国外某沉积岩型难选硫氧混合铜矿石浮选试验_刘方华.pdf

收稿日期2019-10-10 基金项目建筑安全与环境国家重点实验室暨国家建筑工程技术研究中心开放课题 （编号 BSBE2018-10） ， 江西省交通运输厅科技项目 （编 号 2019H0013） ， 江西省教育厅科学技术研究项目 （编号 GJJ171036） ， 江西科技学院校级自然课题 （编号 jy1801） 。 作者简介刘方华 （1989） ， 男， 讲师， 硕士。 总第 521 期 2019 年第 11 期 金属矿山 METAL MINE 国外某沉积岩型难选硫氧混合铜矿石浮选试验 刘方华 1， 21 （1. 江西科技学院土木工程学院， 江西 南昌 330098； 2. 江西科技学院绿色建筑研究所， 江西 南昌 330098） 摘要国外某沉积岩型硫氧混合铜矿石铜品位为2.96， 为确定该矿石的合理开发利用工艺， 在工艺矿物学 研究的基础上进行了选矿试验研究。结果表明 ①矿石中的主要铜矿物有辉铜矿、 赤铜矿、 孔雀石、 硅孔雀石， 主要 脉石矿物有石英、 方解石、 白云石； 辉铜矿、 赤铜矿的嵌布粒度一般在0.02～0.30 mm， 孔雀石、 硅孔雀石的嵌布粒度 主要为 0.02～1.20 mm； 硫化铜占总铜的 60.14， 氧化铜占 39.86。②原矿在磨矿细度为-0.074 mm 占 73.60 的情 况下， 先以丁基黄药乙基黄药为组合捕收剂采用2粗2精1扫流程浮选硫化铜矿物， 再以硫化钠为硫化剂、 丁基黄 药烷基羟肟酸为捕收剂采用1粗3精2扫流程浮选氧化铜矿物， 获得了Cu品位为46.92、 回收率为71.57的硫化 铜精矿和Cu品位为29.23、 回收率为16.08的氧化铜精矿， 总精矿Cu品位为42.17、 回收率为87.65， 选别指标 较好。 关键词硫化铜矿物氧化铜矿物浮选综合回收 中图分类号TD923.7文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -11-073-06 DOI10.19614/ki.jsks.201911012 Flotation Test of a Sedimentary Rock Type Refractory Sulfur-oxygen Mixed Copper Ore in Abroad Liu Fanghua1， 22 （1. School of Civil Engineering， Jiangxi University of Technology， Nanchang 330098， China； 2. Institute of Green Architec- ture， Jiangxi University of Technology， Nanchang 330098， China） AbstractThe grade of copper is 2.96 in a sedimentary rock type sulfur-oxygen mixed copper ore in abroad. Experi- mental study on ore dressing was carried out on the basis of technological mineralogy to determine the reasonable development and utilization technology of the ore. The results indicated that ①The main copper minerals are chalcocite，cuprite，mala- chite and chrysocolla and the main gangue minerals are quartz， calcite and dolomite. The disseminated grain size of chalcocite and cuprite is generally from 0.02 