山西某难选氧化铜矿选矿试验研究.pdf

1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第5 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 3 ．0 5 ．0 0 3 山西某难选氧化铜矿选矿试验研究 唐平宇，王素，田江涛，李芬香 河北省地矿中心实验室，河北保定0 7 1 0 5 1 摘要对山西某氧化率高、结合率高、含泥高的氧化铜矿进行了选矿试验研究，根据矿石性质，采用“氧化矿 硫化矿混合浮选”的工艺流程并辅之以高效氧化铜矿活化剂J H ，有效地回收了矿石中的铜矿物，闭路试验获得了铜精 矿品位1 8 ．3 4 ％、铜回收率8 1 ．3 6 ％的良好指标。 关键词氧化铜矿；浮选；活化剂J H 中图分类号T D 9 5 2 ．1文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 0 5 0 0 1 0 0 4 E x p e 订m e n tS t l l d y 伽M i n e 阳lP r o c e 豁i n go faR e f r a c t o r yO 】【i d eC 叩p e rO r e0 fS h a n 姐 础ⅣGA n 删u ，W 么ⅣGS “，Z 酗Ⅳm n 叼t ∞，上J 删甜呵 日如zC e n ￡e rL n 6 0 m t D wD 厂G I ∞Z 唧n n d 施n 即越R e s o u r c e s ，B ∞d { 叼丑曲甙 D 7 l D 5 I ，C h i ，l 面 A b s t r a c t M i n e r a lp r o c e s s i n ge x p e r i m e n tw a sc o n d u c t e do nc o p p e r 似i d eo r ew i t ht l l ec h a r a c t e ro f h i g h o x i d a t i o n ，i n t i m a t e l yi n t e r g r o w n a n dh i g h c o n t e n to fs l i m e ，b a s e do nt h ep r o p e n yo ft h eo r e ， t h e p l _ o c e s sn o w s h e e to fb u l kf l o t a t i o no fc o p p e ro x i d ea n dc o p p e rs u l p h i d ew a sa d o p t e d ，a tt h es a m et i m et h e a c t i v a t o r J H w a ss e l e c t e da i m i n ga tr e c o V e r i n gt h ec o p p e rm i n e r a l s ． F i n d U yt h ec o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d i n g 1 8 ．3 4 ％C uw i t hr e c o v e r yo f8 1 ．3 6 ％w 鹊o b t a i n e db yc l o s e d c i r c u i tt e s t ． K e yw o r d _ s c o p p e ro x i d eo r e ；n o t a t i o n ； a c t i v a t o rJ H 我国的氧化铜矿资源丰富，除大多数硫化铜矿 上部有氧化带外，还有储量巨大的独立氧化铜矿 床，保守估计有超过10 0 0 万t 的金属储量。氧化 铜矿石具有成分复杂、含铜矿物种类多、铜矿物嵌 布粒度不均、具有较强的亲水性、含泥质脉石多等 特点，给氧化铜矿的分选增加了困难。浮选法是目 前处理氧化铜矿的主要方法之一，氧化铜矿石的可 浮性，受矿物中铜的赋存状态和脉石的组成等条件 影响较大，以碳酸盐形态 孑L 雀石、蓝铜矿 存在 时，可浮性相对较好，以硅酸盐的形态存在 硅孔 雀石 可浮性就较差。自由氧化铜容易浮游，结合 氧化铜基本上不能用单一的浮选法回收。近年来选 表1 T a b l e1 冶科技工作者在新药剂、新工艺等方面进行了卓有 成效的试验研究，取得了重大进展[ 1 剖。 