刚果(金)某难选氧化铜钴矿选矿工艺连选试验研究.pdf

2 0 1 7 年第4 期有色金属 选矿部分 2 3 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 7 ．0 4 ．0 0 5 刚果 金 某难选氧化铜钴矿选矿工艺连选试验研究 巴红飞，董水森 浙江华友钴业股份有限公司，浙江桐乡3 1 4 5 0 0 摘要刚果 金 某氧化铜钴矿具有铜钴赋存状态复杂、碳质物含量高等特点，采用常规单一浮选工艺铜钴回收率均较 低。本次连选试验最佳选矿工艺为预先浮选脱碳一异步浮选硫化矿和氧化矿一浮选磁选联合原则流程，原矿样含铜1 ．7 1 ％、 钴0 ．3 1 ％，获得硫化精矿含铜2 5 ．9 4 ％、钴2 ．8 1 ％，氧化精矿含铜1 5 ．7 8 ％、钴0 ．6 0 ％，磁选精矿含铜3 ．5 4 ％、钴0 ．9 9 ％，铜钴回 收率分别达到7 9 ．0 5 ％、6 1 ．3 3 ％。该连选工艺流程结构稳定，药剂制度简单，磁选操作简便，可为刚果 金 同类矿石资源的处 理提供新思路。 关键词氧化铜钴矿；异步浮选；高梯度磁选；浮磁联合工艺；连选试验 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 5 4文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 4 - 0 0 2 3 - 0 5 C o n t i n u o u sS e p a r a t i o nT e s tR e s e a r c ho naD i f f i c u l t l y ．d r e s s e dO x i d e C o p p e r ．c o b a l tO r ei nD ．R ．C B AH o n g f e i ，D O N GS h u 厶e n Z h e j i a n gH u a y o uC o b a l tC o ．，L t d ．，T o n g x i a n gZ h e j i a n g3 1 4 5 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t A no x i d ec o p p e r - c o b a l to r ei nD ．R ．Ci sc h a r a c t e r i z e db yc o m p l e xc o e x i s t e n c eo fC ua n dC o ，h i g h c a r b o nc o n t e n ta n dal o wr e c o v e r yr a t eo fc o p p e ra n dc o b a l ti nr e g u l a ra n ds i n g l ef l o t a t i o np r o c e s s ．’r h eb e s tm i n e r a l p r o c e s s i n go ft h ec o n t i n u o u ss e p a r a t i o ni sam a g n e t i s m f l o t a t i o nc o m b i n e df l o w s h e e to fd e c a r b u r i z a t i o nb yp r e - f l o t a t i o n a n da s y n c h r o n o u sf l o t a t i o no fs u l f i d eo r ea n do x i d eo r e ，w i t har a wo r eo f1 ．71 ％C ua n d0 ．31 ％C o ，r e s u l t i n gi na s u l f i d ec o n c e n t r a t eo f 2 5 ．9 4 ％C ua n d2 ．8 1 ％C o ，a no x i d ec o n c e n t r a t eo f1 5 ．7 8 ％C ua n d0 ．6 0 ％C o ，am a g n e t i c c o n c e n t r a t eo f3 ．