,2,3]中，提 出了若干微细粒浮选的方法和设备，微泡析出式浮选被认为是最有效的微细粒浮选方法之 一。本文即采用孔雀石纯矿物，进行了Hallimond管常规浮选和真空微泡浮选法的研究和对 比。 2. 试验矿样及药剂试验矿样及药剂 2.1 试验矿样试验矿样 孔雀石纯矿物取自云南东川汤丹氧化铜矿，富矿块经过手选、瓷磨、挑纯后使用。经 XRD分析显示，试验所用孔雀石与纯孔雀石标准图谱基本一致，表明试验用孔雀石的纯度 很高。经化学分析孔雀石矿样中铜的含量为56.60％，纯度为98.18。 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号20040674012）和云南省教育厅重点基金项目 （项目编号04Z139D）的资助。 -2- 图1 试验用孔雀石纯矿物样品的XRD检测图谱 孔雀石纯矿物沉降分级成8个粒级，分别是74m、60-74m、50-60m、40-50m、 30-40m、20-30m、10-20m和-10m的微细粒级，对粗粒级矿样用蒸馏水多次清洗后作为 试验研究用矿样。 2.2 试验药剂试验药剂 硫化剂Na2S9H2O为分析纯，天津化学试剂三厂生产，配制浓度为5％；活化剂EDP为自 制的胺的磷酸盐类药剂，产状为白色粉末，配制浓度为1％；捕收剂丁基黄药采用白银选矿 药剂厂生产的工业纯药剂，配制浓度为1％。 3. 试验方法与装置试验方法与装置 每次试验用TG628A分析天平称取孔雀石试样0.5g。 采用78HW-1型恒温磁力搅拌器在烧 杯内调浆，然后将调好浆的溶液移入到改进的Hallimond管（体积约为50ml）中进行浮选， 浮选所用气体为氮气，充气量为40-45 ml/min，调浆时间为4分钟，浮选时间为6分钟，所有 试验均在室温的条件下完成。图2为Hallimond管浮选系统装置图。 图2 孔雀石纯矿物浮选装置图 图3为真空微泡浮选装置图，所用真空浮选管的容积为170ml。 -3- 图3 孔雀石纯矿物真空浮选装置图 4. 试验过程与结果试验过程与结果 4.1 孔雀石纯矿物的孔雀石纯矿物的Hallimond管浮选管浮选 试验采用粗细不同粒级孔雀石纯矿物， 进行分粒级浮选试验。 将前述通过水析分成粗细 不同的8个粒级的孔雀石纯矿物各称取0.5g，在相同的试验装置和药剂条件下进行调浆和浮 选。 药剂浓度分别为 Na2S9H2O 1.010-3 mol/L， EDP 1.010-3 mol/L， BuX 1.510-3 mol/L。 调浆时间为4分钟，浮选时间均为6分钟。试验结果见图4。 95 88 90 83 63 26.4 97 90.5 0 20 40 60 80 100 120 250-7474-6060-5050-4040-3030-2020-1010-0 Size fractionm Copper recovery 图4 相同条件不同粒级孔雀石上浮率变化 -4- 从上图我们可以看出，在所选粒度范围内，大于20m以上所有粒级，回收率均超过了 80，最易上浮的粒级是40-50m，上浮率达到了97，而-10m的浮选效果最差，上浮率仅 为26.4％，其次是10-20m的效果较差，上浮率仅为63％。 4.2 孔雀石纯矿物的真空微泡浮选孔雀石纯矿物的真空微泡浮选 4.2.1上浮率与浮选体系真空度的关系试验上浮率与浮选体系真空度的关系试验 本研究采用实验室型的真空浮选管Vacuum tube进行微细粒级孔雀石纯矿物真空浮选 的试验研究，微泡析出的方法是采用真空泵在矿浆表面抽气，造成矿浆负压而析出微泡。真 空浮选产生微泡的多少和产生速率高低与浮选体系的真空度有很大的关系， 这影响到氧化铜 矿物的回收率，因此首先选用最难选的-10m粒级的孔雀石进行了上浮率与真空度之间的关 系试验。试验用矿样各为0.5g，真空度用自制 “U”型管水银压力计进行测量，试验选用的真 空度分别为37cmHg、42cmHg、47cmHg、52cmHg、55cmHg和57cmHg。试验结果见图5。 38.3 25.2 17.2 12.6 7.4 43.1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 374247525557 Vacuum degreecmHg Copper recovery 图5 孔雀石上浮率与浮选体系真空度之间关系 整体而言，孔雀石上浮率随体系真空度的增大而上升，在低于50cmHg的真空度时，上 升的斜率相对较缓，而当真空度高于50cmHg时，上浮率上升的趋势较快，但从试验现象来 看，当真空度上升至57cmHg时，微泡产生速率太大、泡量太大而快速兼并成大泡，矿物随 大泡升浮的“哄抬”作用比较明显，严重地紊乱了矿浆环境，尽管此时上浮率比较大，但不适 于浮选的有效进行。