铜钼硫复杂共生矿石选矿新工艺研究.pdf

2 0 1 2 年第2 期有色金属 选矿部分3 5 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 2 ．0 2 ．0 0 8 铜钼硫复杂共生矿石选矿新工艺研究 宋磊 北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 0 0 7 0 摘要某斑岩型铜钼矿位于中国西藏地区，是中国近年来发现的超大型矿床。矿物种类繁多，主要可回收矿物嵌布 粒度不均匀，镶嵌关系较复杂。针对该铜钼矿矿产资源，通过对影响选矿指标的条件、流程方案等进行研究，确定了合理 的选矿流程结构和药剂制度，获得了较理想的选矿技术指标总铜精矿品位2 2 ．8 5 ％、铜回收率8 7 ．1 7 ％；钼精矿品位 4 8 ．8 5 ％、钼回收率6 8 ．9 6 ％；硫精矿品位4 0 ．7 5 ％，硫回收率6 1 ．0 7 ％。试验结果表明，采用铜钼等可浮选再分离铜硫混合浮 选分离工艺，可以综合回收铜、钼、硫矿物。 关键词铜钼矿；浮选工艺；等可浮浮选；选择性捕收剂 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 4 文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 2 0 2 0 0 3 5 0 4 S t u d yo n N o v e lM i n e r a lP r o c e s s i n gT e c h n o l o g yf o rC o m p l e xS y m b i o t i cC o p p e r - M o l y b d e n m n - S u l f u rO r e s o N GL e i S t a t eK e yL a b o r a t o r yo f M i n e r a lP r o c e s s i 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 f M i n i n ga n d M e t a l l u r g y ，B e i j i n g10 0 0 7 0 ，C h i n a A b s t r a c t Ap o r p h y r yc o p p e r m o l y b d e n u mo r ei nT i b e ti sa ni m p o r t a n ts u p e r l a r g ed e p o s i tr e c e n t l y d i s c o v e r e di nC h i n a ．T h e r ea r ev a r i e t i e so fm i n e r a l si nt h eo r ew i t hp a r t i c l es i z eo fm a i nr e c y c l a b l em i n e r a l s i n h o m o g e n e o u sa n dc o m p l i c a t e dd i s s e m i n a t e d ．n ec o n d i t i o n sa f f e c t i n gt h ei n d e xo fm i n e r a lp r o c e s s i n ga n d t h ep r o c e s ss c h e r r i ea r cs t u d i e dt ou t i l i z et h ec o p p e r m o l y b d e n u mm i n e r a lr e s o u r c e s ，a n dt h eo p t i m a lm i n e r a l p r o c e s s i n g f l o w s h e e ts t r u c t u r ea n d r e a g e n ts y s t e m a r ed e t e r m i n e d ．