福建某铜矿石选矿试验研究.pdf

1 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 6 ．0 0 4 福建某铜矿石选矿试验研究 杨远坤1 ，廖银英1 ，吕兵超1 ，岳丽琴1 ，张 明 1 ．紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 ； 2 ．北京矿冶科技集团有限公司，北京1 0 0 1 6 0 摘要针对福建某硫化铜矿石，结合矿石性质与浮选工艺特点，进行了磨矿细度、调整剂、抑制剂、捕收剂种类以及用 量等一系列条件试验，确定了最佳工艺参数范围。采用铜优先浮选、选铜尾矿再选硫的工艺流程，经过两次粗选、一次精选、 四次扫选优先浮铜和一次粗选、两次精选、一次扫选选硫，获得了产率5 ．7 5 ％、铜品位2 2 ．4 3 ％、回收率9 0 ．6 2 ％的铜精矿和产 率1 6 ．1 4 ％、硫品位5 1 ．0 4 ％、回收率6 8 ．9 5 ％的硫精矿，所得试验指标较为先进。可为该矿山开发提供有力的数据支撑。 关键词硫化铜；优先浮选；选矿试验；铜硫分离 中图分类号T D 9 5 2 ．1 文献标志码A 文章编号16 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 6 一0 0 1 8 一0 5 S t u d yo nt h eF l o t a t i o nE x p e r i m e n to naC o p p e rO r ei nF u ji a n Y A N G1 7 “以行走“行1 ，L J A OY I 竹y i 行g 。，L l ，【，B i 行g c 口o2 ， U EL i q i 行’，Z H A N GM i ，2 9 2 I ．Z i 歹i 行M i ，2 i 卵gG ，．o “pC D ．，L f d ．，S 口行g 口卵gF “J i 口打3 6 4 2 0 D ，C i 门口； 2 ．B I 、R ，』＼f MT P f 行o Z o g yG r o “户，B P i J i 九gI D O j 6 0 C i 九日 A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h ep r o p e r t i e so fac o p p e rs u l f i d eo r ei nF u j i a np r o v i n c ea n dt h ec h a r a c t e r i s t i c s o ff l o t a t i o np r o c e s s ， as e r i e so fc o n d i t i o nt e s t sw e r ec a r r i e do u to ng r i n d i n gf i n e n e s s ， a d ju s t i n ga g e n t ， i n h i b i t o r ， c o l l e c t o rt y p ea n dd o s a g e ， e t c ．， a n dt h eo p t i m u mr a n g eo ft e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e r sw a s d e t e r m i n e d ．T h ep r o c e s sf l o wo fc o p p e rp r e f e r e n t i a lf l o t a t i o na n dc o p p e rt a i l i n g sr e c o n c e n t r a t i o ni sa d o p t e d ， a f t e rt w o r o u g h i n g ，o n e c o n c e n t r a t i o n ， f o u r c l e a n i n gp r e f e r e n t i a ls e l e c t i o no fc o p p e r ， a n do n e r o u g h i n g ， t w o c o n c e n t r a t i o na n do n e c I e a n i n gt os e l e c t i o ns u l f u r ， c o p p e rc o n c e n t r a t ew i t hy i e l do f5 ．7 5 ％，c o p p e r g r a d eo f2 2 ．4 3 ％a n dr e c o v e r yo f9 0 ．6 2 ％，a n ds u l f u rc o n c e n t r a t ew i t hy i e l do f1 6 ．