山西某氧化铜矿原矿含铜1 ．1 7 ％，主要铜矿物 为孔雀石，少量辉铜矿和黄铜矿。矿石受到风化作 用，矿泥含量较高，铜氧化率、结合率高，为难选 氧化铜矿。为合理开发利用该氧化铜矿资源，进行 了可选性试验研究。 1原矿性质 1 ．1 原矿多元素和铜物相分析 原矿多元素和铜物相分析结果分别见表1 和 表2 。 原矿多元素分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fm n o f - m i n eo r e ，％ 成分 c u P bz n，I ’F e s i 0 2A l n c a 0 M g o sc oN iA sA u A g K 2 0 O ．0 1 20 ．0 1 43 ．5 46 2 ．5 31 3 ．9 44 ．6 81 ．6 5O ．3 00 ．0 10 ．0 0 80 ．0 0 40 ．0 51 ．5 03 ．4 5 含量 1 ．1 7 1 单位为沙。 收稿日期2 0 1 2 1 1 一1 2修回日期2 0 1 3 一0 6 _ 2 4 作者简介唐平宇 1 9 6 7 一 ，男，河北迁安人，高级工程师，主要从事选冶试验研究工作。 万方数据 2 0 1 3 年第5 期唐平宇等山西某难选氧化铜矿选矿试验研究 1 1 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 ／％ 相别自由氧化铜结合氧化铜原生硫化铜次生硫化铜总铜 含量O ．7 6O ．2 2 O ．0 60 ．1 31 ．1 7 占有率 6 4 ．9 61 8 ．8 05 ．1 31 1 ．1 l 1 0 0 ．0 从表1 多元素分析结果可知，矿石中可利用的 有价元素主要为铜，银含量1 ．5 0 趴，可综合回收， 其他伴生组分和有害元素含量均较低。从表2 铜物 相分析结果可以看出，铜的氧化率8 3 ．7 6 ％，其中 结合氧化铜占1 8 ．8 0 ％，将会影响铜的回收率。 1 ．2 主要矿物嵌布特征 矿石中金属矿物以孔雀石、褐铁矿为主，其次 为辉铜矿、黄铜矿和黄铁矿；非金属矿物主要为石 英、绢云母、黑云母、白云母、方解石、电气石 等。浮选回收的目的矿物为孔雀石、辉铜矿、黄铜 矿及含铜褐铁矿。 孔雀石呈纤状、针状和长柱状，组成脉状集 合体或团块状集合体，脉体宽度为0 ．1 8m m 左右， 团块状集合体粒度为0 ．7 0 ～0 ．0 5m m 。多数脉体沿片 理不连续、不规则、不均匀脉状或网脉状分布，少 数脉体穿切岩石片理分布；一些孔雀石呈微团块状 零星分布于脉石矿物中，形成细脉浸染状构造。孔 雀石被褐铁矿交代的现象较为普遍，交代的强弱程 度不等，也使褐铁矿和孔雀石连生在一起，给回收 铜矿物造成困难。 黄铜矿和辉铜矿二者呈它形粒状，分布极不 均匀，粒度大小不等，最大可达O ．8m m ，一般为 0 ．6 0 ～O ．0 5m m ，最小仅为0 ．0 1m m ，和黄铁矿连生， 可见被铜蓝、褐铁矿强烈交代的现象。一些黄铜 矿被铜蓝和褐铁矿交代后，易溶物质被带走，形成 孔洞。 褐铁矿为交代蚀变矿物，主要交代孔雀石， 其次交代黄铜矿、辉铜矿和黄铁矿。褐铁矿对这些 矿物的交代强弱不等，交代强烈的，褐铁矿呈孔雀 石、黄铜矿、辉铜矿和黄铁矿颗粒的假象；交代较 弱的，被交代的矿物呈残余颗粒于褐铁矿中。由于 褐铁矿的交代作用，褐铁矿与铜矿物关系密切，本 身普遍含铜，将会影响铜精矿品位和回收率。 2 试验研究 2 ．1 浮选原则流程的确定 该矿石铜氧化率为8 3 ．7 6 ％，属于氧化矿石， 含有少部分硫化铜矿物。浮选此类氧化铜矿有两种 选矿方法，先浮选硫化铜再浮选氧化铜的优先浮选 流程和硫化铜与氧化铜混合浮选流程。通过浮选探 索| 生试验，混合浮选得到的铜精矿品位和回收率均 比优先浮选得到的铜精矿的指标高，同时考虑到硫 化铜矿物的含量不多，而且硫化铜矿物已经发生蚀 变，确定采用氧化铜与硫化铜混合浮选的原则流 程。浮选试验原则流程见图1 。 铜 原矿 中矿尾矿 图l 浮选试验原则流程 F i g ．1 T h ep r i n c i p l en o w s h e e to fn o t a t i o nt e s t 2 ．2 磨矿细度试验 磨矿细度是影响浮选指标的关键，目的是使矿 石中的矿物得到解离，并将矿石磨到适于浮选的细度， 同时又不能过磨和泥化。