I d e a lt e c h n o l o g i c a li n d e x e so fm i n e r a l p r o c e s s i n ga r eo b t a i n e da sf o l l o w i n g s t o t a lc o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d e2 2 ．8 5 ％，r e c o v e r y8 7 ．1 7 ％；m o l y b d e n u m c o n c e n t r a t eg r a d e4 8 ．8 5 ％，m o l y b d e n u mr e c o v e r y6 8 ．9 6 ％；a n ds u l f u rc o n c e n t r a t eg r a d e4 0 ．7 5 ％，s u l f u r r e c o v e r y6 1 ．0 7 ％．T h et e s tr e s u h ss h o wt h a tc o p p e r m o l y b d e n u mi s o - f l o a t a b i t yf l o t a t i o ns e p a r a t i o n c o p p e r s u l f u rm i x e df l o t a t i o ns e p a r a t i o np r o c e s sc a nc o m p r e h e n s i v e l ye n h a n c et h er e c o v e r yo fc o p p e r ，m o l y b d e n u m a n ds u l f u rm i n e r a l s ． K e yw o r d s c o p p e r - m o l y b d e n u mo r e ；f l o t a t i o nt e c h n o l o g y ；i s o - f l o a t a t i o n ；s e l e c t i v ec o l l e c t o r 某斑岩型铜钼矿位于中国西藏地区，是中国 近年来发现的重要的典型的超大型斑岩铜矿床。 矿物种类繁多，主要可回收矿物嵌布粒度不均 匀，镶嵌关系较复杂。矿石中主要金属矿物为黄 铜矿、辉钼矿、黄铁矿等，脉石矿物主要为石 英、长石及云母等矿物。选矿产品以铜精矿和钼 精矿为主，同时需单独产出硫精矿。因此该铜 钼硫矿选矿工艺要解决的主要问题是采用合理 的流程使铜、钼、硫矿物有效分离，并得到高效 回收。 收稿日期2 0 1 1 - 1 0 1 5修回日期2 0 1 2 一0 1 2 0 作者简介宋磊 1 9 8 1 一 ，男，北京人，高级工程师。 1国内外铜钼硫矿选矿工艺概况 国外处理铜钼矿石的国家主要有美国、加拿 大、智利等[ 1 ] 。国内外处理铜钼矿的浮选方法一 般有优先浮选、部分混合浮选和混合浮选一再分离 三种方案[ 2 3 。在生产实践中，对于低品位斑岩铜钼 硫矿石，较常用的是铜钼混合浮选一再分离工艺， 极少采用优先浮选和中矿再磨工艺[ 引。智利科拉 豪西铜选矿厂采用混合浮选粗精矿再磨分离工艺。 万方数据 3 6 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第2 期 阿根廷阿伦布雷拉矿物公司选矿厂同样采用铜硫混 合浮选粗精矿再磨分离工艺。铜硫分离在高p H 介质中进行，并且使用氰化物。秘鲁夸霍内铜选矿 厂采用铜硫混合浮选粗精矿再磨分离工艺。铜硫 分离在高p H 介质中进行。国外矿山比较重视铜精 矿品位，一般为2 5 ％～2 8 ％，个别少于2 5 ％，铜回 收率为7 5 ％～9 0 ％。美国科珀顿铜选矿厂采用铜钼 硫混合浮选一中矿集中处理工艺。铜钼硫粗精矿用 氰化物抑制硫进行精选[ 3 ] 。 国内大型斑岩铜矿主要有德兴铜矿 大型露 采 和铜矿峪铜矿 地下开采 ，其余都为中小型 矿山。其中，德兴铜矿的异步混合浮选工艺是一项 重要研究成果[ ] 。某低品位斑岩铜钼矿铜钼混合 浮选阶段采用高效组合抑制剂C S ，在低碱度 p H 7 ～8 条件下实现了铜、硫分离，伴生金属钼取得 了较高的回收率[ 6 ] 。 