同步浮选和异步浮选在氧化铜矿选矿中的应用研究.pdf

2 0 1 3 年增刊有色金属 选矿部分6 7 d o i 1 0 3 9 6 9 0 ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．Z 1 ．0 1 7 同步浮选和异步浮选在氧化铜矿选矿中的应用研究 陈经华，孙志健，叶岳华 北京矿冶研究总院矿物加工科学与工艺国家重点实验室，北京1 0 2 6 0 0 摘要根据氧化铜矿石的特点，以矿石工艺矿物学和选矿试验研究为基础，提出了硫化一氧化铜同步浮选[ 艺和异 步浮选工艺。同步浮选工艺是指氧化矿石中的硫化铜矿物和氧化铜矿物一起上浮，获得单一的铜精矿。异步浮选工艺是指先 浮选矿石中的硫化铜矿物，获得硫化铜精矿，然后从硫化铜浮选尾矿中浮选氧化铜矿物，获得氧化铜精矿。对两种氧化铜矿 石采用同步浮选和异步浮选取得了良好的选矿指标。 关键词选矿技术；氧化铜矿石；同步浮选；异步浮选 中图分类号T D 9 2 3 ；T D 9 5 2文献标志码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 S 0 - 0 0 6 7 0 3 由于铜资源的短缺、硫化矿石和含铜富矿石的 日益减少，大量难选氧化铜矿石的开发和利用愈来 愈受到重视。大多数铜矿床上部有氧化带，甚至有 的已形成独立的大中型氧化铜矿床。我国的氧化铜 矿储量丰富，金属储量估计超过10 0 0 万t ，是我 国铜矿资源的重要组成部分。由于氧化带的物理化 学条件极为复杂，造成氧化矿的矿物组成和结构构 造也很复杂。氧化铜矿的可选性取决于铜矿物的种 类、脉石组成、矿物与脉石共生关系以及含泥量等 因素[ 1 - 2 ] 。我国氧化铜矿石普遍具有品位低、矿物 组成复杂、嵌布粒度细、含泥多等特点，使得其选 矿成为一个难题阳] 。近些年，国内外许多研究者 对氧化铜矿选矿工艺和技术开展了大量的研究工 作。目前氧化铜矿石的选矿工艺主要有洗矿、重 介质选矿和浮选等。浮选是较早应用也是较为传统 的氧化铜矿石选矿工艺。浮选分为直接浮选法和硫 化浮选法两大类。直接浮选法就是在矿物不经过预 先硫化的情况下，用脂肪酸类捕收剂直接进行浮 选，该法适合原矿中碳酸盐矿物及含铁氧化物较低 的矿石。硫化浮选法是用硫化钠、硫氢化钠等硫化 剂将氧化矿物预先硫化处理，然后采用浮选硫化矿 的方法进行浮选。在归纳前人已有研究成果的基础 上，结合近些年的研究实践，针对不同矿石性质的 表1 氧化铜矿石提出硫化一氧化铜同步浮选工艺和异步 浮选工艺。当矿石中的硫化铜矿物和氧化铜矿物具 有相近的可浮性时，可以采用同步浮选工艺同时浮 选硫化铜矿物和氧化铜矿物，获得单一的铜精矿。 当矿石中氧化铜矿物的可浮性较差，且与硫化铜矿 物的可泽| 生差异较大时，采用异步浮选工艺先浮选 易浮的硫化铜矿物，获得一个硫化铜精矿，然后从 硫化铜浮选尾矿中强化浮选氧化铜矿物，获得一个 氧化铜精矿。可浮性差异较大的硫化铜矿物和氧化 铜矿物若一起精选可能会造成精矿品位和回收率都 降低，异步浮选有效避免了这一点。同步浮选工艺 和异步浮选工艺的选择要充分考虑矿石的特点，避 免浮选的“强拉强压”现象。 1 新疆某氧化铜矿石同步浮选 1 ．1 矿石性质 新疆某氧化铜矿石中铜的品位为1 ．0 7 ％，其他 金属元素含量较低，化学成分如表1 所示。铜主要 以氧化铜的形式存在，其次以硫化铜的形式存在， 少量以水溶铜或与铁结合铜的形式存在，矿石中铜 化学物相分析结果如表2 所示。以水溶铜或与铁结 合铜的形式存在的铜在浮选过程中易损失在尾矿 中，直接影响铜的回收率。 新疆某氧化铜矿石化学成分／％ 成分C uF eP bZ nSM nA sC S i 0 2C a OA 1 2 0 3 M g ON a 2 0K 2 0T i 0 2 A u l ’ A g ” 含量1 ．0 72 ．5 0O ．0 3 00 ．0 3 4O ．2 8O ．0 9 70 ．0 0 3 24 ．1 24 3 ．3 01 6 ．2 69 ．4 6 3 ．2 31 ．6 92 ．0 30 ．4 30 ．0 67 ．2 0 _ - _ _ - - _ _ 一 1 单位为∥t ，下同。 基金项目 “十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 2 B A B 0 1 8 0 2 收稿日期2 0 1 3 1 0 2 0 作者简介陈经华 1 9 7 8 一 ，男，山东单县人，高级工程师，博士，主要从事选矿工艺及技术等方面的研究。 万方数据 6 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 表2 新疆某氧化铜矿石中铜化学物相分析结果，％ 相别自由氧化铜硫化铜中铜水溶铜与铁结合铜其他铜总铜 含量0 ．