某铜矿铜锌分离新工艺和新药剂的研究.pdf

第6 3 卷第2 期 20l1 年5 月 有色金属 N o n f e n _ o u sM e t a l s V o l _ 6 3 ．N o ．2 M a v201l D o I l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s m1 ∞1 一毗1 1 ．2 0 1 1 ．北．0 5 l 某铜矿铜锌分离新工艺和新药剂的研究 王世辉 紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘 要以新疆某矿石为研究对象，采用铜部分优先、铜锌混浮、再磨再分离新工艺，以新药剂Z j 9 0 0 为捕收剂用于铜浮选作 业，该药剂有较优越的选择性，小型闭路试验获得良好的试验指标。 关键词铜锌分离；部分优先；Z j 9 0 0 ；选择性 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 2 ．3文献标识码A文章编号l o o l 0 2 l l 2 0 1 1 0 2 一0 2 1 4 一0 6 矿产资源作为不可再生资源，随着人类的开采 日趋枯竭，矿石亦日趋贫、细、杂，选矿难度不断加 大，选矿成本越来越高- 。新疆某铜矿是一个大型 铜锌黄铁矿多金属矿床，主要金属矿物有黄铁矿、黄 铜矿、砷黝铜矿和闪锌矿，其中黄铁矿占矿物总含量 的6 6 ．5 ％，黄铜矿占5 ．8 l ％，砷黝铜矿占0 ．6 3 ％，闪 锌矿占1 ．7 6 ％。此矿石是非常复杂难选的，铜锌分 离及锌硫分离困难悼1 。针对该矿石特点，进行了选 矿工艺研究⋯，采取铜部分优先、铜锌混选、再磨再 分离工艺流程，用Z j 9 0 0 为铜捕收剂‘引，实现了铜锌 分离，获得了较好的分选指标。 1 矿石性质 1 ．1 矿石的化学组成 矿石的多元素分析结果见表1 。 表l矿石多元素化学分析结果 T a b l el A n 丑l y s i sr e s u l t so fm u l t e l e m e n to fn l n o f _ m i n eo r e ／％ 注A u 、A g 单位为5 ／t 。 从表1 可以看出，矿石中除铜、锌、银外，尚伴生 有金、铅、镉、硫、砷等，其中硫含量很高，达 3 3 ．9 4 ％，有害元素砷含量也比较高，达0 ．2 4 ％。 1 ．2 矿石物相分析 1 ．2 ．1 铜的物相分析 矿石中铜的物相分析结果见表2 。 表2 铜的物相分析结果 T a b l e2 A n a l y 8 i s 陀s u l t so fc o p p e rp h 鹳e ／％ 收稿日期2 0 1 0 0 4 2 2 作者简介王世辉 1 9 8 l 一 ，男，福建上抗人。硬士生。主要从事矿 钶加工的研究及矿山管理工作。 1 ．2 ．2 锌的物相分析 矿石中锌矿物的物相分析结果见表3 。 表3 锌的物相分析结果 T a b l e3 A n a l y s i 8 他s u l t so fz i n cp h 船e ／％ 由表2 和表3 可知，矿石中铜、锌的氧化率都很 低，故该矿石为原生硫化矿石。 1 ．3 黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿的嵌布特征 1 ．3 ．1 黄铜矿 黄铜矿主要呈不规则状产出，与黄铁矿关系十 分密切，主要是充填在黄铁矿颗粒间隙或裂隙中，胶 结交代黄铁矿，有时呈包裹体嵌布在黄铁矿中，形成 复杂的嵌布关系。黄铜矿与砷黝铜矿共生关系十分 万方数据 第2 期王世辉某铜矿铜锌分离新工艺和新药剂的研究 2 1 5 复杂，常共生在一起或以集合体的形式嵌布在黄铁 矿颗粒间隙中；黄铜矿有时与闪锌矿共生，但其密切 程度不如与黄铁矿共生关系密切。砷黝铜矿是含砷 铜矿物，与黄铜矿密切共生，多为聚合体与黄铜矿一 起分布于黄铁矿晶粒间或晶粒边部，它与含银砷黝 铜矿、辉铜银矿关系密切。 1 ．3 ．2 闪锌矿 闪锌矿主要呈不规则状产出，与黄铁矿嵌布关 系非常密切，多胶结交代黄铁矿，有时呈包裹体嵌布 在黄铁矿中。当闪锌矿胶结交代黄铁矿时其关系十 分复杂，故锌、硫分离困难。 1 ．3 ．3 黄铁矿 黄铁矿主要呈不规则状产出，为自形、半自形晶 结构。它与黄铜矿、砷黝铜矿、闪锌矿等关系密切， 这些矿物常沿黄铁矿间隙充填、胶结交代黄铁矿，形 成复杂嵌布关系。 