2 矿石性质 该矿石属硫化矿石，矿物种类较多，铜、钼 及硫的独立矿物主要为黄铜矿、辉钼矿和黄铁矿， 脉石矿物主要是石英、长石及云母等硅酸盐类矿 物。整体上，矿石中硫化铜矿物、辉钼矿、黄铁 矿的嵌布粒度粗细不均，嵌布关系较为复杂。特 别应引起注意的是，蓝辉铜矿及少量铜蓝、辉铜矿 和斑铜矿等铜的次生硫化物性脆、易过磨，同时云 母等可浮性良好的脉石矿物将对精矿品位产生不 利影响。 3 试验结果及分析 3 ．1 流程方案对比试验 针对该矿石特点，探索对比了铜钼硫混合浮 选、铜钼优先浮选、铜钼等可浮等原则方案流程， 各方案原则工艺流程见图1 ，试验结果见表1 ～3 。 表1混合浮选试验结果 T a b l e1T e s tr e s u l to fb u l kf l o t a t i o nf l o w s h e e to f c o p p e ra n dm o l y b d e n u m } ％ 产品名称产率 品位回收率 C uM oSC uM oS 铜钼混合精矿0 ．4 22 8 ．5 7O ．4 92 9 ．6 5 中矿12 ．5 18 ．0 70 ．3 81 7 ．2 6 中矿20 ．8 0 0 ．3 80 ．0 4 40 ．6 7 硫精矿 3 ．8 1 0 ．8 50 ．0 7 32 7 ．7 5 尾矿 9 2 ．4 6 0 ．0 3 80 ．0 0 2 3 0 ．2 2 原司r1 0 0 ．00 ．4 50 ．0 21 ．9 6 铜钼硫混合浮选再分离的流程方案特点是损失 原矿 铜钼混中矿1 硫精矿 合精矿 A 混合浮选原则流程 原矿 B 铜钼优先浮选原则流程 原矿 铜精矿中矿4 硫精矿 C 铜钼等可浮原则流程 图1三种方案原则工艺流程 F i g ．1P r i n c i p l ef l o w s h e e to ft h r e ef l o t a t i o n t e c h n o l o g y 在尾矿中的铜钼均较低，主流程短，采用设备少， 多被设计单位采用；缺点是铜钼硫分离困难，各精 矿中有价金属互含高，且在铜钼与硫分离过程中为 了抑制硫添加了石灰，石灰对钼有抑制作用，不利 于钼的回收。 表2 所示为铜钼优先浮选流程试验结果。该矿 靳鸲押∞∞0 6 8 O 4 O O 2 5 1 O 9 7 9 3 2 4 7 7 1 8 O m 酡●H m ∞l 1 9 7 l 2 4 O 6 1 7 O 6 8 O 7 7 O 2 5 O 万方数据 2 0 1 2 年第2 期宋磊铜钼硫复杂共生矿石选矿新工艺研究 3 7 表2铜钼优先浮选流程试验结果 T a b l e2T e s tr e s u l to fp r e f e r e n t i a lf l o t a t i o nf l o w s h e e t o fc o p p e ra n dm o l y b d e n u m，％ 产品名称产率 品位回收率 C uI d oSC uM oS 铜钼混合精矿 1 ．0 22 6 ．3 31 ．0 32 8 ．3 55 6 ．5 64 9 ．2 71 4 ．3 0 中矿2 1 ．2 01 1 ．7 2o ．511 3 ．2 42 9 ．6 32 8 ．6 47 ．8 6 尾矿25 ．8 4 0 ．3 60 ．0 3 31 6 ．如4 ．4 29 ．0 2 们．7 3 硫粗精矿 3 ．1 60 ．2 00 ．0 1 01 3 ．4 41 ．3 51 ．4 32 1 ．0 2 中矿10 ．9 00 ．1 50 ．∞3 00 ．6 40 ．2 80 ．1 30 ．2 8 尾矿l8 7 ．8 70 ．0 4 20 ．∞2 80 ．1 87 ．7 61 1 ．5 l 7 ．8 1 原矿1 0 0 ．00 ．4 80 ．0 2 12 ．0 3 1 0 0 ．0 1 0 0 ．0 1 0 0 ．0 石中黄铁矿的可浮性较好，大部分进入到了铜钼粗 精矿中，实质上使铜钼精选过程变为铜钼硫混合浮 选过程，不利于钼的回收。 