to 0.30 mm while the disseminated grain size of malachite and chrysocolla is mainly from 0.02 to 1.20 mm. Copper sulfide accounts for 60.14 and copper oxide accounts for 39.86 of the total copper content. ② With the grinding fineness of -0.074 mm accounting for 73.60， the copper sulfide minerals were floated preferentially using combined collectorbutyl xanthateethyl xanthate in the process of two roughing-two cleaning-one scavenging. Then copper ox- ide minerals were floated in the presence of sodium sulfide as vulcanizing agent and mixed collectorbutyl xanthatealkyl hy- droxamic acid with one roughing-three cleaning-two scavenging process. The copper sulfide concentrate with Cu grade of 46.92 and Cu recovery rate of 71.57， and copper oxide concentrate with Cu grade 29.23 and Cu recovery rate of 16.08 were achieved. The total copper grade and recovery rate was 42.17 and 87.65，respectively，which means better separat- ing index. KeywordsCopper sulfide minerals， Copper oxide minerals， Flotation， Comprehensive recovery Series No. 521 November2019 铜是一种重要的有色金属， 广泛应用于电子信 息、 机械制造、 轻工、 建筑工业、 国防工业等领域， 具 有重大战略意义 ［1-2］， 是国家战略安全与国民经济发 展不可或缺的重要原料 ［3-4］。随着我国铜资源的逐渐 减少， 实施矿业 “走出去” 战略日益重要， 这将是未来 矿企发展的趋势 ［5］， 不仅可以极大缓解我国铜资源短 缺的状况， 也为国家经济可持续发展与战略安全提 供保障。试验开展了国外某沉积岩型硫氧混合铜矿 73 ChaoXing 金属矿山2019年第11期总第521期 石的选矿工艺研究。 1原矿性质 矿石中的主要铜矿物有辉铜矿、 赤铜矿、 孔雀 石、 硅孔雀石， 斜硅铜矿、 斑铜矿、 铜蓝、 黄铜矿、 自然 铜等少量； 铁、 钛矿物少量。脉石矿物主要有石英、 方解石、 白云石， 长石及铝硅酸盐矿物少量。含铜矿 物中辉铜矿、 赤铜矿的嵌布粒度较细， 一般在 0.02～ 0.30 mm； 斜硅铜矿的嵌布粒度一般小于0.06 mm； 孔 雀石、 硅孔雀石嵌布粒度相对较粗， 但粗细不均匀， 主要粒度范围为0.02～1.20 mm。 原矿主要化学成分分析结果见表1， 铜物相分析 结果见表2。 由表1可知， 矿石含铜2.96， 是矿石中的有价元 素， 其他元素没有回收价值。 由表2可知， 硫化铜占总铜的60.14， 氧化铜占 39.86， 其中硫化铜主要以次生硫化铜的形式存在， 氧化铜主要以自由氧化铜的形式存在， 因此， 该矿石 属于硫氧混合型铜矿石。 2试验结果与讨论 2. 