总之，有用金属矿物黄铜矿、闪锌矿与黄铁矿之 间密切共生，形成于同一个矿化期，只是每种金属矿 物的结晶先后不同而形成相互嵌布关系。 1 ．4矿石中主要金属矿物粒度组成特性 将一2 m m 的原矿样品进行筛析，各粒级主要金 属矿物的粒度组成见表4 。对主要金属矿物的分布 率进行分析，绘制出金属矿物的分布曲线如图l 。 表4 矿石中主要矿物粒度组成特性 T a b l e4M a j o rm i n e m l8 i z ed i s m b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c 8 粒鼽m 焉器羔 矿石中主要金属矿物的嵌布粒度，是决定磨矿 工艺的最重要的依据。研究结果表明 见表4 ，矿 石中主要金属矿物不仅嵌布粒度细而且不均匀，其 中黄铁矿最粗，铜硫化物次之，闪锌矿嵌布粒度最 细。在 7 4 斗m 粒级中，黄铁矿的粒级占有率为 7 9 ．4 7 ％，铜硫化物为5 4 ．4 l ％，闪锌矿仅为 I “l f I ‘ 冰“ 雕 赜4 0 2 0 0 0l I X J2 X 3 【X 舢砌囊X l “M 1 ．7 I m 椒X } 吲X I l X X ll I I X J1 2 0 0 粒度，岬 图1 矿石中主要矿物粒度曲线 F i g ．1 M a j o rm i n e m lg M i n8 i z ec un r e 2 7 ．0 8 ％；在难选的一1 0 斗m 粒级中，黄铁矿只占 0 ．5 9 ％，铜硫化物占3 ．1 8 ％，而闪锌矿在该粒级占 有率高达5 ．9 3 ％。显然，根据主要金属的粒度特 征，要想提高选矿回收指标，细磨是必需的，在制定 选矿工艺流程时，阶段磨矿是合理的。 2试验内容 试样经实验室二段破碎，通过筛分粒度被控制 至一2m m 后混匀装袋，单元试样重6 0 0g ，试验使用 x M B - 7 0 三辊四筒球磨机磨矿，x F D 型系列挂槽浮 选机浮选，浮选药剂全部采用工业级试剂。 2 ．1 流程方案的确定 高硫铜锌矿石的浮选及分离一直是选矿界的难 题，处理这种矿石常采用浮选方法，由于矿石性质的 复杂情况不一样，其工艺流程也有所不同。一般常 用的工艺流程有优先浮选、混合浮选、部分混合浮 选、等可浮选等。通过对矿石工艺矿物学的研究，决 定采用部分快速浮选流程方案，突出以捕收剂z j 9 0 0 为技术关键，强化对黄铜矿选择性捕收的优势。 2 ．2 铜部分快速优先试验 为了在铜部分快速优先浮选获得较高质量的铜 精矿，进行了石灰用量试验、捕收剂种类及用量试验 和粗选磨矿细度试验。试验流程见图2 ，石灰用量 试验结果见图3 ，捕收剂种类及用量试验结果见图 4 ，磨矿细度试验结果见图5 。综合考虑铜的品位和 回收率，选择石灰用量为3 ．0 k g ／t ；由捕收剂种类及 用量试验结果可知，P A C 的捕收能力大于z j 9 0 0 ，但 捕收剂z j 9 0 0 的选择性大于P A C ，用z j 9 0 0 作捕收 剂，铜粗精矿中锌损失率最低，当z j 9 0 0 用量为1 0 9 ／ t 时，综合指标最佳；由磨矿细度试验结果可知，磨 矿细度为一7 4 斗m 占9 0 ％时。指标最佳。 叭铊钉b∞的昕加毛置一”诣“舛m叭们”他够叭兮“” z L置地扒“他i“昭弘∞舵的诣钉叭酡弘跎加 L L t_垃扎孔蛾孙仡眠眠Ⅲ ”侣驺筋修”扮蛄％甜他拈倡 L n乞重屯吼吼m堪吼置勉叭硒∞鸵M船钉踮蚍叭加 L t m勉强张孤孤住舌{眠gi似勉坶2钉挣铊％∞叭∞∞盼 L 王t m忆n吼＆幺n 9 8 7 4 4 3 O O 昭伽“卫∞H m ∞∞吆叭 m m 枷m 驯m m m m 地m m 啪 “m啪∞m弼姗mⅢ叭粥啪乩 “m 乩m m m m 吨乩吨 万方数据 2 1 6有色金 属第6 3 卷 g A 原矿 铜锌混柑精矿琉精矿 图2 试验流程 F i g ．2 F l o w 8 h e e to “e 8 t 石灰_ I } I 量， 1 【g r 1 图3 优先段石灰用量试验结果 F i g ．3 T e s t 陀8 u l 协o fd 0 8 a g eo fl i m e 药剂用重， g 。r I 图4 捕收剂种类和用量试验结果 F i g ．4 T ％t 弛s I I l t so ft y p e 蚰dd o 阻g eo fc o U e c t o r 2 ．3 铜锌混浮试验 混浮阶段进行了石灰用量试验和组合捕收剂用 量试验，试验流程见图2 ，试验结果分别见图6 和图 7 。