表3铜钼等可浮流程试验结果 ’r a b l e3T e s tr e s u l to fi s o f l o a t a t i o nf l o w s h e e to f c o p p e ra n dm o l y b d e n u m ／％ 产品名称产率 品位回收率 C uM oSC uM oS 铜钼混合精矿 中矿2 铜精矿 中矿4 硫精矿 中矿3 中矿1 尾矿 原矿 O ．9 52 8 ．7 61 ．2 7 2 ．6 72 ．1 2o ．1 4 O ．2 31 9 ．5 20 ．1 1 1 ．3 71 ．8 90 ．1 2 1 ．1 40 ．3 20 ．0 4 5 O ．9 20 ．3 90 ．0 8 9 2 ．2 30 ．7 50 ．0 8 9 9 0 ．4 90 ．0 3 60 ．∞2 8 1 0 0 ．00 ．4 60 ．0 2 4 5 9 ．6 85 1 ．2 01 7 ．3 0 1 2 ．3 61 5 ．6 62 2 ．0 6 9 ．8 1l 朋4 ．2 3 5 ．6 47 舶1 7 ．5 3 O ．8 02 ．1 82 3 ．8 2 0 ．7 83 舶1 ．5 8 3 ．6 68 ．4 35 ．0 9 7 ．2 71 0 ．9 9 8 ．4 0 1 ∞．Ol ∞．ol ∞．0 表3 所示为铜钼等可浮流程试验结果。铜钼等 可浮流程采用对黄铁矿捕收力弱的钼捕收剂时，精 选不使用或少使用石灰，可为回收铅色l 造有利条件。 对比以上三种方案后发现，铜钼混合浮选方 案、优先浮选方案均需在较高碱度条件下实现铜钼 与硫分离，此时钼矿物受到不利影响，导致较难回 收钼矿物。而铜钼等可浮方案通过采用选择性捕收 剂在低碱度条件下实现铜钼与硫的分离，这对回收 钼矿物是有利的。 铜钼等可浮选再分离一强化选铜工艺流程的关 键点是1 粗磨条件下在铜钼等可浮阶段实现钼 的充分回收；2 在铜硫混浮阶段，强化含铜矿物 的回收；3 实现铜钼混合精矿的高效分离。实现 这三个关键点的目标，需要从以下几个方面着手 1 在充分回收钼矿物时选用对钼矿物捕收力强、 对铜矿物捕收力弱的选择性捕收剂，尽可能提高铜 钼混合粗精矿中钼的品位和回收率；2 在强化选 铜阶段，可选用捕收能力强的捕收剂，切实提高铜 回收率；3 在粗选选用等可浮流程创造了有利条 件的基础上，使用绿色特效铜钼分离抑制剂实现铜 钼分离，有效降低铜、钼精矿中有价金属互含。 3 ．2 选择性钼捕收剂试验 只有选用对钼矿物捕收力强、对铜矿物捕收力 弱的选择性捕收剂，才能实现尽可能提高铜钼混合 粗精矿中钼的品位和回收率的目的。为此，试验中 在以煤油为钼捕收剂的同时，选择了B K 3 4 0 作为 钼矿物的辅助捕收剂。试验结果见图4 。 零 、 趟 唱 器 ， 曜 瀑 、 静 擎 圄 职 ， 蹑 图4B I C 3 4 0 用量试验结果 F i g ．4 T h ed o s a g er e s u l to fB K 3 4 0 从图4 试验结果看，选择性捕收剂B K 3 4 0 对 钼的回收有利，可以有效提高精矿I 中的钼回收 率，当B K 3 4 0 用量为4 虮时较为合适。 3 ．3 选择性铜硫捕收剂试验 钼铜等可浮选再分离强化选铜工艺流程的关 键点之一是在实现铜钼等可浮后，在铜硫浮选阶段 强化选铜。因此，有必要选择具有较强捕收力的铜 捕收剂。试验考察了不同捕收剂组合的捕收效果， 图5 所示为铜硫混浮阶段粗精矿的产率、铜品位和 回收率。 从图5 试验结果看，选择B K 9 0 1 B 和丁基黄药 组合使用对铜的强化捕收效果较好。 1 0 0 9 0 8 0 零 7 0 谢 6 0 娶 5 0 凰 4 0 3 0 药剂组合 图5 铜硫捕收剂试验结果 F i g ．5 T e s tr e s u l to fc o l l e c t o ro fc o p p e ra n ds u l f u r 似蚰阳加∞∞∞∞ 加悸M M 他m 8 6 4 2 0 坦勰稻竹躬饥记堪叻 弘撕弱笱札3 4 0 ● 万方数据 3 8 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第2 期 3 ．4 铜钼混合精矿分离 铜钼混合精矿分离是铜钼等可浮后，获得合格 钼精矿的重要环节。