1选矿流程的确定 矿石性质研究表明， 原矿中的铜矿物主要由硫 化铜矿物与氧化铜矿物组成， 但这是两类铜矿物表 面性质差异较大， 其中硫化铜矿物表面具有一定的 疏水性， 氧化铜矿物表面亲水性较强， 导致两者的可 浮性差异较大。试验采用优先浮选硫化铜矿物、 再 浮选氧化铜矿物的浮选工艺流程进行选铜。 2. 2硫化铜矿物浮选条件试验 试验采用1次粗选流程。 2. 2. 1磨矿细度试验 磨矿细度试验固定常用矿浆pH调节剂碳酸钠 ［6］ 用量为400 g/t， 捕收剂丁基黄药用量为100 g/t， 松醇 油用量为15 g/t， 试验结果见图1。 由图1可知， 随着磨矿细度的提高， 硫化铜粗精 矿铜品位上升， 铜回收率先上升后下降， 综合考虑， 确定磨矿细度为-0.074 mm占73.60。 2. 2. 2碳酸钠用量试验 碳酸钠用量试验固定磨矿细度为-0.074 mm占 73.60， 丁基黄药用量为 100 g/t， 松醇油用量为 15 g/t， 试验结果见图2。 由图2可知， 当没有添加碳酸钠时， 硫化铜粗精 矿铜品位为21.68， 回收率为65.88； 随着碳酸钠用 量的增加， 硫化铜粗精矿铜品位小幅上升， 回收率呈 先慢后快的下降趋势， 综合考虑， 认为硫化铜矿物浮 粗选无需添加碳酸钠。 2. 2. 3捕收剂种类及用量试验 2. 2. 3. 1捕收剂种类试验 硫化矿物浮选的捕收剂有多种， 如黄药类、 黑药 类及Z-200等 ［7-8］， 不同的捕收剂对选别指标会产生 一定的影响。本研究矿样中的硫化铜矿物具有多元 化特点， 因此考察了丁基黄药（PAX）、 乙基黄药 （SEX） 、 Z-200捕收剂单独使用 （用量均为100 g/t） ， 及 丁基黄药丁铵黑药 （PAXADD） 、 丁基黄药乙基黄 药 （PAXSEX） （用量均为7030 g/t） 组合使用对硫化 铜粗精矿指标的影响。试验固定磨矿细度为-0.074 74 ChaoXing 2019年第11期刘方华 国外某沉积岩型难选硫氧混合铜矿石浮选试验 mm占73.60， 松醇油用量为15 g/t， 试验结果见图3。 由图3可知， 以丁基黄药乙基黄药为组合捕收 剂时的硫化铜粗精矿品位和回收率均较高， 因此， 选 择丁基黄药乙基黄药为硫化铜矿物浮选的捕收剂。 2. 2. 3. 2丁基黄药乙基黄药用量试验 丁基黄药乙基黄药组合捕收剂用量试验固定 磨矿细度为-0.074 mm 占 73.60， 松醇油用量为 15 g/t， 试验结果见图4。 由图 4 可知， 硫化铜粗精矿铜品位随着丁基黄 药乙基黄药用量的增大小幅下降， 铜回收率先明显 上升后小幅下降， 综合考虑， 确定硫化铜矿物粗选组 合捕收剂丁基黄药乙基黄药用量为10040 g/t。 2. 2. 4精选抑制剂水玻璃用量试验 为提高硫化铜精矿铜品位， 在精选过程中需添 加水玻璃抑制脉石矿物的上浮； 精选过程中为避免 铜矿物掉槽现象的发生， 补加15 g/t的丁基黄药。第 1次精选过程中水玻璃用量对选别指标的影响见图 5。 由图5可知， 当精选过程中未添加水玻璃时， 硫 化铜精选1精矿铜品位为28.68， 随着水玻璃用量的 增加， 精选1精矿铜品位显著上升， 作业回收率微幅 下降， 综合考虑， 精选1水玻璃用量为500 g/t。 2. 3氧化铜矿浮选条件试验 氧化铜矿的浮选方法主要包括直接浮选法、 硫 化浮选法、 螯合剂-中性油浮选法、 胺类浮选法和离 析浮选法等。目前， 硫化浮选法是氧化铜矿物浮选 的常用方法。因此， 本研究采用硫化黄药浮选法 对硫化铜矿物2粗1扫浮选尾矿进行浮选试验。 2. 3. 1硫化钠用量试验 硫化钠是氧化铜矿物浮选时常用的硫化剂， 其 机理是硫化钠水解生成的硫离子与氧化铜矿物表面 的铜质点作用， 改变氧化铜矿物的表面性质， 经黄药 作用即可疏水上浮， 但硫化钠用量过少或过多都不 利于氧化铜矿物的浮选 ［9］。因此， 首先考察硫化钠用 量对氧化铜矿物粗选的影响， 试验固定水玻璃用量 为1 000 g/t， 丁基黄药用量为250 g/t， 松醇油用量为 20 g/t， 试验结果见图6。 