某铜硫矿选矿工艺研究.pdf

2 0 0 7 年第4 期有色金属 选矿部分 1 某铜硫矿选矿工艺研究 刘万峰，陈金中，李成必，王立刚 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要对某铜硫矿进行了详细的浮选工艺研究，对浮选尾矿中的磁铁矿进行了磁选回收，确定了最佳的工艺流 程。闭路试验获得了铜品位2 4 ．1 6 ％、铜回收率9 2 ．0 4 ％的铜精矿和硫品位4 0 ．2 4 ％、硫回收率8 9 ．7 2 ％的硫精矿，以及铁品位 6 5 ．1 5 ％、对原矿全铁回收率3 5 ．6 6 ％ 对原矿磁铁矿回收率约9 3 ％ 的铁精矿。 关键词铜硫矿；磁铁矿；选矿工艺 中图分类号T D 9 5 2 ．1文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 7 0 4 0 0 0 1 0 5 某铜矿矿区分为东西两矿带，首采地带为西矿 带，经多年的开采，西矿带已接近尾声，东矿带的开 拓是迫在眉睫的矿山接替工程。现对东矿带的矿样 进行了详细的选矿试验研究。最终确定了铜优先浮 选、选硫尾矿弱磁选铁、铁粗精矿再磨再选得铁精矿 的工艺流程。小型闭路试验获得了铜品位2 4 ．1 6 ％、 铜回收率9 2 ．0 4 ％的铜精矿和硫品位4 0 ．2 4 ％、硫回 收率8 9 ．7 2 ％的硫精矿，以及铁品位6 5 ．1 5 ％、对原矿 全铁回收率3 5 ．6 6 ％ 对原矿磁铁矿回收率约9 3 ％ 的铁精矿。 1 矿石性质 1 ．1 主要化学成分分析及物相分析 原矿的主要化学成分分析结果见表1 ，铜物相 分析结果见表2 ，铁物相分析结果见表3 。 表1原矿主要化学成分分析结果／％ T a b1T h ec h e m i c a la n a l y s i sr e s u l t o fr u n - o f - m i n e o r e ／％ 化学成分C uSF eP bZ nM oW 0 3 鱼重 塑 箜三 墅Q Q 竺Q 丝Q 塑 Q 化学成分 A s A u ，酢A g ，加 S i 0 2A 1 2 0 3 C a O M g O 含量0 ．0 6 40 ．2 13 7 ．4 02 1 ．5 52 ．7 87 ．2 78 ．0 6 表2原矿铜物相分析结果／％ T a b2n ea n a l y s i sr e s u l t o fc o p p e rp h a s eo fr u n ．o f - m i n eo r e ／％ 相别自由氧化铜结合氧化铜次生硫化铜原生硫化铜总铜 含量0 ．0 30 ．0 2 40 ．0 50 ．9 71 ．0 7 4 铜分布率 2 ．7 92 ．2 34 ．6 69 0 ．3 21 0 0 ．0 1 ．2 矿物组成 ． 矿石中金属矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、铜蓝、 收稿日期2 0 0 7 - 0 4 1 5 作者简介刘万峰 1 9 7 7 一 ，男，河北武强人，硕士，矿物工程研究所工程师。 表3原矿铁物相分析结果，％ T a b3T h ea n a l y s i sr e s u l t o fi r o np h a s eo fr u n o f - m i n eo r e | ％ 含量 1 0 ．3 20 ．6 61 3 ．5 82 ．7 32 7 ．2 9 堡坌查奎i 墼兰丝竺 鱼 旦塑 塑Q 蓝辉铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁 矿、磁铁矿、赤铁矿等。脉石矿物主耍有石英 1 6 ．5 6 ％ 、 绢云母 9 ．7 9 ％ 、白云石、方解石、蛇纹石、绿泥石、硅 灰石、滑石、石榴子石、透辉石、透闪石等。 1 ．3 矿石中主要金属矿物嵌布特征 1 ．3 ．1 黄铜矿 黄铜矿是矿石中最主要的铜矿物，占2 ．8 5 ％，矿 石中绝大部分铜是以黄铜矿的形式存在。黄铜矿多 呈他形粒状、脉状或不规则状产出。矿石中黄铜矿多 呈中细粒不均匀嵌布，分布不均匀，大部分黄铜矿的 粒度为0 ．0 2 0 ～1 ．5 m m 。黄铜矿与黄铁矿、磁铁矿、脉 石矿物的嵌布关系较简单，磨矿时易于解离，对选矿 工艺的影响不大。 1 ．3 ．