1 4 ％，s u l f u rg r a d eo f 51 ．0 4 ％a n dr e c o v e r yo f6 8 ．9 5 ％h a v eb e e no b t a i n e d ．T h et e s tr e s u l t so b t a i n e da r ea d V a n c e da n dc a np r o V i d e p o w e r f u ld a t as u p p o r tf o rt h ed e v e l o p m e n to ft h em i n e ． 1 e yw o r d s c o p p e rs u l f i d e ；p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n ；m i n e r a lp r o c e s s i n gt e s t ；c o p p e r p y r i t es e p a r a t i o n 铜是一种非常重要的基础原材料，其消费量的 变化与世界经济发展有着密切关系。近年来，随着 世界经济的复苏，特别是中国、俄罗斯、印度、泰国等 国家经济的快速发展，成为了拉动铜消费增长的主 要动力。同时，随着新能源技术的不断发展，可以预 测，在未来很长一段时期内铜产品将保持旺盛的 需求。 福建省某铜矿的矿床平均铜品位为1 ．3 7 ％，已 探明铜金属量大约为1 5 ．1 万t ，目前矿区正处于开 发建设前期阶段，为此对该铜矿石进行试验研究，为 该铜矿矿床评价和矿山开发提供技术依据。 1 矿石性质 1 ．1 化学多组分分析 对原矿进行化学多组分分析，结果见表1 。 由表1 可知，矿石中主要有价元素为铜和硫，其 含量分别为1 ．3 9 ％和1 2 ．6 2 ％；贵金属元素金和银 含量分别为0 ．1 2g ／t 和3 ．4g ／t ，可伴生回收。 表1原矿多组分化学分析结果 T a b l e1M u l t i c o m p o s i t i o na n a l y s i sr e s u l t so fr u n o f - m i n eo r e 组分 C uT SZ nP b M o A u A g A s G a F S 0 3K 2 0N a 2 C dS nC o W 3G e l ’ 含量／％ 1 ．3 9 】2 ．6 2O ．0 0 4O ．0 3 6 o ．O 0 0 1o ．1 23 ．4o ．0 3 51 8 ．2O ．0 6 4 2 ．17o ．8 0O ．0 4 0 0 ．0 0 5O ．0 0 4 O ．0 0 4o ．0 1 26 ．2 1 单位为g ／t 。 收稿日期2 0 1 9 一0 4 一l7 修回日期2 0 1 9 1 0 一1 1 作者简介杨远坤 19 8 5 一 ，男。福建宁化人，高级T 程师，长期从事有色金属选矿方面的工作。 万方数据 2 0 1 9 年第6 期杨远坤等福建某铜矿石选矿试验研究 1 9 1 ．2 铜硫物相分析 铜、硫物相分析结果分别见表2 、表3 。 表2铜物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e rp h a s e s 铜物相原生硫化铜次生硫化铜自由氧化铜结合氧化铜总铜 硫物相S 2 一S 6 一S o总硫 由表2 可知，铜主要以硫化铜形式存在，占 表4 T a b l e4 9 0 ．3 7 ％，其中次生硫化铜含量为7 4 ．0 7 ％，原生硫化 铜含量为1 6 ．3 0 ％。氧化铜含量占9 ．6 3 ％。 由表3 可知，硫主要以硫化物形式存在，含量为 9 0 ．9 7 ％；其次以自然硫和硫酸盐形式存在，含量分 别为1 1 ．7 0 ％和7 ．5 4 ％。 1 ．3 原矿的矿物组成 原矿矿物组成及其相对含量见表4 。 由表4 可知，原矿中金属矿物主要为黄铁矿，占 5 0 ．1 9 ％；其次为铜矿物，含量为5 ．4 4 ％。铜矿物主 要为铜蓝、黄铜矿、辉铜矿和硫砷铜矿，此外含有少 量硫铜锗矿以及微量的黝铜矿。脉石矿物主要为石 英，占2 8 ．7 5 ％，其次为长石、地开石等。 矿物组成及含量 M i n e r a lc o m p o s it i o n sa n dc o n t e n t s／％ 2选矿试验 对于硫化铜矿石，采用单一浮选法回收铜及其 有价元素仍然是主流工艺，其中以优先浮选和混 合一优先浮选工艺为主[ 】] 。某铜矿原矿石样品含铜 1 ．3 9 ％，含硫1 2 ．6 2 ％，结合矿石性质与浮选工艺特 点，采用优先浮铜、浮铜尾矿再选硫的工艺流程，进 行了磨矿细度、调整剂、抑制剂、捕收剂种类以及用 量等一系列条件试验，并根据条件试验结果，进行了 开路和闭路试验。 2 ．