江西某铜多金属硫化矿石选矿试验研究.pdf

2 0 1 6 年第6 期有色金属 选矿部分 1 1 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 6 ．0 6 ．0 0 3 江西某铜多金属硫化矿石选矿试验研究 李旭辉1 ，吴师京2 ，陈军2 ，李剑鹭1 1 ．江西省地矿局赣西北大队，江西九江3 3 2 0 0 0 ；2 ．江西省地质调查院，南昌3 3 0 0 3 0 捅要江西某铜多金属硫化矿石含铜0 ．9 1 ％。为r 更好地利用该铜矿资源，进行了- 详细的选矿试验研究。针对原矿 中矿物种类复杂、嵌布粒度细小的特性，在条件试验的基础上进行了铜中矿再磨闭路试验和铜粗精矿再磨精选闭路试验，分 别获得铜品位为2 0 ．5 3 ％、铜回收率为8 5 ．4 0 ％的铜精矿，和铜品位为2 3 ．4 1 ％、铜回收率为8 4 ．5 4 ％的铜精矿，为该矿的开发 利用提供了技术依据。 关键词铜多金属矿；黄铜矿；再磨 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 6 0 6 - 0 0 1 1 - 0 4 E x p e r i m e n tS t u d yo naC o p p e rP o l y m e t a l l i cS u l f i d eO r ei nJ i a n g x i L IX u h u i 。，形US h i j i n 9 2 ，C H E NJ u n 2 ，L IJ i a n l u 。 ，．N o r t h w e s tJ i a n g x iG e o l o g yP n 啊，J i a n g x iB u r e a uo fG e o l o g ya n dM i n e r a lR e s o u r c e s ，J i u j i a n gJ i a n g x i3 3 2 0 0 0 ， C h i n a ；2 ．G e o l o g i c a lS u r v e yI n s t i t u t eo fJ i a n g x i ，N a n c h a n g3 3 0 0 3 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h eg r a d eo fC ui nac o p p e rp o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r ei s0 ．91 ％．I no r d e rt oe x p l o i tt h ec o p p e r r e s o u r c e s ，t h ed e t a i l e dl a b o r a t o r y t e s t sh a v eb e e nc o n d u c t e d ．F o c u so n c o m p l e xm i n e r a l k i n d sa n du n e v e n d i s s e m i n t e dm i n e r a l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h eo r e ，t h ed r e s s i n ge x p e r i m e n t so fc o p p e rr o u g hc o n c e n t r a t ed i r e c t l y m i d d l i n gt og r i n d i n gs e l e c t i o np r o c e s sa n dc o p p e rr o u g hc o n e e n t r a t es e l e c t e dc l o s e d c i r c u i tg r i n d i n gp r o c e s so f e x p e r i m e n tw e r ec a r r i e do u tr e s p e c t i v e l y ，o b t a i n e dc o n c e n t r a t ew h i c hc o p p e rg r a d ei s2 0 ．5 3 ％a n d2 3 ．