2 蓝辉铜矿、铜蓝、斑铜矿 矿石中蓝辉铜矿、铜蓝、斑铜矿很少，占0 ．0 7 ％， 分布不均匀。蓝辉铜矿、铜蓝是次生硫化铜矿物，多 呈不规则粒状、脉状、镶边状等形式产出，这两种次 生硫化铜矿物不单独产出，常沿黄铜矿、闪锌矿、黄 铁矿的边缘和裂隙充填交代，并呈镶边状、细脉状分 布。也有少量黄铜矿被蓝辉铜矿溶蚀交代后呈交代 残余结构。铜蓝、蓝辉铜矿的粒度为0 ．0 0 1 0 ．0 2 5 m m 。 矿石中斑铜矿也较少，个别出现。该矿物主要呈 粒状、镶边状、脉状产出。斑铜矿常与蓝辉铜矿、铜蓝 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第4 期 等矿物一起沿黄铜矿、闪锌矿的边缘和微细裂隙交 代黄铜矿、闪锌矿并呈镶边状、脉状、粒状。斑铜矿的 粒度较细，一般为0 ．0 0 2 ～0 ．0 1 5 m m 。 1 ．3 ．3 黄铁矿、白铁矿 黄铁矿和白铁矿是矿石中最主要的金属硫化矿 物，占2 7 ．9 8 ％，多呈自形、半自形粒状产出。在黄铁 矿、白铁矿的裂隙和空洞中常有黄铜矿、闪锌矿、方 铅矿、铜蓝、蓝辉铜矿等矿物充填交代。在黄铁矿中 常有黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等矿物的微细粒包裹 体。黄铁矿、白铁矿的粒度为0 ．0 1 5 ～0 ．8 5 m m 。 1 ．3 ．4 磁铁矿 磁铁矿是矿石中最主要的铁矿物，占1 4 ．0 4 ％， 主要呈半自形粒状、块状产出，分布不均匀。在磁铁 矿的裂隙和空洞中常有黄铜矿、闪锌矿等矿物充填 交代。磁铁矿的粒度为0 ．0 2 ～0 ．8 5 m m 。 2 选矿工艺研究 2 ．1 选铜捕收剂种类试验 在磨矿细度为一7 4 斗m 占7 0 ％、粗选石灰用量 1 0 0 0 9 ／t 的条件下，进行选铜捕收剂种类试验，试验 结果见表4 。试验结果表明，采用捕收剂B K 4 0 4 的试 验效果最好，确定采用B K 4 0 4 作选铜捕收剂。 表4 捕收剂种类试验结果／％ T a b4T h er e s u l t o fc o l l e c t o rk i n d st e s t ／％ 蔓觜黼产品名称产率告普 Z 一2 0 03 0尾矿8 8 ．3 70 ．111 4 ．3 19 ．0 48 5 ．4 1 原矿1 0 0 ．01 ．0 81 4 ．8 11 0 0 ．01 0 0 ．0 铜粗精矿 9 ．7 09 ．8 91 5 ．2 18 9 ．1 0 9 ．3 8 A P3 0尾矿9 0 ．3 00 ．1 31 5 ．7 91 0 ．9 09 0 ．6 2 原矿1 0 0 ．01 ．0 81 5 ．7 31 0 0 ．01 0 0 ．0 铜粗精矿1 1 ．5 88 ．5 21 6 ．1 19 1 ．0 31 1 ．8 6 B K 4 0 43 0 尾矿8 8 ．4 20 ．1l1 5 ．6 88 ．9 78 8 ．1 4 原矿1 0 0 ．01 ．0 81 5 ．7 31 0 0 ．O1 0 0 ．O 铜粗精矿 3 ．8 31 7 ．4 02 6 ．4 36 3 ．9 96 ．6 9 乙基黄药3 0尾矿 9 6 ．1 70 ．3 91 4 ．6 93 6 ．0 19 3 ．3 1 原矿 1 0 0 ．01 ．0 41 5 ．1 41 0 0 ．01 0 0 ．0 铜粗精矿 8 ．3 21 0 ．2 61 3 ．3 18 0 ．8 97 ．0 4 B K 9 8 73 0尾矿9 1 ．6 8O ．2 21 5 ．9 61 9 ．1 19 2 ．9 6 原矿1 0 0 ．01 ．0 61 5 ．7 41 0 0 ．O1 0 0 ．O 铜粗精矿 1 0 ．0 38 ．7 1 1 3 ．4 88 1 ．5 3 8 ．5 7 酯一1 0 53 0尾矿 8 9 ．9 70 ．2 2 1 6 ．0 4 1 8 ．4 7 9 1 ．4 3 原矿 1 0 0 ．01 ．0 71 5 ．7 81 0 0 ．01 0 0 ．0 2 ．2 铜粗选石灰用量试验 在磨矿细度为一7 4 斗m 占7 0 ％、捕收剂B K 4 0 4 用 量3 0 9 ／t 的条件下，进行铜粗选石灰用量试验，试验 结果见图1 。试验结果表明，随石灰用量递增，选铜 效果越好，考虑到后续选硫及铁精矿含硫等因素。石 灰用量以1 0 0 0 ～1 5 0 0 9 ／t 为宜。 