1 磨矿细度试验 较为合理的解离度是获得较高浮选指标的关键 因素之一[ 2 。4 ] 。磨矿细度试验是整个选矿试验的基 础，在捕收剂丁基铵黑药用量3 0g ／t 、松醇油用量 2 0g ／t 、石灰用量16 7 0g ／t 、硅酸钠用量10 0 0g ／t 的 条件下开展磨矿细度试验，试验流程见图1 ，试验结 果见图2 。 由图2 可知，随着磨矿细度的增加，粗精矿中铜 品位无明显变化，铜回收率先升高后降低。当磨矿 细度为一7 4 肛m 占7 0 ％时，铜回收率最高，达 9 5 ．5 ％，磨矿细度由一7 4 肛m 占6 0 ％提升至一7 4 弘m 占7 0 ％，铜回收率由9 5 ．0 4 ％提高至9 5 ．5 ％，仅提 高了0 ．4 6 ％，考虑到磨矿成本，选择磨矿细度为 一7 4 肚m 占6 0 ％。 ∥‘ 单位m i n ，下同 粗精矿尾矿 图l 磨矿细度试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 2 ．2 石灰用量试验 p H 值是铜硫分离的关键控制参数，直接决定着 铜硫分离效果。在浮选硫化铜矿的过程中，由于石 灰来源广、价格低，且对黄铁矿抑制效果较好，已成 为最常用的调整剂，尤其是原矿含硫高的矿石，石灰 用量的多少对浮选指标会产生较大的影响[ 5 ‘6 ] 。在 磨矿细度一7 4 肛m 占6 0 ％、捕收剂丁基铵黑药用量 3 0g ／t 、松醇油用量2 0g ／t 、硅酸钠用量10 0 0g ／t 的 条件下开展了石灰用量试验，试验流程见图1 ，结果 见图3 。 由图3 可知，随着石灰用量的加大，粗精矿中铜 品位和回收率均呈先升后降的趋势，当石灰用量在 1 ．6 7k g ／t 时，获得的粗精矿中铜的浮选指标最优， 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 品位和回收率分别为5 ．3 7 ％、9 3 ．8 8 ％，因此，选择石 灰用量1 ．6 7k g ／t 。 磨矿细度／％ 图2 磨矿细度试验结果 F i g ．2E x p e r i m e n tr e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s s 图3 石灰用量试验结果 F i g ．3E x p e r i m e n tr e s u l t s 。ft h ea m o u n to fl i m e 2 ．3 硅酸钠用量试验 根据工艺矿物学结果，某铜矿矿石的主要脉石 成分为硅酸盐类杂质，为提高粗精矿中铜品位，考虑 在粗选添加硅酸钠作为脉石的抑制剂及矿石的分散 剂。在前面试验的基础上开展硅酸钠用量试验，试 验流程见图1 ，试验结果见图4 。 由图4 可知，添加适量的硅酸钠能提高铜精矿 的品位，但用量过高会降低铜的回收率。综合考虑， 选择硅酸钠用量5 0 0g ／t ，此时能够获得铜品位为 5 ．6 1 ％、回收率为9 3 ．6 8 ％的铜精矿。 2 ．4 捕收剂种类及用量试验 按照条件试验确定的工艺参数，分别采用丁基 铵黑药、丁基黄药和Z 一2 0 0 作为选铜捕收剂，进行了 对比试验。试验流程见图1 ，试验结果见表5 。 由表5 可知，采用丁基铵黑药作为捕收剂时，铜 精矿铜品位和回收率均较高，为此组对比试验的最 优指标，故选择使用丁基铵黑药作为捕收剂。 邃 过 略 硅酸钠／ k g t 一1 图4 硅酸钠用量试验结果 F i g ．4E x p e r i m e n tr e s u l t so ft h ea m o u n t o fs o d i u ms i l i c a t e 表5捕收剂种类筛选试验结果 T a b l e5 E x p e r i m e n tr e s u l t so f t h e t y p eo fc 0 1 1 e c t o r 在丁基铵黑药用量5 0g ／t 条件下，获得的粗精 矿中铜回收率较高，但铜品位低于1 0 ％，较低，因此 考虑适当降低丁基铵黑药用量，既能保证铜回收率， 又能提高铜品位，在磨矿细度为一7 4 肚m 占6 0 ％，硅 酸钠用量为5 0 0g ／t ，石灰用量16 7 0g ／t ，松醇油用 量2 1g ／t 的条件下，开展了丁基铵黑药用量试验。 试验流程见图1 ，试验结果见图5 。 冰 趟 Ⅱ暑 丁基铵黑药， g l 。 图5丁基铵黑药用量试验结果 F i g ．5E x p e r i m e n tr e s u l t so ft h ea m o u n to f a m m o n i u mb u t y r a t e 万方数据 2 0 1 9 年第6 期杨远坤等福建某铜矿石选矿试验研究 2 1 由图5 可知，随着丁基铵黑药用量的增加，铜精 矿铜回收率逐步提高，但铜精矿铜品位逐渐降低，综 合考虑铜精矿的品位和回收率，选择丁基铵黑药用 量1 5g ／t 。 