刚果(金)某铜钴酸浸渣选矿工艺研究.pdf

1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 8 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 8 ．0 6 ．0 0 3 刚果 金 某铜钴酸浸渣选矿工艺研究 巴红飞，段景文，陈普，许永权 万宝矿产有限公司，北京1 0 0 0 5 4 摘要刚果 金 某含铜5 ．2 0 ％、钴2 ．5 9 ％的酸浸渣物质组成复杂，一7 4 “m 含量达到9 0 ％，铜钴有价矿物嵌 布粒度微细，脉石中的易浮绿泥石、云母、碳质物等不利于铜钴的分选富集。在对酸浸渣矿石性质研究的基础上，选矿 试验制定了浮选一磁选联合工艺技术路线，以碳酸钠作为分散剂，以选择性好、捕收力强的Z - 2 0 0 与丁基黄药的混合 药剂作为捕收剂，可以大幅提高铜钴精矿的品位和回收率，同时应用新型高磁场对极式强磁选设备高效回收了浮选难 以富集的钴矿物。试验获得总精矿含铜品位1 2 ．3 8 ％，回收率9 6 ．6 9 ％，钻品位5 ．9 4 ％，回收率9 3 ．1 2 ％。 关键词刚果 金 ；铜钴矿；酸浸渣；高梯度磁选；浮选一磁选联合工艺 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；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 8 0 6 - 0 0 1 2 - 0 4 S e p a r a t i o nT e s tR e s e a r c ho na nA c i dL e a c h i n gR e s i d u eo f C o p p e r - c o b a l tO r ei nD ．1 乙C B AH o n g f e i ，D U A NJ i n g w e n ，C H E NP u ，X UY o n g q u a n W a n b a oM i n i n gL t d ．，B e 咖n g1 0 0 0 5 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h e r ei sa na c i dl e a c h i n gr e s i d u ei nD ．R ．Cw h o s em a t e r i a lc o m p o s i t i o ni sc o m p l e x ，w i t h5 ．2 0 ％ C u ，2 ．5 9 ％C oa n d9 0 ％o fs i z e 一7 4 汕m ．n ep a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no f t h i sr e s i d u ei sm i c r o ，w h i c hw i l lb e u n f a v o r a b l et ot h es e p a r a t i o na n de n r i c h m e n to fc o p p e ra n dc o b a l td u et ot h ef l o t a t i o nc h l o r i t e ，m i c aa n dc a r b o n a c e o u s m a t t e ri ng a n g u e ．B a s e do nt h es t u d yo fo r ep r o p e r t i e so ft h ea c i dl e a c h i n gr e s i d u e ，w ef o r m u l a t eat e c h n o l o g i c a lr o u t e o ft h ec o m b i n a t i o no ff l o t a t i o ns e p a r a t i o na n dm a g n e t i cs e p a r a t i o n ，u s i n gs o d i u mc a r b o n a t ea sd i s p e r s i n ga g e n t ，a n d m i x e dr e a g e n tZ - 2 0 0a n db u t y lx a n t h a t ew i t hg o o ds e l e c t i v i t ya n ds t r o n gc o l l e c t i n ga b i l i t ya sc o l l e c t o r ．