蓦 咯 图1 铜粗选石灰用量试验结果 F i g1 T h er e s u l to fl i m ed o s e so fc o p p e rr o u g h i n gt e s t 1 _ 磅砧＆位；2 - 铜品位；3 _ 铜回收率；缄庳咄枣莩；下同 2 ．3 铜粗选捕收剂用量试验 在磨矿细度为一7 4 1 x m 占7 0 ％、粗选石灰用量 1 5 0 0 9 ／t 的条件下，进行捕收剂B K 4 0 4 用量试验，试 验结果见图2 。试验结果表明，随捕收剂用量增加， 粗精矿铜回收率上升，铜品位下降。综合考虑，粗选 捕收剂B K 4 0 4 用量为3 0 趴即可。 1 1 6 8 囊1 4 6 捕收剂用2 ／ g t 。1 图2 捕收剂用量试验结果 F i g2 T h er e s u l to fc o l l e c t o rd o s e st e s t 2 ．4 磨矿细度试验 在粗选石灰用量1 5 0 0 9 ／t 、捕收剂B K 4 0 4 用量 磨矿细度／一7 4 1 m ％ 图3 磨矿细度试验结果 F i g3 、T h e ；e s u l to fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t ， 零／幸娶叵 砌粥舳加∞如∞∞加m 零碎擎回 鳄豁；。酤巧钻巧巧H， 憾№M 他m 8 6 4 2 O 似，逍咯 万方数据 2 0 0 7 年第4 期刘万峰等某铜硫矿选矿工艺研究 3 3 0 趴的条件下，进行磨矿细度试验，试验结果见图 3 。试验结果表明，随磨矿细度的增加，铜回收率增 加，硫回收率降低，综合考虑磨矿细度为一7 4 1 x m 占 7 0 ％f l [ I 可。 2 ．5 矿物可浮性及浮选速率试验 为了确定铜粗、扫选浮选时间，进行了矿物可浮 性及浮选速率试验。试验流程见图4 ，试验结果见表 5 ，矿物可浮性曲线见图5 。从可浮性曲线来看，在使 用选择性较好的捕收剂B K 4 0 4 的条件下，铜矿物的 浮选速率较快，浮选2 m i n ，铜回收率接近8 0 ％；浮选 1 l m i n ，铜回收率达9 5 ％，而黄铁矿被较好地抑制。可 见，铜粗、扫选总浮选时间为1l m i n 即可。 表5铜、硫矿物可浮性及浮选速率试验结果／％ T a b5T h er e s u l to ff l o t a b i l i t ya n df l o t a t i o nr a t et e s t o fc o p p e ra n ds u l p h u rm i n e r a l s ／％ 浮凳，间产品名称产率詈卫Cu S ⋯～⋯ 5 “ N 累计个别累计 1 云获1 5 0 0 搅拌、浮选时间m i n 2 木B K 4 0 43 0 ，B K 2 0 41 2 R 中著1 鹊 J ， 3 2 | B K 4 0 4 6 中矿3 中 一 尾矿 图4 铜、硫矿物可浮性及浮选速率试验流程 F i g4 T h ef l o w s h e e to ff l o t a b i l i t ya n df l o t a t i o nr a t e t e s to fc o p p e ra n ds u l p h u rm i n e r a l s 2 ．6 铜精选石灰用量试验 对铜粗精矿进行两次精选试验，精选I 石灰用 量3 0 0 9 ／t ，对铜精选Ⅱ作业进行石灰用量试验，试验 结果见图6 。试验结果表明，铜精选Ⅱ作业随着石灰 誊 蔷 浮选时间／m i n 图5 铜硫矿物可浮性曲线 F i g5 T h ef l o t a b i l i t yC H I V eo fc o p p e ra n d s u l p h u r mi n e r a l s 1 一铜回收率；2 - 硫回收率 用量的增加，铜精矿品位与硫精矿品位增加，铜精矿 的铜回收率与硫精矿的硫回收率降低。综合考虑确 定精选Ⅱ石灰用量2 0 0 4 0 0 9 ／t 。 石灰用量， g ‘r 1 图6 精选Ⅱ作业石灰用量试验结果 F i g6 T h er e s u l t o fl i m ed o s e so fs e c o n d c o n c e n t r a t i o nt e s t 2 ．