此外，进行了铜浮选时间试验，试验表明浮选时 间超过8m i n 时，铜回收率出现了明显的滞长，故确 定了粗选一和粗选二的浮选时间均为4m i n 。 原矿 石灰l6 7 0 7 4 p m 蜘％ 5 | 硅酸钠5 0 0 2 I 丁基铵黑药1 5 1 I 松醇油2 l 铜粗l 选I 铜精矿 4 2 ．5 闭路试验 在以上条件试验的基础上，完成了开路试验，获 得了铜精矿铜品位为2 7 ．4 8 ％，铜回收率为 8 5 ．7 8 ％。闭路试验中，增加了选硫作业，根据同类 型矿石的试验流程和现场调试运用经验，采用两次 铜粗选、一次铜精选、四次铜扫选优先浮铜和一次硫 粗选、两次硫精选和一次硫扫选选硫，闭路试验流程 见图6 ，闭路试验结果见表6 。 ＼2 l 丁基铵黑药l o ＼1 l 松醇油7 5 举互茎．1 ．0 02 沫丁基铵黑药5 。。然鐾酸钠1 0 0l 来松醇油7 坐一 铜扫l 甜⋯1 ■■■■■■■■■■■●■■■舅 4 l 尸氕 5 l l 丁基铵黑药5 1 I | 丁基铵黑药5 1 | 松醇油7 铜扫l 选Ⅲ 2 I } 松醇油7 硫粗l 选 一l 4 2 | I 松醇油7 铜精I 选I硫扫l 选 硫精矿 图6闭路试验流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc l o s e d c l r c u i tt e s t 4 尾矿 一5 一药一黑 聋 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 表6 T a b l e6 闭路试验结果 E x p e r i m e n tr e s u l t so f c l o s e d c i r c u i tt e s t 由表6 可以看出，该铜矿石优先浮铜循环作业， 铜经过两次粗选、一次精选和四次扫选，最终获得产 率为5 ．7 5 ％、铜品位为2 2 ．4 3 ％、铜1 回收率为 9 0 ．6 2 ％的铜精矿；选铜尾矿进行选硫作业，经过一 次粗选、两次精选和一次扫选，获得了产率为 1 6 ．1 4 ％、硫品位为5 1 ．0 4 ％、硫回收率为6 8 ．9 5 ％的 高质量硫精矿。 3结论 1 某铜矿铜矿石属于花岗岩型铜矿石，金属矿 物中以硫化物为主，除黄铁矿外，主要为铜的硫化 物。其矿物组成中，有回收价值的主要元素为C u 和 S ，C u 的含量为1 ．3 9 ％，S 的含量为1 2 ．6 2 ％，伴生 金、银含量少，可综合回收；伴生G a 元素具有潜在经 济价值。但其赋存状态不明，本次试验未做G a 考察； 其它伴生组分则含量甚微不进行综合回收。 2 铜矿石中主要铜矿物为铜蓝、黄铜矿、辉铜 矿，少量硫砷铜矿、硫铜锗矿与黝铜矿，硫化铜占全 铜的9 0 ．3 7 ％ 其中铜蓝5 6 ．1 6 ％，黄铜矿1 8 ．6 6 ％， 辉铜矿1 4 ．9 9 ％ ，而氧化铜占9 ．6 3 ％；铜矿物具有 较均匀的嵌布粒度，其中铜蓝、黄铜矿、硫铜锗矿的 嵌布粒度较粗。 3 试验采用铜优先浮选，选铜尾矿进行硫的浮 选工艺流程，经过两次粗选、一次精选、四次扫选优 先浮铜和一次粗选、两次精选、一次扫选选硫闭路流 程试验，获得产率5 ．7 5 ％、铜品位2 2 ．4 3 ％、回收率 9 0 ．6 2 ％的铜精矿和产率1 6 ．1 4 ％、硫品位5 1 ．0 4 ％、 回收率6 8 ．9 5 ％的硫精矿。 4 本次试验条件探索较为完善，获得了很好的 试验指标，可为矿山开发提供有力的数据支撑。 参考文献 [ 1 ] 曹惠昌．我国铜矿石选矿技术研究新进展[ J ] ．有色矿 冶，2 0 1 1 ．2 7 6 2 6 2 8 ． [ 2 ] 杨远坤．某低品位铜矿石浮选工艺优化试验研究[ J ] ．有 色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 2 1 41 7 ． [ 3 ] 刘耀青．含金铜硫矿石浮选分离工艺的研究[ J ] ．矿冶， 19 9 5 ．4 1 5 0 5 5 ． [ 4 ] 选矿设计手册编委会．选矿设计手册[ M ] ．北京冶金 工业出版社，2 0 0 4 3 04 0 ． [ 5 ] 魏德洲．固体物料分选学[ M ] ．2 版．北京冶金工业出 版社，2 0 0 9 3 2 1 ． [ 6 ] 穆囝红．低品位铜矿选矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿 部分 ，2 0 0 8 3 1 6 1 9 ． 上接第4 页 参考文献 [ 1 ] 黄小宾，杨占峰．白云鄂博深部稀土尾矿的1 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