5 4 ％C ua n d0 ．9 9 ％C oa n dat o t a lr e c o v e r i e so f7 9 ．0 5 ％C ua n d6 1 ．3 3 ％C o ．A saw h o l e ，t h e c o n t i n u o u ss e p a r a t i o np r o c e s sf l o wi so fs t a b l es t r u c t u r e ，s i m p l er e a g e n ts y s t e ma n ds i m p l em a g n e t i cs e p a r a t i o n o p e r a t i o n ，w h i c hw i l ld e f i n i t e l yb ea b l et op r o v i d ean e wi d e af o rt h et r e a t m e n to fs i m i l a ro r er e s o u r c e si nD ．R ．C ． K e yw o r d s o x i d ec o p p e r c o b a l to r e ；a s y n c h r o n o u sf l o t a t i o n ；h i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n ；f l o t a t i o n c o m b i n e dm a g n e t i cs e p a r a t i o nt e c h n o l o g y ；c o n t i n u o u ss e p a r a t i o n 刚果 金 某氧化铜钴矿是一座正在开发的矿 山，位于沿刚果 金 与赞比亚过境线展布的卢菲利 铜矿带，铜钴矿资源丰富1 。矿石的矿物组成种类 较为复杂，含有机碳，磨矿过程易过磨泥化，不利于 矿物分选，属于难选氧化矿。氧化铜钴矿的主要选 冶工艺有浮选、洗矿、重选、火法熔炼和湿法冶炼 等旧J ，难选氧化铜矿往往要采用联合浮选流程，如离 析一浮选法、氨浸一硫化沉淀一浮选法、化学选矿等 方法回收3 | 。 本次连选试验研究在总结小试成果的基础上， 本着在确保整体回收率相近的前提下，缩短浮选流 程，降低浮选成本，提高总体经济效益的原则，进行 了四种浮选磁选联合工艺流程的连选试验，有效地 实现了精矿回收率的提高。 1 矿石性质 矿样由硫化铜钴矿石和氧化铜钴矿石组成，氧 化铜矿物以孔雀石、硅孔雀石为主，还有部分硅钴氧 化结合物中的铜及以类质同像或呈机械夹杂物分布 在褐铁矿中的铜；硫化铜矿物主要以黄铜矿、硫铜钴 矿、辉铜矿、铜蓝为主，部分以蓝辉铜矿、斑铜矿的形 式存在。 钴主要赋存于硫铜钴矿、水钴矿中，部分钴存在 于硅钴氧化结合物中，还有少量钴以类质同像的形 收稿日期2 0 1 6 ．1 2 - 0 1 修回日期2 0 1 7 - 0 3 - 0 2 作者简介巴红飞 1 9 9 0 ． ，男，河北石家庄人，助理工程师，从事选矿试验研究和现场技术管理工作。 万方数据 2 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第4 期 式或呈机械混入物分布于孑L 雀石、硅孔雀石、褐铁矿 等矿物中。脉石矿物主要有石英、绿泥石、白云母、 白云石及少量褐铁矿等。 矿样化学成分分析结果见表1 ，铜钴物相分析结果见 表2 。 表1矿样多元素分析结果 T a b l e lM u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l to fs a m p l eo r e ，％ 堕坌生竺墅 生垒 堡鱼璺塑竺鲤竺 旦 坠竺墅 丝 含量 1 ．7 10 ．3 13 ．5 44 7 ．3 95 ．1 23 ．2 50 ．5 26 ．2 37 ．3 10 ．0 31 ．4 90 ．1 62 ．2 5 由表1 可以看出，矿石中有回收价值的元素为 铜和钴；矿石中碳含量为3 ．2 5 ％，其中可浮性强的有 机碳占较大比例，需预先浮选脱除；矿石中铁含量为 3 ．5 4 ％。由表2 可以看出，氧化钴比例为6 4 ．