国外某难选高铁氧化铜矿选矿试验研究.pdf

2 0 1 8 年第3 期有色金属 选矿部分 1 7 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 3 ．0 0 4 国外某难选高铁氧化铜矿选矿试验研究 张晓峰 湖南有色金属研究院，长沙4 1 0 0 1 0 摘要针对某高铁氧化铜矿中铜氧化程度高、回收难度大的问题，进行了大量的工艺参数条件试验和工艺流 程方案试验。试验研究最终确定采用磁选一浮选的原则工艺流程，选用硫化一黄药浮选法回收氧化铜矿物，以L H 为 氧化铜矿物的高效活化剂，可大幅提高铜的回收率，明显降低温度对铜回收率的影响，同时采用对氧化铜矿物具有较 强捕收能力的组合捕收剂S Q 丁基铵黑药，实现了矿石中铜的有效回收。试验获得的选矿指标为铁精矿中含铁 6 6 ．4 4 ％、铁回收率为9 4 ．3 3 ％，铜精矿中含铜1 6 ．3 1 ％、铜回收率为7 3 ．9 1 ％、含金5 ．0 8g ／t 、金回收率为6 5 ．5 1 ％。 关键词难选铁铜矿；浮选；磁选；组合捕收剂；活化剂 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 2 3文献标志码A 文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 3 - 0 0 1 7 - 0 5 R e s e a r c ho nt h eB e n e f i c i a t i o no faR e f r a c t o r yH i g hI r o nC o n t a i n i n g O x i d i z e dC o p p e rO r eA b r o a d Z H A N GX i a o f e n g H u n a nN o n f e r r o u sM e t a lR e s e a r c hI n s t i t u t e ，C h a n g s h a4 1 0 0 1 0 ，C h i n a A b s t r a c t D u et ot h eh i g ho x i d a t i o nd e g r e eo fc o p p e ri n ah i g hi r o nc o n t a i n i n g ，o x i d i z e dc o p p e ro r ea n d d i f f i c u l tr e c o v e r y ．al a r g eq u a n t i t yo fe x p e r i m e n t a lt e s t so np r o c e s sa n dr e l a t e dp a r a m e t e r sw e r ec o n d u c t e d ．1 h e m a g n e t i cs e p a r a t i o n f l o a t a t i o np r o c e s sw a sf i n a l l ye m p l o y e da st h ep r i n c i p l ep r o c e s s ．T h er e c o v e r yr a t eo fo x i d i z e d c o p p e ro r e sc a nb eg r e a t l yi m p r o v e dv i a s u l p h u r i z a t i o n x a n t h a t ef l o a t a t i o nu s i n gL Ha se f f e c t i v ea c t i v a t o r ，a n dt h e e f i e c to ft e m p e r a t u r eo nt h er e c o v e r yi sr e d u c e dr e m a r k a b l y ．T h ee f f e c t i v er e c o v e r yo fc o p p e rc a nb er e a l i z e db y u s i n gt h ec o m b i n a t i o no fc o l l e c t o rS Qa n da m m o n i u md i b u t y ld i t h i o p h o s p h a t e ，w h i c hh a ss t r o n gc o l l e c t i n ga b i l i t yo n o x i d i z e dc o p p e ro r e s ．T h eo p t i m a lb e n e f i c i a t i o np a r a m e t e r sa r ea sf o l l o w s t h ei r o nc o n t e n to ft h ei r o nc o n c e n t r a t ei s 6 6 ．4 4 ％，t h ei r o nr e c o v e r yi s9 4 ．3 3 ％，t h ec o p p e rc o n t e n to fc o p p e rc o n c e n t r a t ei s1 6 ．