粗选水玻璃用量5 0 0 加， 硫化钠用量20 0 0 趴，戊基黄药用量1 0 0g ，t ，松 醇油用量4 0 朗，扫选用量减半，按图1 流程进行 了磨矿细度试验，试验结果见图2 。 零 、 趟 咯 零 、 褂 擎 回 一7 4 斗m 含量，％ 图2 磨矿细度对铜精矿品位及回收率的影响 F i g ．2 T h er e l a t i o no f 咖n d i n gf i n e n e s so n 黟a d ea n d r e c o V e r yo fc o p p e rc o n c e n t r a t e 从图2 可见，随着磨矿细度的增加，铜精矿品 位不断下降，铜回收率先升高后下降。综合考虑， 选择磨矿细度一7 4 斗m 占7 3 ．5 ％。 2 ．3 活化剂选择和用量试验 对于氧化铜矿浮选，活化剂的使用非常重要， 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第5 期 对硫化钠、硫酸铵、乙二胺磷酸盐、D 2 及J H 等活 化剂分别进行了单独和组合探索性试验。单独使用 硫化钠时，其用量过大，回收率反而有所下降，这 是因为过剩的硫化钠会对硫化铜和硫化过的氧化铜 产生抑制作用。试验过程中发现硫化钠与J H 配合 使用具有较好的效果，不但可明显提高铜回收率， 加快浮选速率，而且可减少硫化钠用量，从而避免 因硫化钠过量产生的对铜矿物的抑制作用。 2 ．3 ．1 硫化钠用量试验 在磨矿细度一7 4 斗m 占7 3 ．5 ％条件下，粗选水 玻璃用量5 0 0g ／t ，J H 用量2 0 0 加，戊基黄药用量 1 0 0 虮，松醇油用量4 0 矾，扫选用量减半，按图1 流程进行了硫化钠用量试验，试验结果见图3 。 冰 、 趟 n 量 堡 瓣 娶 回 硫化钠用量， k g t 。 图3 硫化钠用量对铜精矿品位及回收率的影响 F i g ．3 7 I ’h er e l a t i o no fN a 2 Sd o s a g eo ng r a d ea n d r e c o v e r yo fc o p p e rc o n c e n t r a t e 从图3 可以看出，硫化钠用量从0 ．5k 姚增加 到1 ．0k g ，t ，铜精矿品位和回收率均呈上升趋势，超 过1 ．Ok g ，t 后，铜精矿品位和回收率降低，因而确 定粗选硫化钠用量为1 ．0k 趴。 2 ．3 ．2J H 用量试验 活化剂J H 是一种有机螯合剂，可同时浮选硫 化铜及氧化铜矿，尤其对结合氧化铜具有较好的活 化效果。按图1 流程对J H 用量进行了试验，试验 结果见图4 。 从图4 试验结果可知，随着J H 用量增加，铜 精矿品位和回收率先升后降。试验过程中还发现， J H 用量较大时泡沫发黏，引起矿泥上浮，恶化了浮 选过程，对铜精矿的指标影响较大，粗选J H 用量 以2 0 0 趴为宜。 2 ．4 水玻璃用量试验 水玻璃是一种广泛使用的矿泥分散剂，同时也 是脉石矿物的抑制剂，在磨矿细度一7 4 斗m 占 7 3 ．5 ％条件下，粗选硫化钠用量1 ．0k 趴，J H 用量 2 0 0 加，戊基黄药用量1 0 0 ∥t ，松醇油用量4 0 ∥t ， 堡 翅 略 堡 褂 擎 匣 J H 用量， g t 。 图4J H 用量对铜精矿品位及回收率的影响 F i g ．4 R e l a t i o no fJ Hd o s a g eo ng r a d ea n dr e c o v e r yo f c o p p e rc o n c e n 舰t e 扫选用量减半，按图1 流程进行了水玻璃用量试 验，试验结果见图5 。 堡 趟 碹 堡 斟 娶 回 水玻璃用量， g ．I - 1 图5 水玻璃用量对铜精矿品位及回收率的影响 F i g ．5 R e l a t i o no fs o d i u ms i l i c a t ed o s a g eo ng r a d ea n d r e c o v e r yo fc o p p e rc o n c e n 咖t e 从图5 可见，随着水玻璃用量增加，铜精矿品 位升高，回收率降低，用量从5 0 0 趴增加到10 0 0 加，降低了近3 个百分点，确定粗选水玻璃用量为 5 0 0 舭。 2 ．