5 2 1 0 ．4 7 0 0 ．0 4 8 0 ．0 1 80 ．0 1 61 ．0 7 3 占有率 4 8 ．5 64 3 ．8 04 ．4 71 ．6 8 1 ．4 9 1 0 0 ．0 矿石中的氧化铜矿物主要是蓝铜矿，其次是孔 雀石。硫化铜矿物主要是蓝辉铜矿和辉铜矿，其次 是铜蓝，另有少量的黄铜矿和斑铜矿。其他铜矿物 主要是氯铜矿，少量的自然铜等。其他金属矿物主 要是褐铁矿，其次是钛铁矿、黄铁矿等。脉石矿物 主要是方解石、石英和斜长石，其次是白云母、绿 泥石、白云石和钾长石等。矿石中氧化铜矿物嵌布 粒度相对稍粗，但其中常包裹有微细粒的脉石矿 物，硫化铜矿物嵌布粒度较细且部分硫化铜矿物呈 微细粒浸染在脉石矿物中，所以选矿需要细磨。 1 ．2 同步浮选工艺流程与药剂制度 在详细的工艺矿物矿物学研究和浮选条件试验 基础上，针对矿石中硫化铜矿物和氧化铜矿物的可 浮性相近的特点，制定出图1 所示的硫化一氧化铜 同步浮选的工艺流程，药剂制度如表3 所示。 原矿 铜精矿 图1 同步浮选工艺流程 表3同步浮选工艺药剂制度 ／ g t 。1 该工艺流程的特点有1 采用高选择性铜捕 收剂B K 4 0 4 和戊基黄药的联合用药实现了硫化铜 矿物和氧化铜矿物的同步浮选，组合药剂强化了对 氧化铜矿物的捕收，最终得到了一个铜精矿产品； 2 硫化钠分步加药，严格控制用量，有效降低总 用量，同时避免过量的硫化钠对铜矿物的抑制；3 采用B K 2 0 1 代替松醇油作起泡剂，降低浮选泡沫 黏度，有利于得到高品位的铜精矿。闭路试验结果 如表4 所示。 表4同步浮选工艺闭路试验结果／％ 2 西藏某氧化铜矿石异步浮选 2 ．1 矿石性质 西藏某氧化铜矿石含铜4 ．6 4 ％，矿石中铜化学 物相分析结果如表5 所示，化学成分如表6 所示。 表5 西藏某氧化铜矿石中铜化学物相分析结果／％ 占有率5 9 ．3 71 6 ．9 32 3 ．4 60 ．2 41 0 0 ．0 矿石中主要铜矿物为孔雀石、赤铜矿、铜铁 矿、辉铜矿一蓝辉铜矿、铜蓝、黄铜矿、自然铜， 部分针铁矿中也含铜，其他金属矿物为黄铁矿，磁 表6西藏某氧化铜矿石原矿化学成分 ／％ 成分c u F eM nz nC o P bN iB iC dC rM o H g S eSFPA sC I S i 0 2C a OA 1 2 0 3M g OA u l ’A 9 1 ’ 含量4 ．6 43 2 ．5 7 0 ．3 8 0 ．3 9 0 ．0 2 0 ．0 7 1 0 ．0 1 5 0 ．0 3 8 0 ．0 0 2 2 0 ．0 0 1 6 0 ．0 0 2 60 ．0 0 0 30 ．0 0 1 11 ．9 40 ．0 70 ．0 4 01 旦堑 ．塑 ．0 31 ．3 29 ．1 60 ．4 30 ．0 6 2 7 ．2 2 万方数据 2 0 1 3 年增刊陈经华等同步浮选和异步浮选在氧化铜矿选矿中的应用研究6 9 铁矿及赤铁矿，脉石矿物主要为高岭石、绢云母 伊利石 及石英等。 2 ．2 异步浮选工艺流程和药剂制度 该矿石中铜矿物的种类多，各种铜矿物之间尤 其是硫化铜和氧化铜的可浮性差异较大，在浮选条 件试验的基础上，制定出图2 所示的硫化铜一氧化 铜异步浮选工艺流程，药剂制度如表7 所示。 原矿 图2 异步浮选工艺流程 该工艺流程的特点是，针对可浮性差异较大的 硫化铜矿物和氧化铜矿物采用不同的药剂制度，首 先采用少量的丁基黄药浮选可浮性较好的硫化铜矿 物，然后采用丁基黄药和氧化铜强化捕收剂B K 9 5 0 的组合药剂浮选可浮性较差的氧化铜矿物，得到硫 化铜精矿和氧化铜精矿两个产品。闭路试验结果如 表8 所示。 表7异步浮选工艺药剂制度 ／ g t 一1 表8异步浮选闭路试验结果，％ 3 结论 1 矿石中氧化铜矿物的种类较多，不同铜矿 物之间存在可浮性差异。在制定氧化铜矿选矿工艺 流程时，需要依据矿石的性质，尤其是铜矿物的种 类及可浮性特点，才能制定出与矿石物性相和谐的 工艺流程。 2 同步浮选和异步浮选的关键在于工艺流程 和浮选药剂的有效匹配。 3 常规药剂和高效浮选药剂的联合用药实现 难选氧化铜的有效回收。 参考文献 [ 1 ] 毛素荣，杨晓军．难选氧化铜矿的处理工艺与前景[ J ] ． 国外金属矿选矿，2 0 0 8 8 5 - 9 ． [ 2 ] 张文彬．氧化铜矿浮选研究与实践[ M ] ．长沙中南工 业大学出版社，1 9 9 2 1 - 6 ． [ 3 ] 刘殿文，张文彬，文书明．氧化铜浮选工艺[ M ] ．北京 冶金工业出版社，2 0 0 9 1 - 8 ． [ 4 ] 赵涌泉．氧化铜的处理[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 8 2 7 - 2 4 ． 万方数据