5 2 ％， 采用浮选工艺时该部分钴矿物较难回收⋯。 2 试验方案 矿石中铜钴赋存状态复杂，浮选性质差异大，根 据硫化矿和氧化矿浮选性质的差异“ 引，硫化铜矿可 采用黄药直接浮选；氧化铜矿中的孔雀石、蓝铜矿需 采用硫化浮选富集回收。矿石中含钴的硫铜钴矿可 采用黄药直接浮选；水钴矿、硅钴氧化结合物与脉石 矿物结合复杂，难以通过浮选实现有效回收。根据 工艺矿物学研究，部分铜钴以类质同像或呈机械夹 杂物的形式分布在褐铁矿等磁性矿物中，可采用磁 选工艺回收。 图1浮磁联合原则工艺流程 F i g ．1 F l o w s h e e to ff l o t a t i o nc o m b i n e dm a g n e t i c s e p a r a t i o nt e c h n o l o g y 在小试原则流程的基础上，见图1 ，结合矿石性 质特点，本次连选试验研究进行了四个浮磁联合工 艺流程的连选试验 流程1 预先浮选脱碳，硫化矿、氧化矿均为一次 粗选、一次扫选、三次精选异步浮选的浮选磁选联合 工艺流程； 流程2 预先浮选脱碳，硫化矿一次粗选、一次扫 选、三次精选，氧化矿一次粗选、三次精选异步浮选 的浮选磁选联合工艺流程； 流程3 预先浮选脱碳，硫化矿一次粗选、一次扫 选、三次精选，氧化矿直接磁选的浮选磁选联合工艺 流程； 流程4 预先浮选脱碳，硫化矿与氧化矿一次粗 选、两次扫选、三次精选同步浮选的浮选磁选联合工 艺流程。 3 试验设备及药剂 3 ．1 试验设备 破碎设备包括P E l 5 0 2 0 0 颚式破碎机，S P l 0 0 1 0 0 颚式破碎机，G M 2 5 0 1 5 0 对辊破碎机。 连选试验设备包括X M Q L 垂4 2 0 4 5 0 格子式连 续球磨机，税0 0 1 0 0 0 螺旋分级机，F X - 2 4 浮选机， J D l ．X P ．N 自动加药机，X B S L 型 3 ／4 立式砂泵， S l o n - 5 0 0 立环脉动高梯度磁选机，D L S - 5 0 0 立环脉动 高梯度磁选机。 3 ．2 试验药剂 起泡剂甲基异丁基甲醇 M I B C ； 调整剂硫化钠、硫氢化钠、硫酸铵、羧甲基纤维 素钠盐 C M C ； 捕收剂戊基黄药、乙硫氨酯 Z ．2 0 0 。 万方数据 2 0 1 7 年第4 期巴红飞等刚果 金 某难选氧化铜钴矿选矿工艺连选试验研究 2 5 4 连选试验 4 ．1 流程1 磁质物 硫化铜 钻精矿 氧化钎 钻精矽 用自动摆式给料机将0 2m m 原矿给人q 4 2 0 4 5 0 格子式球磨机，球磨机与q b 2 0 0 螺旋分级机闭 路磨矿至一7 4 斗m 占7 0 ％。试验流程见图2 。 药剂用量单位g ／t ； 搅拌、浮选时间单位m i n ；下同 硫化糕3 k N a S 4 墨0 0 1 2 0 07 0 _ 7 0 ， I l Z 一2 0 02 0 ，戊黄药1 2 0 精选I 扫选l 、 一 1 0 1 5 厂一 3 jC M 3 0 ” N a H S2 8 8 3 ≥ N a H S1 8 0 j 戊黄药6 0 l ≥戊黄药3 5 古选Ⅱ 精 二出1 1 】I 8 1 0 厂 、 浮选尾矿 精选Ⅲ 小 6 磁选精f 】r f E f 图3 流程4 连选试验流程图 F i g ．3 C o n t i n u o u ss e p a r a t i o nf l o w s h e e to fp r o c e s sN o ．4 流程4 磨矿方式同流程1 ，试验流程见图3 。经 过浮选药剂制度及磁选条件等工艺参数的调试，浮 磁联合工艺流程进入稳定运行状态。经过7 2h 连续 稳定运行，处理矿量6t ，获得加权平均试验指标见 表6 。 硫氧混合精矿不符合目前刚果 金 冶金工艺对 原料的要求，暂不对同步浮选流程做深入研究。 4 ．5 流程结果比较 对比流程1 ～4 的试验数据，结果如下 万方数据 2 0 1 7 年第4 期巴红飞等刚果 金 某难选氧化铜钴矿选矿工艺连选试验研究 2 7 表6流程4 连选试验结果 T a b l e6C o n t i n u o u ss e p a r a t i o nr e s u l to fp r o c e s sN o ．