石灰用量试验结果可知，石灰用量为1 ．0k g ／t 时，尾矿黄铁矿抛除量最大，且黄铜矿和闪锌矿在硫 2 4 2 2 2 ‘， 1 8 1 6 术1 4 ～ 趟1 2 呕l I 8 6 4 2 0 磨矿细度，_ 7 蜘l ％ 图5 磨矿细度试验结果 F i g ．5 T e s tI 屯8 u l t 8o fg r i n d i n g6 n e n e 8 8 精矿的损失最小；铜锌混选主要目的就是把黄铜矿 和闪锌矿浮出，尽量使它们少损失在尾矿中，闪锌矿 最常用的捕收剂是丁基黄药，我们主要采用混合捕 收剂，混合捕收剂主要是z j 9 0 0 与丁基黄药，按l l 的配比混合，由图7 可知，当用量为3 0 9 ／t 时，综合 指标最佳。 石灰用量， 1 c g r 1 图6 混选石灰用量试验结果 F i g ．6 T e 8 tI ℃B u l 协o fd o s a g eo fl i m e 2 ．4 铜锌分离试验 铜锌分离试验包括再磨细度试验、脱药条件试 验、组合抑制剂用量试验及捕收剂用量试验。试验 流程见图8 ，再磨细度试验结果见图9 ，试验结果表 明，随着磨矿细度的提高，铜精矿2 的铜品位不断提 高，铜回收率有所提高，而锌在铜精矿2 的含量先降 后升，这是因为再磨细度较粗时，铜锌尚未完全解 离，而再磨细度过细时，可能有铜离子产生，活化了 锌矿物，导致锌上浮。适宜的磨矿细度为一4 3 扯m 占9 4 ．5 ％。脱药条件试验包括活性炭用量试验和 硫化钠用量试验，试验结果分别见图1 0 和I I ，由试 验结果可知，活性炭和硫化钠适宜用量分别为 万方数据 第2 期王世辉某铜矿铜锌分离新工艺和新药剂的研究 2 1 7 l I l l 堡1 妇I 疃 图7 混选混合捕收剂用量试验结果 F i g ．7 T e 8 tm 8 u l t 8o fd 0 8 a g eo fc o l l e c t o r 1 2 0 9 ／t 和2 0 0 9 ／t 。组合抑制剂用量试验结果见图 1 2 ，本试验采用硫酸锌与亚硫酸钠按2 1 的配比进 行试验，由试验结果可知，随着组合抑制剂用量的增 加，铜的品位和回收率有所提高，而铜精矿中锌的损 失率显著下降，适宜的用量硫酸锌2 0 0 0 9 ／t ，亚硫酸 钠1 0 0 0 9 ／t 。捕收剂用量试验结果见图1 3 ，从试验 结果可知，捕收剂适宜的用量范围为1 0 1 5 9 ／t 。 铡精矿2浮铜尾矿 图8 试验流程 F i g ．8 F l o w 8 h e e to f t e B t 2 ．5 小型闭路流程试验 在综合条件开路试验的基础上进行了实验室小 型闭路试验，试验流程及药剂制度如图1 4 所示，闭 路试验结果见表5 。由实验室小型闭路试验结果可 知，铜精矿和锌精矿均达到产品质量要求，铜精矿l 和铜精矿2 的铜品位分别为2 7 ．8 l ％和1 7 ．6 8 ％，回 收率分别为4 1 ．4 9 ％和4 7 ．6 8 ％，锌在铜精矿l 和铜 精矿2 中的损失分别为5 ．8 9 ％和1 1 ．2 7 ％；锌精矿 2 2 2 0 1 8 1 6 1 4 邃1 2 嚣⋯ 8 6 4 2 0 3 0 2 5 2 堡 g1 5 疃 1 0 5 0 图9 再磨细度试验结果 F i g ．9 T e 8 tr e 8 u l t so fr e g r i n d i n g6 n e n e s 8 06 1 2 I I 舯2 4 03 0 03 6 【l 活性炭用量， g r I 星 哥 擎 国 4 5 4 0 3 5 3 0 母 2 5 坍 錾 2 0 豆 1 5 1 0 图1 0 活性炭用量试验结果 F i g ．1 0 T e 8 tm s u l t 8o fd 0 8 a g eo f ∽t i v a t e dc h a r c o a l 图1 1硫化钠用量试验结果 F i g ．1l T e 8 tr e 8 u l t so fd o B a g eo fN a 2S 的锌品位为4 7 ．2 6 ％，锌回收率为6 7 ．7 2 ％。 3结论 1 该铜矿是一大型黄铁矿型铜锌多金属矿床， 铜、锌矿物与黄铁矿之间的嵌布关系复杂，主要金属 矿物粒度细小。且不均匀；由于成矿的多期性，黄铜 矿、闪锌矿多沿黄铁矿颗粒问填充交结。又常以包体 万方数据 2 1 8有色金属 第6 3 卷 药剂用量， k g - 一 图1 2组合抑制剂用量试验结果 F i g ．