综合考虑，较优的的真空度为55cmHg，此时孔雀石的上浮率为38.3％， 对于如此微细粒级的难选氧化铜矿，在浮选条件并未优化的条件下，已算比较不错的结果。 4.2.2 孔雀石纯矿物分粒级真空微泡浮选试验孔雀石纯矿物分粒级真空微泡浮选试验 本组试验选用前述较优的真空度55厘米汞柱（cmHg） 。各粒级孔雀石真空浮选的药 剂制度与前述用Hallimond管分粒级浮选试验相同，浮选时间均为6分钟。各粒级真空浮选与 -5- 对应粒级常规Hallimond管浮选的试验结果对比见图6。 83 63 90 97 88 95 90.5 26.4 38.3 40.4 34 25 26.226 40 46 0 20 40 60 80 100 120 250-74 60－74 50－60 40－50 30－40 20－3020-100-10 Size fractionm Copper recovery Hallimond tube flotation Vacuum tube flotation 图6 孔雀石纯矿物真空浮选与常规浮选上浮率对比 由图6中数据可见，8个粒级中除-10m粒级之外的7个粒级的回收率都是用Hallimond管 浮选比用真空浮选的回收率高，但对于-10m的微细粒级，却是用真空管浮选的回收率高于 用Hallimond管浮选，上浮率高出近12个百分点。由此表明对于微细粒级氧化铜矿物的浮选， 微泡浮选优于常规浮选。 同时我们也发现两种浮选方法的最易浮选的粒级是不同的， 真空浮 选的最易浮选粒级为30-40m， 而常规浮选的最易浮选粒级为40－50m。 但该真空浮选试验 只能是初步说明真空微泡浮选对微细粒级的氧化铜矿的浮选较常规浮选有优势， 但其规律性 还有待于进一步的研究和证实。 5. 结语结语 对于微细粒级孔雀石纯矿物，真空微泡浮选的结果优于常规浮选，表明真空微泡浮选 法是回收微细粒氧化铜矿物的有效方法。 其主要原因是真空浮选法可以优先在疏水性矿物表 面析出大量的活性微泡， 大量的活性微泡的存在， 增大了气泡与疏水性微细矿粒之间的碰撞 概率和黏附概率，从而提高了微细粒孔雀石的浮选效率。 -6- 参考文献参考文献 [1]戴强.强化微细粒矿物浮选的措施分析，国外金属矿选矿 1996,2 P30-34. [2] R. H. Yoon.矿粒-气泡作用中的流体动力及表面力，国外金属矿选矿 1993,6P5-11. [3]胡岳华，冯其明. 矿物资源加工技术与设备，科学出版社，北京2006 年 9 月第一版. P 204-205，221. Flotation Research on Fine-particle Copper Oxide Minerals Liu Dianwen, Fang Jianjun, Shang Xu, Wen Shuming, Zhang Wenbin Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, PRC 650093 Abstract Fine-grain disseminated copper oxide minerals are very difficult to float in production due to its special nature. Vacuum tube flotation tests were carried out using malachite pure mineral with different size fractions, and it was proved to be one of the most effective ways to recover the fine-particle copper oxide minerals through the comparison of the results between Vacuum tube flotation tests and Hallimond tube flotation tests. Keywords fine-grain disseminated, copper oxide minerals, vacuum flotation 作者简介作者简介刘殿文，男，1973 年生，博士，昆明理工大学教师。主要研究方向为有色金属 矿选矿、资源综合利用。