41 ％，a n d c o p p e rr e c o v e r yi s8 5 ．4 0 ％a n d8 4 ．5 4 ％．T h ee x p e r i m e n t a ls t u d yp r o v i d e st e c h n i c a lb a s i sf o rt h ed e v e l o p m e n ta n d u t i l i z a t i o no ft h em i n e ． K e yw o r d s c o p p e rp o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r e ；c h a l c o p y r i t e ；r e g r i n d i n g 我国正处于高能耗的工业化阶段，工业化的快 速发展，资源消费快速持续增长J 。铜矿资源是工 业化进程的重要战略资源，我国铜矿资源人均占有 率低，随着选矿难度低的铜矿资源大量消耗，保有的 铜储量多为多金属矿、贫矿、难选矿。2 引。并且，我国 铜资源为多金属共伴生的综合性矿床，矿石有益组 成成分复杂，选矿难度由于铜矿石的贫、杂而增加， 产出的精矿冶炼难度也随之上升引。因此，矿山加 强铜矿资源的共、伴生矿的综合利用，对进一步提高 矿山资源的综合利用率，缓解市场供需矛盾，促进铜 矿资源的综合利用与矿山的创新及可持续发展具有 现实意义。 江西省某铜多金属矿床属于典型的块状硫化 物、含铜矽卡岩两位一体复合斑岩型铜矿矿床，该铜 矿自2 0 世纪7 0 年代发现以来，经过数十年的开发 利用，现已成为我国重要的产铜基地。目前，随着浅 层的易选矿体开采利用殆尽，深部难选硫化矿的开 发利用已提上日程，相比于浅层的易选矿石，深部矿 矿石种类繁多，矿物间交代嵌布关系复杂，采用原有 的选矿工艺难以获得较好的选矿指标，为了更好地 利用该矿中的铜矿资源，故针对该铜多金属硫化矿 开展了选矿试验研究工作，试验在合理的药剂制度 下获得了较好的选矿指标，为选矿厂下一步进行设 备选型和技术改造提供依据。 1矿石性质 1 ．1 矿石主要化学成分分析 通过对原矿矿石进行多元素分析，所得结果如 表1 。 收稿日期2 0 1 6 - 0 5 - 2 3修回日期2 0 1 6 - 0 9 1 9 作者简介李旭辉 1 9 6 3 一 ，男，江西九江人，高级工程师，主要从事地质矿产勘查与资源储量评估、矿产选矿工艺研究。 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第6 期 1 单位为g ／t 。 铜物相分析结果如表2 所示。 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 ／％ 由表1 和表2 可看出，原矿含铜0 ．9 1 ％、金0 ．2 4 g ／t 、银6 ．8 1g ／t 、硫11 ．3 8 ％。经显微镜下鉴定、x 射 线衍射分析和扫描电镜分析等综合研究查明，矿石 中的组成矿物较为复杂，金属矿物主要为黄铜矿、黄 铁矿，其次为斑铜矿、蓝铜矿、磁黄铁矿，并含有少量 的赤铁矿、铜蓝等，脉石矿物主要是石英、方解石、白 云石，其次为石榴石，少量绿帘石、菱铁矿、透辉石 等。矿石中的铜主要以硫化铜的形式存在，硫化铜 占总铜含量的8 8 ．4 0 ％，其中原生硫化铜占有率为 7 1 ．8 2 ％，次生硫化铜占有率为1 6 ．5 8 ％，氧化铜占有 率为1 0 ．9 4 ％。 1 ．2 矿石中主要金属矿物的嵌布特性 黄铜矿常呈它形粒状，以浸染状或脉状分布为 主，粒径一般为5 0 20 0 0I x m ，最小粒径小于5 0 斗m ，最大粒径可达30 0 0 “m ；黄铜矿与黄铁矿、磁铁 矿、赤铁矿、石榴石等矿物关系密切，常与黄铁矿、磁 铁矿、石榴石等矿物嵌连，被磁铁矿、赤铁矿、斑铜矿 等矿物交代。 黄铁矿常以半自形晶或它形粒状晶体出现，呈 浸染状或脉状分布于矿石中，粒径一般为1 0 0 10 0 0 斗m ，最小粒径小于5 0 斗m ；与黄铜矿、磁铁矿等 矿物紧密伴生，常见被磁铁矿、赤铁矿、黄铜矿等矿 物交代。 磁铁矿常呈它形粒状出现，粒径一般为1 0 2 0 0 I , r m ，常以交代黄铜矿、黄铁矿出现。 赤铁矿以它形粒状为主出现，少量呈板状并可 见揉皱现象，粒径一般为1 0 1 0 0 恤m 。常以交代黄 铜矿、黄铁矿、磁铁矿出现。 