1 2 T e 8 tr e s u l t so fd o s a g eo fd e p t t s 8 0 r 捕收剂用量， g ’r I 图1 3 捕收剂用量试验结果 F i g ．13 T e s tr e 8 u l t so fd o s a g eo fc o I l e c t o r 嵌布在黄铁矿中，其中闪锌矿与黄铁矿关系最为密 切，另外，次生铜矿物在矿浆中产生的铜离子，使闪 锌矿受到活化，铜锌矿物可浮性差别缩小，造成铜锌 分离、锌硫分离困难。 表5 试验结果 T a b l e5R e s u l t so ft e s t／％ 2 铜部分快速优先浮选，使一部分可浮性好、 图1 4 试验流程 F i g ．1 4 F l o w s h e e to fl e 8 t 质量高的铜优先浮出，达到“早收快收”的目的，减 轻再磨压力。 3 Z j 9 0 0 捕收剂是一种高效的新型捕收剂，捕 收能力强，且对黄铜矿的选择性好，能有效地分离闪 锌矿和黄铁矿。 4 小型闭路试验结果获得铜精矿l 含铜 2 7 ．8 l ％，含锌2 ．3 7 ％，铜回收率为4 1 ．4 9 ％，锌损失 率为5 ．8 9 ％；铜精矿2 含铜1 7 ．6 8 ％，含锌2 ．5 l ％， 铜回收率为4 7 ．6 8 ％，锌损失率为1 1 ．2 7 ％；锌精矿 含锌4 7 ．2 6 ％，含铜1 ．0 3 ％，锌回收率为6 7 ．7 2 ％。 下转第2 2 4 页，c o n t i n u e do nP 2 2 4 万方数据 有色金属第6 3 卷 R e l a t i o n s h i po fP y r o p h y U i t eM o V i n gW e i g h ta n di t ’sC o m p E e s s i V eD i s p l a c e m e n ti nC u b i cP r e s s Z 舰ⅣCR i ．s ．I I e ，1 9 1 ’_ ，形A ⅣCD 口．埘e i l ，尉J 『v G 盖缸o - | I l Ⅱ2 。． 1 ．．s 曲o o z 矿眈舶s c 曲删s 蜘 P 咖洒，c e ，l 舰zS o l ‘t ．I lu n 妇”蚵，c _ I l d 咿 n4 1 0 0 8 3 ，吼讹 2 ．H Ⅱn 口厅凡渤噌S 叩e m 口砌肘n 捃砌I [ sc D ．厶d ，傩口哗k4 1 0 2 0 5 ，吼i ∞ A b s t r a c t T h er e l a t i o n s h i po ft h ep y r o p h y U i t em o v i n gw e i g h ta n di t ’sc o m p r e s s i V ed i s p l a c e m e n ti st h ec o I ．ei s s u e t o d e s i g nt h es t r u c t u r a l0 ft h ec u b i cu l t r a h i g hp r e s s u r ec e l la n dt l I ei m p o n a n te x p e r i m e n t a lm e a n st od e V e l o pn e ws o l i d s t a t e p r e s s u l l e t m n s m i s s i o nm e d i u m ．T h i sa r t i c l ed e s c r i b e st h ec o m p o s i t i o na n ds t r u c t u r eo ft h em i n e m l p y m p h y l l i t ea n dr e l a t e dd e p o s i t s ，b ym e a s u r i n gt h ep y r o p h y l l i t em o V i n gw e i g h t c o m p r e s s i V ed i s p l a c e m e n tc u n r e s ， t h er h e o l o g yo ft w op y r o p h y l l i t em i n i n gw a sf o u n d ．