7 选硫丁基黄药用量试验 铜浮选尾矿进行选硫试验，浮选黄铁矿 包括白 铁矿、磁黄铁矿 使用丁基黄药作捕收剂。丁基黄药 用量试验流程见图7 ，试验结果见图8 。试验结果表 给矿 选铜尾矿 药剂用量卧 搅拌、浮选时间m i n 1 2 图7 丁基黄药用量试验流程 F i g7 T h ef l o w s h e e to fb u t y lx a n t h a t ed o s e st e s t 枣、瓣娶凰 砌够∞跖∞巧加合∞耶 舄弱M 圆蕊帅吼坞”加 弱￡j鲫乃鲫用叭缁詈|聊Ⅲ㈣毗㈣ 3 O 8 9 5 l 豫三i g { ％蛙城 粥加他m配钳帅|耄姗姗㈨懈似伽加娜弘街∞m∞堪m吼坫。。勉m粥n弘髓∞ 2 置n n n 叭L铉铝“箱如瑚_耋泡懈姗猫枷萋薹㈣矿矿矿矿矿矿矿 黼舸柑柑柑时耐 万方数据 4 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第4 期 明，随丁基黄药用量增加，硫回收率上升，考虑到尾 矿含硫量 磁黄铁矿 会影响后续弱磁选铁时铁精矿 的含硫量，故应尽可能将硫选出。粗选丁基黄药用量 为8 0 一1 1 0 ∥t 即可。 零 遵 咯 椿 图8 丁基黄药用量试验结果 F i g8 n er e s u l t o fb u t y lx a n t h a t ed o s e st e s t 1 一硫品位；2 - 硫回收率 2 ．8 选铁磁场强度试验 硫浮选尾矿进行弱磁选磁铁矿，试验结果见图 9 。试验结果表明，随磁场强度增加，铁回收率提高， 铁品位下降，但幅度不大。磁场强度确定为o ．1 4 T 。 图9 磁场强度试验结果 F i g9 T h er e s u l t o f o fm a g n e t i cf i e l ds t r e n g t ht e s t 2 ．9 铁精矿再磨细度试验 为提高铁精矿的市场竞争力，需将目前生产的 铁精矿品位6 2 ％一6 3 ％进一步提高。工艺矿物学研究 表明，在原矿磨矿细度为一7 4 1 山m 占7 0 ％的条件下， 磁铁矿的单体解离度才7 6 ．3 1 ％，要提高铁精矿品位 需进行再磨。试验结果见图1 0 。试验结果表明，要确 保铁精矿品位在6 5 ％以上，再磨细度须在一7 4 1 山m 占 9 0 ％以上，此时铁精矿含硫由0 ．2 ％降至0 ．1 3 ％。 2 ．1 0 开路试验 开路试验流程见图1 1 ，试验结果见表7 。 2 ．1 1 闭路试验 在开路流程试验的基础上进行闭路试验，选矿 图1 0 精矿再磨细度试验结果 F i g1 0 T h er e s u l to fc o n c e n t r a t er e g r i n d i n gf i n e n e s st e s t 图1 1 开路试验流程 F i g 11 T h ef l o w s h e e to fo p e n c i r c u i tt e s t 表6开路试验结果／％ T a b6T h er e s u l to fo p e n - c i r c u i tt e s t ／％ 工艺流程见图1 2 ，试验结果见表7 。闭路试验获得了 铜品位2 4 ．1 6 ％、铜回收率9 2 ．0 4 ％的铜精矿和硫品 位4 0 ．2 4 ％、硫回收率8 9 ．7 2 ％的硫精矿，以及铁品位 6 5 ．1 5 ％、对原矿全铁回收率3 5 ．6 6 ％ 对原矿磁铁矿 回收率约9 3 ％ 的铁精矿。 ， 零薄餐凰 似粥∞∞∞∞∞m o 5 5 4 5 2 5 2 5 l4辑4以4钇4北4 堡瓣娶凰 ∞加∞如柏∞∞m O 万方数据 2 0 0 7 年第4 期刘万峰等某铜硫矿选矿工艺研究 5 图1 2 闭路试验流程 F i g1 2 T h ef l o w s h e e to fc l o s e d - c i r c u i tt e s t 3 结论 1 ．铜硫矿石含铜1 ．0 6 ％、硫1 5 ．6 5 ％、铁 2 6 ．8 5 ％；化学物相分析表明，铜硫矿石中铜的氧化率 为5 ．0 2 ％。 表7闭路试验结果／％ T a b7T h er e s u l t o fc l o s e d c i r c u i tt e s t ／％ 2 ．铜硫矿石采用铜优先浮选、选硫尾矿弱磁选 铁、铁粗精矿再磨再选得铁精矿的工艺流程。