和作业回收率均较低， 随着硫化钠用量的增加， 粗精矿铜作业回收率和品位均先显著上升后不同程 度下降， 当硫化钠用量为600 g/t时， 氧化铜粗精矿指 标较好。综合考虑， 确定氧化铜矿物粗选的硫化钠 用量为600 g/t。 2. 3. 2水玻璃用量试验 矿石中的方解石、 白云石等脉石矿物在磨矿过程 中易泥化罩盖在氧化铜矿物表面， 影响硫化钠在氧化 75 ChaoXing 金属矿山2019年第11期总第521期 铜矿物表面的吸附， 水玻璃可消除这些矿泥与氧化铜 矿物颗粒间的异相凝聚 ［10］， 促进硫化钠在氧化铜矿物 表面吸附。为了考察水玻璃用量对氧化铜矿物粗选 的影响， 试验固定硫化钠用量为600 g/t， 丁基黄药用 量为250 g/t， 松醇油用量为20 g/t， 试验结果见图7。 由图7可知， 不添加水玻璃时的氧化铜粗精矿铜 作业回收率只有31.88； 随着水玻璃用量的增加， 粗 精矿铜作业回收率显著上升， 铜品位小幅上升； 当水 玻璃用量达750 g/t时， 氧化铜粗精矿铜品位和作业 回收率均处在高位， 因此， 确定氧化铜粗选的水玻璃 用量为750 g/t。 2. 3. 3捕收剂用量试验 2. 3. 3. 1丁基黄药用量试验 氧化铜矿物被硫化后常以丁基黄药为捕收剂进 行浮选， 因此有必要进行丁基黄药用量试验。丁基 黄药用量试验固定水玻璃用量为750 g/t， 硫化钠用量 为600 g/t， 松醇油用量为20 g/t， 试验结果见图8。 由图8可知， 随着丁基黄药用量的增加， 氧化铜 粗精矿铜品位变化不明显， 铜作业回收率先上升后 维持在高位。综合考虑， 确定氧化铜矿物粗选的丁 基黄药用量为200 g/t。 2. 3. 3. 2辅助捕收剂烷基羟肟酸用量试验 考虑到氧化铜矿物浮选试验过程中有部分氧化 铜矿物难以被硫化， 导致影响Cu的充分回收， 对于未 被硫化的氧化铜矿物， 可考虑采用烷基羟肟酸对其 进行强化回收 ［11］。烷基羟肟酸用量试验固定水玻璃 用量为750 g/t， 硫化钠用量为600 g/t， 丁基黄药用量 为200 g/t， 松醇油用量为20 g/t， 试验结果见图9。 由图9可知， 随着烷基羟肟酸用量的增大， 铜作 业回收率上升显著， 铜品位小幅下降。综合考虑， 确 定氧化铜矿物粗选的羟肟酸用量为20 g/t。 2. 4闭路试验 根据试验确定的选别方案及药剂制度进行开路 全流程试验和闭路全流程试验， 试验流程见图10， 结 果见表3。 由表2可知， 采用图10所示的优先浮选硫化铜 矿物再浮选氧化铜矿物的浮选流程处理原矿， 可获 得Cu品位为46.92、 回收率为71.57的硫化铜精矿 和 Cu 品位为 29.23、 回收率为 16.08 的氧化铜精 矿， 总精矿Cu品位为42.17、 回收率为87.65。 3结论 （1） 国外某沉积岩型硫氧混合铜矿石中的主要 铜矿物有辉铜矿、 赤铜矿、 孔雀石、 硅孔雀石； 脉石矿 物主要有石英、 方解石、 白云石。主要铜矿物辉铜 矿、 赤铜矿的嵌布粒度较细， 一般在0.02～0.30 mm； 孔 雀石、 硅孔雀石嵌布粒度粗细不均匀， 主要粒度范围 为 0.02～1.20 mm。矿石中硫化铜占总铜的 60.14， 氧化铜占39.86。 （2） 原矿在磨矿细度为-0.074 mm占73.60的情 况下， 以丁基黄药乙基黄药为组合捕收剂采用2粗2 精 1扫流程浮选先硫化铜矿物， 再以硫化钠为硫化 剂、 丁基黄药烷基羟肟酸为捕收剂采用1粗3精2扫 流程浮选氧化铜矿物， 获得了Cu品位为46.92、 回 收率为71.57的硫化铜精矿和Cu品位为29.23、 回 收率为 16.08 的氧化铜精矿， 总精矿 Cu 品位为 42.17、 回收率为87.65， 选别指标较好。 76 ChaoXing 参 考 文 献 李大勇， 欧晓斌， 陈薛孝， 等.有色金属铜专利战略概况 ［J］ .新材 料产业， 2011 （5） 26-32. 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