I tw a sf o u n dt l l a tp y r o p h y l l i t ea c c o m p l i s h e dp l a s t i cd e f o H n a t i o ni n t h el o w e rp r e s s u r e ，a n dt h e ne n t e r e dt h ee l a s t i cc o m p r e s s i o np r o c e s s ．R e s u l t so b t a i n e d f 而mt h es t u d yo ft h e r h e o l o g yo fp y r o p h y l l i t eu n d e rt h eu l t r a h i g hp r e s s u r ec 8 nb eu s e dt of i n dt l l er i g h tw a yf o rt h er e a l i z a t i o no fs e a la n d e f f e c t i v ep r e s s u r et m n s m i s s i o n ． K e y w o r d s p y m p h y 儿i t e ；r h e o l o g y ；c u b i cp r e s su l t r a h i g hp r e s 8 u r et h e o r y 责任编辑朱穗玲 上接第2 1 8 页，C 叩t i n u e df m mP 2 1 8 ． 参考文献 [ 1 ] 矿产资源综合利用手册编辑委员会编．矿产资源综合利用手册[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 0 ． [ 2 ] 邱廷省．高硫含次生矿的硫化铜矿选矿工艺研究[ J ] ．有色矿山，1 9 9 9 3 1 5 一1 7 ． [ 3 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 9 ． [ 4 ] 王淀佐．浮选剂作用原理及应用[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 2 ． R e s e a r c ho nN e wT e c h n o l o g ya n dP h a r m a c e u t i c a lt oS e p a r a t eC o p p e ra n dZ i n ci nC o p p e rM i n e 删ⅣGS i ． 越 z 访nM 讯打l gG r D 叩c o ．厶d ，s 妇，l 曲口n gF 晌n3 6 4 2 ∞，傩i 阳 ‘ A b s t r a c t I nt I l i sp a p e r ，ao I ．ei nX i I l j i a n gi sr e g a r d e da st h eo b j e e to fs t u d y ．B yt h en e wt e c h n o l o g yw h i c hp a r to fc o p p e r h a st t I ep r i o r i t yt on o t a t e da n dm i x e dc o p p e ra n dz i n cm i l la r er e n o a t e da n d 陀∞p a m t e dt l I e n ，a n db yt l l en e w p h a 皿a c e u t i c a lZ j 9 0 0a st l l ec o l l e c t o rw h i c hh 鹊ag o o dp o s i t i o nt os e l e c tf o rt l I en o t a t i o n o fc o p p e ro p e m t i o n s ，t t I e s m a l l s c a l ec l o s e d c i r c u i tp i l o tt e s tg o tg o o di n d i c a l o 璐． K e y w o r d s c o p p e 卜2 i n c 跎p m t i o n ；p a n l yp r e f e r e n t i a J ；z j 9 0 0 ；s e l e c t i V i t y 责任编辑朱穗玲 万方数据