n i sw a y ．t h e g r a d ea n dr e c o v e r yr a t eo ft h ec o p p e rc o b a l tc o n c e n t r a t ec a nb es i g n i f i c a n t l yi m p r o v e d ．A tt h es a m et i m e ，t h e a p p l i c a t i o no fan e wt y p eo fh i g hm a g n e t i cf i e l dp o l et y p em a g n e t i cs e p a r a t i o ne q u i p m e n tc o n t r i b u t e st ot h ee f f i c i e n t r e c o v e r yo ff l o t a t i o ne n r i c h m e n to fc o b a l tm i n e r a l s ．U l t i m a t e l y ，t h et o t a lc o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d ei s1 2 ．3 8 ％，t h e r e c o v e r yb e i n g9 6 ．6 9 ％，t h ec o b a l tg r a d eb e i n g5 ．9 4 ％，a n dt h er e c o v e r yb e i n g9 3 ．1 2 ％． K e yw o r d s c o p p e r c o b a l to r e ；a c i dl e a c h i n gr e s i d u e ；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 刚果民主共和国简称刚果 金 ，矿产资源种类 繁多且极为丰富，其境内的中非铜矿带内加丹加系 赋存有全球著名的铜钴矿床。氧化铜钴浮选精矿经 过硫酸浸出后产生大量的酸浸渣，随着矿产资源的 日益枯竭引，合理开发利用酸浸渣中的铜钴已成 为重要研究方向旧J 。目前国内外关于浸出渣回收 有价元素的研究主要集中在铜浸出渣和锌浸出渣回 收银方面，另有少量关于铜浸出渣浮选回收硫的研 究，关于浸出渣浮选回收铜、钴方面的研究还很少。 另外，C N l 0 5 0 3 2 6 0 5 A 公布了一种通过高梯度强磁 选从氧化铜矿中富集铜钴的选矿方法HJ 。 在矿石性质研究的基础上，本着提高整体回收 率、增加经济效益的原则，确定了适合于该类型酸浸 渣的最佳选矿工艺流程和药剂制度。该工艺流程结 构稳定，药剂制度简单，磁选操作简便，可为刚果 金 同类矿产资源的处理提供新思路∞J 。 1 矿石性质 该酸浸渣矿样的主要有用元素为铜和钴，铜主 要赋存于硫化铜矿物中，主要矿物为黄铜矿、硫铜钴 收稿日期2 0 1 7 - 11 - 2 9 修回日期2 0 1 8 1 0 1 2 作者简介巴红飞 1 9 9 0 一 ，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 0 1 8 年第6 期巴红飞等刚果 金 某铜钴酸浸渣选矿工艺研究 1 3 矿、铜蓝及部分斑铜矿、蓝辉铜矿等，分布率为 9 3 ．4 6 ％；少量铜赋存于氧化铜矿物中，主要矿物为 孔雀石、硅孑L 雀石、水胆矾等，分布率为6 ．5 4 ％。钴 矿物主要为硫铜钴矿，其次为水钴矿，另有少数铜钴 呈吸附或机械混入形式存在于部分褐铁矿、黄铁矿、 表1 T a b l el 绢云母、绿泥石等中。脉石以石英为主，其次为绿泥 石、云母、滑石等。 试样主要化学成分分析结果见表1 ；铜、钴物相 分析结果见表2 ；矿物含量计算以显微镜下鉴定为 基础，参照多元素及物相分析，结果见表3 。 