5 戊基黄药用量试验 氧化铜矿物的浮选捕收剂主要有黄药类、Y 一 8 9 、氧羟肟酸等，分别选取有代表性的捕收剂单独 或组合进行了探索性试验，结果表明，单独使用戊基 黄药效果最好。在磨矿细度一7 4 斗m 占7 3 ．5 ％条件 下，粗选水玻璃用量5 0 0 趴，硫化钠用量1 ．Ok 趴， J H 用量2 0 0 虮，松醇油用量4 0 趴，扫选用量减 半，按图1 流程进行了戊基黄药用量试验，试验结 果见图6 。 从图6 试验结果可知，随着戊基黄药用量增 加，铜精矿品位下降，回收率升高，当用量超过 1 0 0g ／t 后，回收率增加幅度不大，综合考虑，戊 基黄药用量选择1 0 0g ，t 。 2 ．6 浮选闭路试验流程 经过浮选条件试验，确定在磨矿细度一7 4 斗m 万方数据 2 0 1 3 年第5 期唐平宇等山西某难选氧化铜矿选矿试验研究 1 3 冰 、 通 呕 堡 褂 擎 回 戊基黄药用量， g ．I _ 1 图6 戊基黄药用量对铜精矿品位及回收率的影响 F i g ．6 R e l a t i o no fa m y lx a n t h a t ed o s a g eo ng r a d ea n d r e c o V e r yo fc o p p e rc o n c e n t r a t e 占7 3 ．5 ％、水玻璃用量5 0 0 趴、硫化钠用量1 ．0k 虮、 J H 用量2 0 0 趴和戊基黄药用量1 0 0 矾时可得到最 佳技术指标。为了保证铜精矿品位和回收率，选择 一次粗选、三次扫选、一次精选工艺流程，浮选闭 路试验流程如图7 所示，试验结果见表3 。 闭路试验结果表明，在磨矿细度一7 4 灿m 占 7 3 ．5 ％条件下，采用J H 高效活化剂及合理的药剂 铜精矿 l 挈二 药剂用量单位g ／t U 磨矿细度一7 4 斗m 占7 3 ．5 ％ l 水水玻璃5 0 0 N a J H10 0 0 2 0 0 术戊基黄药1 0 0 粗选半松醇油4 0 | 水玻璃2 5 0 | N a 2 s J H5 0 0 5 0 木戊基黄药5 0 扫选1 沫松醇油2 0 撇季纛翥， ㈣| 黼 尾矿 图7 浮选闭路试验流程 F i g ．7 n o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s to fn o t a t i o n 表3浮选闭路试验结果 T a b l e3R e s u l t so fc l o s e 1 _ ℃i r c u i tt e s to fn o t a t i o n／％ 制度，可获得铜精矿品位1 8 ．3 4 ％，铜回收率 8 1 ．3 6 ％的理想指标。 3 结论 1 工艺矿物学研究表明，氧化铜矿物主要为 孔雀石，少量次生和原生硫化铜矿物主要为辉铜矿 和黄铜矿，结合氧化铜主要分布在褐铁矿和脉石矿 物中。该矿氧化程度高，铜的氧化率达8 3 ．7 6 ％， 其中结合氧化铜占1 8 ．8 0 ％，且含泥量大，是典型 的难选氧化铜矿。 2 以硫化钠 J H 组合作为氧化铜矿物的硫化 活化剂，有利于改善氧化铜的选别效果，避免因硫 化钠过量产生的对铜矿物的抑制作用。使用活化剂 J H ，具有浮选速度快、减少药剂消耗和提高技术指 标等优点。 3 采用氧化铜硫化铜混合浮选原则工艺流程， 在磨矿细度一7 4 斗m 占7 3 ．5 ％下，选择一次粗选、 三次扫选、一次精选闭路试验流程，可获得铜品位 1 8 ．3 4 ％、回收率8 1 ．3 6 ％的铜精矿，试验取得了较 为理想的技术指标。 参考文献 [ 1 ] 刘殿文，张文彬，文书明．氧化铜矿浮选技术[ M ] ．北京 冶金工业出版社，2 0 0 9 ． [ 2 ] 汤雁斌．难选氧化铜矿石选矿综述[ J ] ．铜业工程，2 0 1 1 2 1 0 一1 3 ． [ 3 ] 宋涛，雷霆，张汉平．云南某低品位氧化铜矿的选矿 试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 8 6 3 6 3 8 ． [ 4 ] 代淑娟，李锡会．新疆某含金银氧化铜矿试验研究[ J ] ． 中国矿业，2 0 1 2 1 0 8 0 8 3 ． [ 5 ] 杜淑华，潘邦龙．云南某难选氧化铜矿选矿试验研究[ J ] ． 矿产综合利用，2 0 0 8 6 1 5 1 8 ． 万方数据