2 选矿试验研究 根据矿石性质可知，本矿为铜硫矿石，即选矿回 收的目的矿物为硫化铜矿物和硫化铁矿物，通过选 矿，产出铜精矿和硫精矿两种产品。铜硫矿石的选 矿方法主要为浮选法，常用的原则流程主要为优先 浮选流程和混合浮选流程“ 1 。由于原矿含硫 11 ．3 8 ％，含硫较高，选用优先浮选流程可有效降低 粗精矿的产率，有利于后续铜精矿的产出，所以采用 先浮选铜矿物、浮铜尾矿活化浮选硫化铁矿物的原 则工艺流程。 2 ．1 磨矿细度试验 为了确定适宜的人选细度，分别考察磨矿细度对 选铜效果的影响。试验流程见图l ，试验结果见图2 。 l t ．j 矿药刊⋯㈢’r ／t 铜粗精矿 尾矿 图1 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 图2 磨矿细度试验结果 F i g ．2 R e s u l to fg r i n g i n gf i n e n e s st e s t 由图2 可看出，随着铜粗选磨矿细度的增大，铜 粗精矿中铜的回收率逐渐增大，同时精矿品位呈现 出先升高再降低的趋势。当磨矿细度为一7 4 m 占 6 5 ％时，铜粗精矿品位及回收率都较高。考虑到矿 同F nm 位田L司f 8 万方数据 2 0 1 6 年第6 期李旭辉等江西某铜多金属硫化矿石选矿试验研究 1 3 石的磨矿能耗成本占生产能耗比重大这一特点，试 验确定磨矿细度为一7 4 斗m 占6 5 ％。 2 ．2 石灰用量试验 原矿含硫1 1 ．3 8 ％，硫含量较高，宜采用优先浮 选流程，即抑制黄铁矿优先浮选铜矿物。通常采用 石灰作为黄铁矿的抑制剂，试验固定磨矿细度为 一7 4 斗m 占6 5 ％时，改变粗选石灰用量，有文献表 明【8 1 ，石灰可有效沉淀F e “、F e 3 等重金属离子，减 少其对黄铜矿的抑制作用，还可以有效降低黄铁矿 的可浮性。以考察不同矿浆p H 环境下铜的上浮情 况。试验流程见图1 ，试验结果见表3 。 表3石灰用量试验结果 T a b l e3R e s u l t so fl i m ed o s a g et e s t／％ 兰曼鱼整兰垩塑曼焦塑旦些圣互壅旦量』 堑 12 铜粗精矿1 9 ．1 7 4 ．2 49 0 ．1 4 尾矿8 0 ．8 30 ．1 19 ．8 62 ．0 原矿 1 0 0 ．00 ．9 01 0 0 ．0 根据图3 可知，随着石灰用量的增加，铜粗精矿 品位升高，回收率降低，当石灰用量为3 ．0k g ／t ，此时 矿浆p H 值为1 3 ，铜粗精矿品位及回收率都较高。 试验确定硫化铜浮选粗选石灰用量为3 ．0k g ／t 。 2 ．3 捕收剂用量试验 矿山现浅部矿石生产选铜捕收剂采用湖北石首 荆江选矿药剂有限公司生产的代号为“M O S - 2 ”和 “M A 一1 ”的新型选矿捕收剂，两药剂适用于金、银、 铜、锌、钼等矿物的浮选一。10 I 。通过多年的生产实践 表明，该两种药剂配合使用，可减少石灰用量，改善选 铜作业条件，使铜、金、银的选别指标得到提高。因 此，针对本矿石铜矿物的选别，选用M O S ．2 和M A 一1 作 为选铜捕收剂。试验流程见图1 ，试验结果见表4 。 表4捕收剂用量试验结果 T a b l e4R e s u l t so fd o s a g eo fc o l l e c t o r st e s t／％ 根据表4 可知，随着捕收剂用量的增加，铜回收 率升高，铜品位降低。在捕收剂M A 一1 M O S - 2 用量 为1 5 1 8g ／t 时，铜粗精矿品位及回收率都较高。 试验确定硫化铜粗选捕收剂M A ．1 M O S - 2 用量分 别为1 5 1 8g ／t 。 2 ．4 铜粗精矿再磨磨矿细度试验 原矿中的铜矿物大部分以中细粒嵌布，原矿粗 磨能使大部分铜矿物与脉石矿物分离，但仍存在一 部分细粒铜矿物，与黄铁矿、磁铁矿、石榴石等矿物 镶嵌紧密，需在较小的磨矿细度下才能解离。为了 尽可能提高铜精矿品位，并确定适宜的铜精矿再磨 细度，对铜粗精矿进行了再磨磨矿细度试验，通过不 磨矿精选和磨矿后精选，来确定适宜的再磨磨矿细 度。试验流程见图3 ，试验结果见图4 。 臼目料l 精4 I 们“ 铜精矿 铜中矿2 图3 铜精选试验流程 F i g3 F l o w s h e e to fc o p p e rc l e a n i n gt e s t 一4 5 “⋯岔 l } ／％ 图4 铜精选试验结果 F i g ．