矿样多组分分析结果 M 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 to fa c i dl e a c h i n gr e s i d u e f ‘％ 表3试样主要矿物组成及相对含量 T a b l e3M a i nm i n e r a lc o m p o s i t i o na n dr e l a t i v e c o n t e n to fo r e／％ 2 试验方案 矿石性质研究表明，矿石中铜钴赋存状态复杂， 铜钴矿物嵌布粒度微细，铜钴矿主要以易浮硫化矿 形式存在，可采用浮选工艺进行富集；少数以类质同 像或机械混入存在于褐铁矿、黄铁矿、绢云母、绿泥 石等中的铜钴及部分含铁难浮水钴矿，可通过高梯 度磁选工艺回收富集。 试验确定的原则流程为两次粗选三次精选获 得高品位浮选精矿，两次粗选一次扫选三次精选获 得低品位浮选精矿，最后将浮选尾矿进行高梯度磁 选获得磁选精矿的浮选一磁选联合工艺流程。通过 该选矿工艺流程既可以获得高品位的铜钴精矿作为 合格产品，又可以获得低品位精矿提高回收率。工 艺原则流程如图l 所示。 3 选矿试验 本次试验用酸浸渣是氧化铜钴浮选精矿经过硫 图1 浮选一磁选联合原则工艺流程 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 酸浸出后剩下的冶炼渣，铜钴品位较高，矿物组成复 杂，铜钴有价矿物嵌布微细，一2 3 仙m 含量为7 5 ％， 一7 4 斗m 含量高于9 0 ％，本次试验磨矿细度以 一2 3 斗m 的含量来考量。 3 ．1 磨矿细度条件试验 采用碳酸钠作为调整剂，Z - 2 0 0 丁基黄药为混 合捕收剂，两次粗选产出粗精矿，试验流程见图2 ， 试验结果见图3 。 从图3 可以看出，一2 3 仙m 含量对粗精矿铜钴 品位和回收率均有影响，随着一2 3 “m 含量的增加， 粗精矿铜、钴品位有所降低，回收率先升高后趋于平 稳。综合考虑粗精矿品位和回收率，确定一2 3 斗m 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 图2 磨矿细度条件试验流程 F i g ．2 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 图3 磨矿细度条件试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 占7 5 ％为适宜的磨矿细度。 3 ．2 捕收剂种类条件试验 在一2 3 斗m 含量在7 5 ％的条件下，采用常规捕收 剂Z - 2 0 0 、丁基黄药、戊基黄药、按质量比1 1 的Z - 2 0 0 与丁基黄药的混合捕收剂进行条件试验。试验流程 与磨矿细度条件试验流程相同，试验结果如4 所示。 图4 捕收剂种类条件试验结果 F i g ．4 R e s u l t so ft e s tf o rc o l l e c t o rt y p e s 图4 结果表明，采用Z - 2 0 0 丁基黄药的混合捕 收剂，精矿铜、钻品位和回收率都相对较高，确定混 合捕收剂为最佳捕收剂。 3 ．3 捕收剂用量条件试验 试验流程与磨矿细度条件试验流程相同，试验 结果见图5 。 图5 捕收剂用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so ft e s tf o rc o l l e c t o rd o s a g e 由图5 可知，随着混合捕收剂用量的增加，粗精 矿铜、钴品位均有所下降，回收率先升高后趋于平 稳，用量达到 6 0 2 0 ，2 0 0 g ／t 时，粗精矿指标 最佳。 3 ．4 调整剂种类条件试验 酸浸渣矿样一2 3 仙m 含量达到了7 5 ％，微细粒 级矿物成分不利于铜钴的富集回收，试验分别采用 碳酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、C M C 作为调整剂考察 对浮选的影响。试验流程与磨矿细度条件试验流程 相同，试验结果如图6 所示。 1 0 0 9 0 8 0 7 0 冰6 0 曩5 0 4 0 3 0 2 0 l O 0 图6 调整剂种类条件试验结果 F i g ．6 R e s u l t so ft e s tf o ra d j u s t i n gt y p e s 图6 结果表明，采用碳酸钠作为调整剂时粗精 矿铜、钴品位和回收率均相对较高，尤其是对钴回收 率的提升尤为明显，碳酸钠作为分散剂，克服了微细 矿物异相凝聚和难免离子钙镁的干扰，有利于实现 超细粒铜钴矿物的浮选。 术盆呕 万方数据 2 0 1 8 年第6 期巴红飞等刚果 金 某铜钴酸浸渣选矿工艺研究 1 5 3 ．