铜钼混合精矿分离，一般采用 抑铜浮钼工艺，包括两个步骤一是将铜钼混合精 矿进行预处理，最大限度地脱除硫化铜矿物表面吸 附及矿浆中残留的捕收剂，为铜钼分离提供条件； 二是采用高效抑制剂抑制铜矿物。 目前已工业应用的硫化铜矿抑制剂主要有无机 物和有机物两类。无机物有硫化钠类、诺克斯类、 氰化物类，这3 类药剂或单独使用、或混合使用， 已构成了铜钼混合精矿分离抑铜浮钼的常规药剂。 但硫化钠类药剂稳定性差，用量大，在矿浆中极易 被氧化失效，对环境造成污染；氰化物主要用来抑 制铜和铁，同样存在环保的问题；诺克斯类主要用 来抑制铅，达到降低钼精矿中铅含量的目的。有机 物有巯基乙酸盐、乙基硫醇等。巯基乙酸是最简单 的巯基羧酸，是一种重要的有机精细化工产品，用 途较为广泛。 试验探索了采用巯基乙酸盐作为抑制剂分离铜 钼矿物，获得了较理想的分离效果。 表4铜钼分离探索试验结果 T a b l e4T e s tr e s u l to f s e p a r a t i o no f c o p p e ra n d m 0 1 r b d e n u m ，％ 3 ．5 铜钼等可浮流程闭路试验 在选择优化的药剂制度和匹配合理流程结构的 基础上，进行了铜钼等可浮流程闭路试验，试验原 则流程见图6 ，试验结果见表5 。 实验室采用铜钼等可浮选再分离铜硫混合浮 选分离工艺产出钼精矿、铜精矿及硫精矿，获得了 表5铜钼等可浮流程闭路试验结果 T a b l e5T e s tr e s u ho fc o p p e r m o l yb d e n u mi s o - f l o a t a t i o nf l o w s h e e t／％ 总铜精矿 1 ．7 6 72 2 ．8 5 0 ．0 7 03 3 ．4 4 8 7 ．1 75 ．1 62 9 ．1 9 铜精矿1 钸粥矿2 硫精矿 3 ．0 3 0O ．3 5O ．0 4 84 0 ．7 52 ．3 06 ．0 56 1 ．0 7 尾矿9 5 ．1 7 00 ．0 5 10 ．0 0 5 00 ．1 91 0 ．5 01 9 ．8 39 ．1 7 原矿 1 0 0 ．0 00 ．4 60 ．0 2 42 ．0 21 0 0 ．01 0 0 ．01 0 0 ．0 原矿 钼精选 铜精矿1 图6 铜钼等可浮闭路试验流程 F i g ．6 C l o s e d - c i r c u i tt e s t sf l o w s h e e to fc o p p e r - m o l y b d e n u mi s o - f l o a t a t i o n 较理想的技术指标总铜精矿品位2 2 ．8 5 ％、铜回收 率8 7 ．1 7 ％，钼精矿品位4 8 ．8 5 ％、钼回收率6 8 ．9 6 ％， 硫精矿品位4 0 ．7 5 ％，硫回收率6 1 ．0 7 ％。 4 结论 1 铜钼等可浮方案是将铜浮选作业分为两个 阶段，第一阶段是在充分回收钼矿物的同时等可浮 选部分铜矿物，第二阶段是选用捕收能力强的捕 收剂强化回收铜矿物，从而实现铜、钼矿物的高效 回收。 2 实现钼矿物在等可浮第一阶段得到充分回 收的关键是选用对钼具有选择性的捕收剂，试验采 用选择性捕收剂B K 3 4 0 获得了较好的选别效果。 3 实现等可浮第二阶段铜矿物强化回收的关 键是选用合理的强化捕收剂，试验采用B K 9 0 1 B 和 丁基黄药组合获得了较好的选别效果。 4 由于等可浮阶段采用的捕收剂主要是选择 性回收钼矿物，对铜矿物捕收能力相对较弱，因此 铜钼分离作业经相对容易的浮选操作即可获得品位 合格的钼精矿和铜精矿，试验采用巯基乙酸盐作为 抑制剂分离铜钼矿物，获得了较理想的分离效果。 参考文献 [ 1 ] 马晶，张文钲，李枢本．钼矿选矿[ M ] ．北京冶金工业 出版社，2 0 0 8 ． [ 2 ] 李迎国，曹进成．某大型斑岩型铜钼矿选矿试验研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 5 1 1 4 1 7 ． [ 3 ] 甘经超．美国科珀顿铜选矿厂及其铜钼分离工艺[ J ] ．