小型闭 路试验获得了铜品位2 4 ．1 6 ％、铜回收率9 2 ．0 4 ％的 铜精矿和硫品位4 0 ．2 4 ％、硫回收率8 9 ．7 2 ％的硫精 矿，以及铁品位6 5 ．1 5 ％、对原矿全铁回收率3 5 ．6 6 ％ 对原矿磁铁矿回收率约9 3 ％ 的铁精矿。 3 ．为开发该矿资源提供了技术保障。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 参考文献 朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理[ M ] ．长沙中南 工业大学出版社。1 9 8 7 ． 杨菊，吴熙群，李成必．难选磁黄铁矿浮选工艺研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 2 4 1 1 1 3 ． 邵伟华，杨波．某铜铁矿选矿厂铁精矿降硫试验研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 5 4 2 7 2 9 ． 伊新辉，伊元荣．某难选铜铁矿选矿试验研究[ J ] ．新疆有 色金属，2 0 0 5 4 2 1 2 3 ． R E S E A R C HO NM 【Ⅱ咀R A LP R O C E S S D 叮GT E C H N o L O G YO FC E R T A D 叮A C o P P E R S U L P H U RO R E L ／UW a n f e n g ，C H E NJ i n z h o n g ，L IC h e n g b i ，W A N GL i g a n g B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A B S T R A C ’1 1 O n ee x a m p l ei sd i s c u s s e di nt h i np a p e rw h i c hp r e s e n t st h er e s u l t s o fad e t a i l e ds t u d yu n d e r t a k e nf o r f l o t a t i o nt e c h n o l o g y ，r e c o v e r i n gm a g n e t i t ef r o mf l o t a t i o nt a i l i n gb ym a g n e t i cs e p a r a t i o n ，a n dc o n f i r m st h e o p t i m u mt e c h n o l o g i c a lf l o w s h e e t ．T h er e s u l t o fc l o s e d - c i r c u i ti s a sf o l l o w i n g s c o p p e rc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g c o p p e r2 4 ．1 6 ％w i t hc o p p e rr e c o v e r y9 2 ．0 4 ％，s u l p h u rc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gs u l p h u r4 0 ．2 4 ％w i t hs u l p h u r r e c o v e r y8 9 ．7 2 ％，a n di r o nc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gi r o n6 5 ．1 5 ％w i t hi r o nr e c o v e r y3 5 ．6 6 ％f o r r e l a t i v e r U B o f - m i n eo r e 9 3 ％f o rm a g n e t i t e ． K E YW O R D S c o p p e r - s u l p h u ro r e ；m a g n e t i t e ；m i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y 万方数据