5 浮选尾矿磁选试验 酸浸渣浮选尾矿中的钴损失率较高，这部分钴 矿主要为水钴矿和含钴褐铁矿、含钴黄铁矿及含钴 绿泥石等，浮选难以回收，但具有一定磁性，在进行 大量的磁选探索试验和磁选机种类筛选的基础上， 最终确定使用新型高磁场强度对极式磁选机进行磁 选，能够有效地富集浮选难以回收的钴矿。磁选试 验最终确定两次粗选一次精选工艺流程，试验流程 如图7 所示，试验结果见表4 。 表4 浮选尾矿磁选闭路试验结果 T a b l e4R e s u l e so fc l o s e dm a g n e t i cs e p a r a t i o nf o r f l o t a t i o nt a i l i n g s ／％ 浸出渣 酸浸渣 浮选尾矿 图7 浮选尾矿磁选闭路试验流程 F i g ．7 F l o w s h e e to fc l o s e dm a g n e t i c s e p a r a t i o nf o rf l o t a t i o nt a i l i n g s 3 ．6 闭路试验 在确定了磨矿细度、捕收剂种类及用量、调整剂 种类及用量的基础上，根据原则流程进行闭路试验。 试验流程见图8 ，试验结果见表5 。 图8 酸浸渣浮选磁选联合工艺试验流程 F i g ．8 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 cs e p a r a t i o nt e c h n o l o g y 下转第3 4 页 万方数据 3 4 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 和选矿药剂对环境的污染，有效保护矿区生态与周 边环境，大幅度节省新鲜水消耗，有效提高我国紧缺 矿产资源的资源利用水平。 该技术能有效解决我国铅锌多金属矿选矿普遍 存在的资源回收率低、环境污染大和水耗、能耗高的 问题。技术适用于铅锌等有色金属矿选矿及无尾矿 库或缺水矿山的选矿。本技术开发以来，技术推广 应用单位数量逐年迅速增加，许多新建矿山设计也 将南京栖霞山矿作为设计样板，推动了我国金属矿 山废水综合利用新技术的进步，为我国金属矿山行 业废水高效利用提供了一个很好的技术支撑与很好 的工程范例，具有广泛的推广应用前景。 参考文献 [ 1 ] 罗仙平，谢明辉．金属矿山选矿废水净化与资源化利用 现状与研究发展方向[ J ] ．中国矿业，2 0 0 6 1 0 5 1 - 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2 0 0 与丁基黄药的混合捕收剂，可以大幅提高铜 钴精矿品位和回收率；应用新型高磁场强度对极式 强磁选设备高效回收了浮选难以富集的钴矿物，使 钴的回收率得到极大提高。 3 采用浮选一磁选联合工艺流程，对含铜 5 ．2 0 ％、钻2 ．5 9 ％的酸浸渣，试验获得高品位浮选 精矿含铜2 3 ．4 3 ％，铜回收率8 9 ．3 0 ％，含钴8 ．8 3 ％， 钴回收率6 7 ．5 9 ％；低品位浮选精矿含铜3 ．0 3 ％，铜 回收率4 ．9 5 ％，含钴2 ．4 8 ％，钴回收率8 ．1 3 ％；磁选 精矿含铜1 ．0 3 ％，铜回收率2 ．4 4 ％，含钴3 ．6 6 ％，钴 回收率1 7 ．4 0 ％。精矿铜总回收率9 6 ．6 9 ％，钻总回 收率9 3 ．1 2 ％。 参考文献 [ 1 ] 叶曹飞，叶大兵，李乾坤，等．国外极细酸浸铜渣浮选试 验研究[ J ] ．矿产综合利用，2 0 1 7 2 8 5 ．8 9 ． [ 2 ] 王振，徐龙华，肖军辉，等．硫化浮选酸浸工艺回 收某铜钴尾矿中的铜钴[ J ] ．2 0 1 6 1 1 8 6 ．1 8 9 ． [ 3 ] 叶富兴，李秀娟，邹坚坚，等．氧化铜精矿酸浸渣综合回 收银铅试验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 4 ，3 4 1 2 8 ．3 1 ． [ 4 ] 曾方明，周少川，陈斌南，等．从氧化铜钴矿中富集铜钴 的磁选方法1 0 5 0 3 2 6 0 5 A [ P ] ．2 0 1 5 ．1 1 ．1 1 ． [ 5 ] 巴红飞，董水森．刚果 金 某难选氧化铜钴矿选矿工艺 连选试验研究[ J ] ．有色金属，2 0 1 7 4 2 3 - 2 7 ． 万方数据