3 1 ％，t h ec o p p e rr e c o v e r y i s7 3 ．9 1 ％，t h eA uc o n t e n ti s5 ．0 8 ∥t ，t h eA ur e c o v e r yi s6 5 ．5 1 ％． K e yw o r d s r e f r a c t o r yi r o nc o n t m n i n gc o p p e ro r e s ；f l o t a t i o n ；m a g n e t i cs e p a r a t i o n ；c o m b i n e dc o l l e c t o r ；a c t i v a t o r 铜、铁及其化合物被广泛应用于机械制造业、医 疗、国防等工业领域中，是国民经济的基础引。随 着矿产资源大规模的开采利用，易选的、综合利用价 值高的铜矿资源和铁矿资源日益枯竭，许多矿山企 业不得不面临和处理低品位、高氧率的铜矿以及复 杂难处理的铜铁矿资源圳。对复杂难处理的铜铁 矿石资源的高效回收利用进行研究，具有重大的经 济效益和社会效益。本文针对国外某高铁氧化铜 矿，铁含量高、嵌布粒度不均匀，且铜氧化率高，铜矿 物回收困难的问题，提供了一种较为合理的工艺流 程和药剂制度，对国内外矿山企业处理此类矿石具 有借鉴意义。 1 矿石性质 矿石的矿物组成种类较为简单，主要金属矿物 为磁铁矿，其次为赤铁矿、褐铁矿等，少量的孔雀石， 微鼍黄铜矿；脉石矿物主要为石英、云母、透辉石、长 石、透闪石，少量的方解石、绿泥石、黏土类。 原矿主要组分分析结果见表l ，铜的物相结果 见表2 。由表1 可知，矿石中主要的有价元素是铜 和铁，其品位分别为1 ．4 8 ％和5 7 ．3 2 ％。铜化学物 相结果表明矿石中铜主要以自由氧化铜为主，分布 率为6 7 ．5 7 ％；其次为次生硫化铜，分布率 为3 1 ．7 6 ％。 收稿日期2 0 1 7 - 0 7 - 0 7修回日期2 0 1 8 - 0 4 1 1 作者简介张晓峰 1 9 8 5 一 ，男，江苏泗阳人，硕士，工程师，主要从事选矿科研、选矿厂设计，以及选矿废水处理与回用等研究工作。 万方数据 1 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第3 期 矿石中以磁铁矿为主，其嵌布粒度粗细不均，小 者约为5 1 0 斗m ，大者可达2 0 0 岬或以上，常与孔 雀石交代连生，嵌布关系密切。孔雀石主要呈放射 状和不规则粒状产出，常与磁铁矿交代连生，粒径一 般分布在1 0 5 0 斗m ，偶见粒径大于3 0 0 斗m 者。黄 铜矿偶见，主要呈细小不规则粒状出现，粒径一般在 5 0 斗m 以下，与其它金属矿物接触较少。 2 试验结果与讨论 2 ．1 原则流程的确定 根据工艺矿物学研究结果，矿石中可供回收的 主要对象为铁、铜，金可作为综合回收对象。在选矿 过程中可根据有价矿物之间的镶嵌关系及物理性质 确定产品方案。针对该矿石的性质特点，进行了多 个工艺流程方案试验研究，试验结果为1 单一磁 选工艺，工艺流程简单，但磁选尾矿中铜含量较低， 为7 ％左右；2 磁选一浮选工艺，可获得品位较高的 铜精矿品位；3 浮选一磁选工艺，与磁选一浮选工 艺获得的选矿指标相当，但浮选一磁选工艺流程的 选矿成本较高；4 磁选一浮选一浸出工艺，在磁 选一浮选后增加浸出工艺，目的是为了降低尾矿中 铜、金的损失，浮选尾矿浸出试验结果表明，铜、金 浸出率均不到4 0 ％，浸出效果不理想；5 磁选一浸 出工艺，对磁选尾矿进行浸出试验，试验结果表明 铜、金浸出率均不到6 0 ％。 通过对上述五个工艺流程方案的对比，最终确 定磁选一浮选工艺流程作为回收该矿石中有用组分 的原则工艺流程。 2 ．2 氧化铜矿物浮选药剂的选择 从工艺矿物学研究结果可知，原矿中铁主要以 磁铁矿形式存在，铁的回收较为简单，而矿石中铜的 氧化率较高，如何有效回收铜是本试验研究的重点 和难点。针对该难点首要问题是找到对该氧化铜矿 物有效的活化剂和捕收剂，其条件试验工艺流程如 图1 。 图1 条件试验工艺流程 氧化铜矿浮选方法按捕收剂种类分为硫化一黄 药法、脂肪酸法、胺法、乳浊液法和螫合剂中性油法。 目前硫化一黄药法还是占主导地位剖，该技术较 为成熟。通过多种方法对比试验，结果表明，硫化一 黄药法获得铜选矿指标较为理想。 2 ．2 ．1 活化剂的选择 磁选尾矿经添加絮凝剂浓缩后作为铜浮选给 矿，铜浮选活化剂试验的给矿浓度为2 5 ％左右，一 次粗选。 活化剂试验研究结果表明，L H 大分子有机物， 白色粉沫状 能有效地活化氧化铜矿物，增强捕收剂 对铜矿物的捕收作用，大幅度提高铜的回收率“ 剖， 尤其是该活化剂在5 ℃的低温条件下可大幅度提高 万方数据 2 0 1 8 年第3 期张晓峰国外某难选高铁氧化铜矿选矿试验研究 1 9 不添加活化剂 1 5 ℃ 铜粗精矿3 3 ．7 91 2 ．6 53 ．9 76 2 ．5 85 8 ．7 9 尾矿 6 6 ．2 13 ．8 6 1 ．4 23 7 ．4 24 1 ．2 1 给矿 1 0 0 ．06 ．8 3 2 ．2 81 0 0 ．01 0 0 ．0 8 ．烃基喹啉 1 5 ℃ 铜粗精矿 尾矿 3 7 ．9 51 3 ．3 9 3 ．9 87 4 ．7 26 6 ．2 5 6 2 ．0 52 ．7 7 1 ．2 42 5 ．2 83 3 ．7 5 给矿 1 0 0 ．