4 R e s u l to fc o p p e rc l e a n i n gt e s t 根据图4 可知，随着铜粗精矿再磨磨矿细度的 增加，铜回收率逐渐降低，铜精矿品位逐渐升高。铜 粗精矿不磨矿 磨矿细度为- 4 5 斗m 占4 5 ％ 直接精 选，铜精矿品位为2 0 ．7 6 ％，回收率为6 7 ．8 8 ％；铜粗 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第6 期 精矿再磨后精选，随着磨矿细度的提高，铜精矿品位 显著升高，但回收率降低，当磨矿细度提高至一4 5 斗m 占9 0 ％时，铜精矿品位为2 6 ．7 6 ％，回收率为 6 1 ．0 9 ％，与再磨细度指标接近，所以铜粗精矿再磨 细度适为一4 5 斗m 占8 5 ％。 3 闭路试验 铜粗精矿开路不磨矿精选或再磨精选，开路指 标都在6 5 ％左右，还有相当一部分铜矿物存在于中 矿中。为了进一步考察铜粗精矿直接精选流程和铜 粗精矿再磨精选流程中矿返回后的指标，为选矿厂 下一步的设计选型提供依据，对其分别进行了闭路 流程试验。针对浮铜尾矿后的黄铁矿的浮选，条件 试验确定p H 值调整剂硫酸用量为3 ．0k g ／t ，活化剂 硫酸铜用量为1 0 0g ／t ，捕收剂丁基黄药和丁基铵黑 J j ；i 矿 药用量为3 0 3 0g ／t ，铜粗精矿直接精选闭路试验流 程如图5 所示，铜粗精矿再磨精选流程为将再磨对 象改为铜粗精矿，再磨细度为- 4 5 斗m 占8 5 ％，对比 试验结果如表5 。 表5闭路流程试验结果 T a b l e5R e s u l t so fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t／％ 图5 铜粗精矿直接精选闭路试验流程 F i g ．5 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s to fc o p p e rr o u g hc o n c e n t r a t ed i r e c t l ys e l e c t 由表5 可知，铜粗精矿直接 铜中矿再磨 精选2 3 ．4 1 ％，回收率为8 4 ．2 4 ％，两闭路流程试验结果 流程所得铜精矿品位为2 0 ．5 3 ％，回收率为铜、硫精矿指标相差不大，生产上可根据市场需求调 8 5 ．7 6 ％，铜粗精矿再磨精选流程所得铜精矿品位为配生产，选择适宜的生产流程。 下转第4 3 页 万方数据 2 0 1 6 年第6 期杨金林等锌冶金副产铁酸锌提纯试验研究 4 3 9 2 ％；也将石英由5 ％降到了0 ．5 ％，取得了良好的 提纯效果。此外，后两次浮选产生的精矿2 和精矿3 中锌铁尖晶石含量分别为8 8 ％和8 9 ％，尾矿中锌铁 尖晶石含量为8 4 ％，与其他精矿产品中铁酸锌含量 相比较低，这也说明该浮选流程可以实现铁酸锌产 品的分离提纯。 4结论 1 以锌焙砂为原料，采用合适的硫酸浸出工艺 条件，在尽可能不破坏铁酸锌晶体结构条件下，可以 制备出铁酸锌含量较高的铁酸锌产品。 2 对铁酸锌产品进行浮选分离时，采用碳酸钠 调节p H 值并对矿浆进行分散，硫化钠抑制含铅矿 物，并辅助丁基黄药、油酸钠捕收铁酸锌，获得的精 矿产品中铁酸锌含量达到9 2 ％，实现了铁酸锌的有 效提纯。 3 从锌冶金中锌铁金属资源高效绿色利用和全 利用角度看，试验结果证明了将锌冶金副反应产物 铁酸锌作为产品独立分离出来是可行的，并为后续 深入研究提供了基础数据。 参考文献 [ 1 ] 彭容秋．锌冶金[ M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 5 4 1 ． [ 2 ] L E C L E R CN ，M E U XE ，L E C U I R EJ ．H y d r o m e t a l l u r g i c a l e x t r a c t i o no fz i n cf r o mz i n cf e r r i t e s [ J ] ．H y d r o m e t a l l u r g y ， 2 0 0 3 ，7 0 1 3 1 7 5 - 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