4 ／％ 1 流程1 流程结构复杂，浮选精矿、磁选精矿品 位均最高，精矿产品符合目前刚果 金 冶金工艺对 原料的要求，随着开采过程矿石性质的变化，流程适 应性较强。 2 流程2 与流程1 总回收率相近，省去浮氧扫 选作业，浮选成本投入少。 表7 T { l b l e7 3 流程3 结构最为简单，浮选成本投入最低。 硫化铜钴精矿、磁选精矿品位均较高，但部分氧化铜 钻矿没有磁性导致总精矿回收率较低。 4 同步浮选一浮选磁选联合工艺流程结构较为 简单，总回收率与流程2 相近，但精矿品位均较低， 同时硫氧混合精矿不符合目前刚果 金 冶金工艺对 原料的要求。 5 流程2 异步浮选流程随着产品结构的变化， 既可以进行异步浮选流程生产，也可以改为同步浮 选流程生产，另外，异步浮选药剂用量远低于同步浮 选药剂用量。因此，确定流程2 预先浮选脱碳一硫 化矿与氧化矿异步浮选一浮选磁选联合流程为最佳 工艺流程。 4 ．6 小试与连选试验结果对比 小试与最佳流程连选试验结果对比见表7 。 小试与连选试验结果对比 C o m p a r i s o no ft h er e s u l t so fs m a l ls c a l e dt r i a la n dc o n t i n u o u ss e p a r a t i o n ，％ 5结论 1 本次连选试验调试快，操作简便，每小时取样 化验一次的分析结果充分印证了工艺的高稳定性。 2 本次连选试验最佳选矿工艺为预先浮选脱 碳一异步浮选硫化矿和氧化矿一浮选磁选联合原则 流程，原矿样含铜1 ．7 1 ％、钴0 ．3 1 ％，获得硫化精矿 含铜2 5 ．9 4 ％、钴2 ．8 1 ％，氧化精矿含铜1 5 ．7 8 ％、钴 0 ．6 0 ％，磁选精矿含铜3 ．5 4 ％、钴0 ．9 9 ％，铜钴回收 率分别达到7 9 ．0 5 ％、6 1 ．3 3 ％。最佳流程连选试验 结果与小试结果吻合度高，再次表明了浮选磁选联 合流程对本次试验矿样有很强的适应性。 3 采用磁选工艺回收铜钴，与传统湿法浸出相 比，降低了成本，实现零药剂与零污染。 4 该浮磁联合工艺流程的主要技术指标可作为 该矿石后续开发、选矿厂建设及选矿厂生产的理论 依据。 参考文献 [ 1 ] 欧乐明，胡本福，段景文．刚果 金 某难选氧化铜钴矿选 矿工艺研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 9 7 3 - 7 6 ． [ 2 ] 卢道刚．刚果 金 加丹加地区铜钴矿加工工艺现状及发 展方向[ J ] ．世界有色金属，2 0 0 7 7 7 2 - 7 5 ． [ 3 ] 徐晓萍，梁冬云，韩兆元，等．一种氧化铜钴矿的选矿方 法1 0 3 3 8 6 3 5 9 A [ P ] ．2 0 1 3 - 0 7 1 9 ． [ 4 ] 王立刚，张慧，叶岳华．刚果 金 某难选氧化铜钴矿选 矿工艺技术研究[ J ] ．有色金属，2 0 1 2 3 1 0 ．1 4 ． [ 5 ] F O R N A S I E R OD ，R A L S T O NJ ．E f f e c to fs u r f a c eo x i d e ／ h y d r o x i d ep r o d u c t so nt h ee o l l e e t o r l e s sf l o t a t i o no fc o p p e r a c t i v a t e ds p h a l e r i t e [ J ] ．I n tJ M i n e rP r o c e s s ，2 0 0 6 ，7 8 2 3 1 2 3 7 ． [ 6 ] C A OZ H A N F A N G ，Z H O N GH O N G ．T e c h n i q u e so fc o p p e r r e c o v e r yf r o m M e x i c a nc o p p e ro x i d eo r e [ J ] ．M i n i n gS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ，2 0 0 9 ，1 9 4 5 4 8 ． 万方数据