国 下转第5 0 页 万方数据 5 0 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第2 期 堡 褂 篮 悄 者 o U O2468l O1 2 P A M 用量／ m g L - 1 图7P A M 用量对C O D o 去除率影响 F i g ．7 I n f l u e n c eo fd o s a g eo fP A Mo nr e m o v a lo f C O D c r 从图7 可知，在中性条件下，4g ／L 的F e S O 。 时，改变聚丙烯酰胺 P A M 用量，P A M 小于1 m g ／L 时C O D Q 去除率增加，大于1m g ／L ，C O D 。去 除率随P A M 用量增加而减小，1m g ／L 时C O D 。去 除率最大为6 0 ％，黄药去除率都大于9 9 ％。在中性 条件下，2g ，L 的P F S 时，改变P A M 用量，P A M 用 量小于2m g ／L 时，C O D 凸去除率随P A M 用量增加 而增加，P A M 用量为1m g ／L 时C O D o 去除率最大 为8 4 ％，继续增J J l l P A M 废水C O D c ，去除率减小， 黄药去除率基本达到1 0 0 ％。 3 结论 1 采用4g ／L 的F e S O 。处理黄药生产废水， C O D o 去除率达5 3 ％，黄药去除率为9 5 ％，加入1 m t C LP A MC O D 。去除率达到6 5 ％，黄药去除率9 9 ％。 2 采用2g ／L 的P F S 处理高浓度黄药废水， C O D D 去除率达到7 7 ％，黄药去除率达到1 0 0 ％， 加入1m s ／L 的P A M 后，C O D ＆去除率达到8 4 ％， 黄药去除率达到1 0 0 ％。 3 P F S 絮凝效果明显优于F e S O 。，加入1m g ／L 的P A M 后絮凝速度和效果都明显增加。但P A M 用 量增加反而增加C O D D 。 参考文献 [ 1 ] 朱潜力，翁建浩．黄药废水的治理[ J ] ．环境保护，1 9 9 0 6 9 - 2 0 ． [ 2 ] 刘翠霞，邓昌亮．龙口褐煤对废水中c r Ⅵ 的吸附 与还原[ J ] ．化工环保，1 9 9 6 ，1 6 6 3 3 7 3 4 1 ． [ 3 ] 袁增伟，孙水裕，赵永斌，等．选矿废水净化处理及回用 试验研究[ J ] ．水处理技术，2 0 0 2 ，2 8 4 2 3 2 2 3 4 ． [ 4 ] 翟平．硫化矿浮选废水净化与回用的新工艺研究[ D ] ． 广州广东工业大学，2 0 0 4 ． [ 5 ] 吉鸿安．利用臭氧分解选矿废水中黄药和二号油[ J ] ．甘 肃冶金，2 0 0 8 ，3 0 3 7 0 一7 2 ． [ 6 ] 张萍，孙水裕，徐劲．一株有机浮选药剂黄原酸 盐降解菌的特性研究[ J ] ．环境污染治理技术与设备， 2 0 0 6 ，7 2 5 3 5 6 ． [ 7 ] 谢光炎，孙水裕，宁寻安．选矿废水的回用处理研究与实 践[ J ] ．环境污染治理技术与设备，2 0 0 2 ，3 2 6 7 7 0 ． [ 8 ] 欧阳魁．臭氧法处理硫化矿选矿废水的新工艺及其机理 研究[ D ] ．长沙中南大学，2 0 0 9 ． 、 岔 岔 仓 仓 仓 仓 仓 岔 命 岔 仓 仓 仓 仓 命 岔 岔 岔 岔 仓 命 岔 仓 岔 岔 岔 岔 仓 岔 岔 仓 命 岔 岔 上接第3 8 页 外金属矿选矿，2 0 0 1 4 4 4 - 4 5 ． [ 4 ] 张竞成，杨菊．异步混合浮选新工艺的研究及应用 [ A ] ．矿冶科学与工程新进展庆祝北京矿冶研究总 院建院4 0 周年论文集[ C ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 9 6 4 3 9 - - 4 4 8 ． [ 5 ] 陈秋兰．德兴铜矿浮选流程沿革评述[ J ] ．有色金属 选 矿部分 ，2 0 0 1 2 2 4 2 7 ． [ 6 ] 周峰，孙春宝，刘洪均，等．某低品位铜钼矿低碱度浮 选工艺研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 3 8 0 8 3 ． 万方数据