06 ．8 0 2 ．2 81 0 0 ．01 0 0 ．0 表4 活化剂温度条件试验结果 T a b l e4T e s tr e s u l t so fa c t i v a t o rt e m p e r a t u r ec o n d i t i o n ，％ 活化剂名称及试验温度产品名称产率 品位 作业回收率 C u A u l C u A u 不添箩要化剂铜芝摹矿 。1．．6，；1 。2 ．．。1 。5 ；薹i 7 ．．。6 ；誓琵 给矿 1 0 0 ．06 ．6 7 2 ．2 21 0 0 ．01 0 0 ．0 不添加活化剂铜竺篓矿 3 3 8 61 2 4 83 9 2 6 2 4 05 8 7 3 ⋯ 尾矿6 6 ．1 43 ．8 51 ．4 l 3 7 ．6 04 1 ．2 7 给矿 1 0 0 ．06 ．7 7 2 ．2 61 0 0 ．01 0 0 ．0 ⋯ 铜粗精矿 3 8 ．1 21 3 ．2 44 ．1 0 7 4 ．1 17 2 ．0 5 。。 尾矿6 1 ．8 82 ．8 50 ．9 8 2 5 ．8 92 7 ．9 5 给矿1 0 0 ．06 ．8 12 ．1 71 0 0 ．0 1 0 0 ．0 ⋯ 铜粗精矿4 1 ．5 6 1 3 ．4 5 4 ．1 38 2 ．7 87 7 ．3 5 ，。。 尾矿5 8 ．4 41 ．9 9 0 ．8 61 7 ．2 22 2 ．6 5 给矿 1 0 0 ．06 ．7 52 ．2 2 1 0 0 ．01 0 0 ．0 ⋯ 铜粗精矿 4 4 ．0 31 3 ．1 53 ．9 4 8 4 ．4 17 8 ．4 8 ⋯ 尾矿5 5 ．9 71 ．9 10 ．8 5 1 5 ．5 92 1 ．5 2 给矿 1 0 0 ．06 ．8 62 ．2 1 1 0 0 ．01 0 0 ．0 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第3 期 表5 T a b l e5 图2L H 用量试验结果 F i g ．2 T e s tr e s u l t so fL Hd o s a g e 2 ．2 ．2 捕收剂的选择 与活化剂条件试验相同，其活化剂用量选择为 1 0 0g ／t 。捕收剂试验结果表明，s Q 高级黄药类 丁 基铵黑药的组合捕收剂获得的铜选矿指标较好，s Q 的 适宜用量为1 1 3 0g ／t ，丁基铵黑药的适宜用量为1 5 0g ／t 。 铜捕收剂的种类条件试验结果见表5 ，s Q 用量试验结 果见图3 ，丁基铵黑药用量试验结果见图4 。 2 ．3 磁选一浮选全流程闭路试验研究 通过条件试验和开路试验研究，最终确定原矿磨 矿细度一7 4 肌占7 5 ％，经过弱磁选铁，磁选尾矿添加 絮凝剂浓缩脱水后浮铜，铜浮选浓度为2 5 ％左右。磁 选一浮选闭路试验工艺流程见图5 ，试验结果见表6 。 捕收剂种类条件试验结果 T e s tr e s u l t so fd i f f e r e n tc o l l e c t o r s／％ 图3S Q 用量试验结果 F i g ．3 T e s tr e s u l t so fS Qd o s a g e 图4 丁基铵黑药用量试验结果 F i g ．4 T e s tr e s u l to fd o s a g eo fD i n ga n l m o n i u ma e r o f l o a t 万方数据 2 0 1 8 年第3 期张晓峰国外某难选高铁氧化铜矿选矿试验研究 2 1 铁 尾矿 图5 磁选一浮选闭路试验工艺流程 F i g ．5M 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 l o s e dc i r c u i tp r o c e s s 3结论 1 该矿属于高铁氧化铜矿，矿石的矿物组成较 为简单，但有用矿物嵌布粒度粗细不均，可供选矿回 收的主要元素是铜和铁，可综合回收金。 2 试验研究表明，采用单一的弱磁选即可回收 该矿石中的铁矿物；铜矿物的回收是本次试验研究 的难点，通过大量试验研究，筛选出氧化铜高效活化 剂L H 和组合捕收剂S Q 丁基铵黑药，成功实现了 对氧化铜的高效回收，尤其是该活化剂L H 在低温 条件下 气温低于5 ℃ 可大幅度提高氧化铜矿物 的回收率，在高寒地区具有明显优势。 3 磁选一浮选闭路试验获得的浮选指标为铁 精矿中含铁6 6 ．4 4 ％、回收率为9 4 ．3 3 ％，铜精矿中 含铜1 6 ．3 1 ％、回收率为7 3 ．9 l ％、含金5 ．0 8g ／t 、回 收率为6 5 ．5 l ％。 4 该工艺流程及药剂制度对相似矿石性质的 矿山具有一定的借鉴作用。 参考文献 [ 1 ] 金万超．高铁细粒氧化铜高效回收选矿工艺研究与开发 [ D ] ．昆明昆明理工大学，2 0 1 4 ． [ 2 ] 孙吉鹏．云南某铜铁矿的选矿试验研究[ D ] ．昆明昆明 理工大学，2 0 0 9 ． [ 3 ] 丁鹏，刘全军，逢文好．哈萨克斯坦某低品位高氧化率 铜矿选矿试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 1 9 - 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