复杂铜硫多金属矿综合利用试验研究.pdf

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9 8 有色金属 选矿部分2 0 2 1 年第2 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 2 1 .0 2 .0 1 6 复杂铜硫多金属矿综合利用试验研究 卫亚儒1 ’2 ,王宇斌1 ,何廷树1 ,王瑞廷 1 .西安建筑科技大学,西安7 1 0 0 5 5 ; 2 .西北有色地质矿业集团有限公司,西安7 1 0 0 5 4 摘要针对国内某铜硫多金属矿,含铜o .4 5 %,硫3 3 .6 5 %、金1 .4 5g /t 、银4 1 .0 2g /t ,试验采用优选浮选工艺,铜回路 采用一粗二扫二精的浮选流程并使用组合捕收剂硫脲 M 0 s 一2 的方法,获得铜精矿铜品位2 0 .3 9 %、铜回收率8 1 .O o %;硫回 路采用一粗二扫的浮选流程并使用调整剂硫酸 捕收剂丁基黄药,通过闭路试验得到硫精矿硫品位4 9 .6 8 %、硫回收率 9 6 .2 4 %,伴生金、银综合回收率分别达到9 1 .7 1 %、9 5 .1 7 %。试验指标较好,对该资源开发利用具有借鉴意义。 关键词铜硫多金属矿;优先浮选;组合抑制剂;综合利用 中图分类号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 2 1 0 2 一0 0 9 8 一0 6 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nC o m p r e h e n s i V eU t i l i z a t i o no f C o m p l e xC o p p e r 。S u l f u rP o l y m e t a U i cO r e W E 工】亿r “1 ~,W A N GY 乱6 i 扎1 ,H ET i 咒g s 九M 1 ,W A N GR 牡i £i 咒g 2 】.X i ’n 7 2L k i 口e r s i £yo ,A 7 一c 五i £P c £乱r en 咒dT P c 矗咒o Z o g y ,X i ’n 咒7 jD 0 5 5 ,C 五i 咒n ; 2 .N o r f 五叫已s fN o n /0 r r o 乱sG 8 0 Z o g i c n Z 盘咒dM i 咒i 咒gG r o M pC o .,L £正,X i ’口咒7 j 0 0 5 4 ,C 矗i 7 2 口 A b s t r a c t F o rad o m e s t i cc o p p e r s u l f u rp o l y m e t a l l i co r ec o n t a i n i n gO .4 5 %C u ,3 3 .6 5 %S , 1 .4 5g /t A ua n d4 1 .0 2g /tA g ,a ns e l e c t i v ef l o t a t i o nf l o w s h e e tc o n s i s t i n go fo n er o u g h i n g ,t w os c a V e n g i n g sa n dt w o c l e a n i n g sw a sa d o p t e di nt h ec o p p e rc i r c u i t .Ac o p p e rc o n c e n t r a t ew i t hC ug r a d eo f2 0 .3 9 %a n dC ur e c o v e r y o f81 .0 0 %w a so b t a i n e db yu s i n gt h i o u r e a M O S 一2a sac o m b i n e dc o U e c t o r .T h es u l f u rl o o pa d o p t st h e f l o t a t i o nf l o w s h e e to fo n er o u g h i n ga n dt w os c a v e n g i n g sa n du s e sr e g u l a t o rs u l f u r i ca c i da n dc 0 1 l e c t o rb u t y l x a n t h a t e .T h r o u g ht h ec l o s e d c i r c u i tt e s t s , Sg r a d eo fs u l f u rc o n c e n t r a t ei s4 9 .6 8 %a n dSr e c o v e r yi s 9 6 .2 4 %,a n dt h ec o m p r e h e n s i v er e c o v e r yo fa s s o c i a t e d9 0 1 da n ds i l v e r i s 9 1 .7 1 % a n d9 5 .1 7 % r e s p e c t i v e l y .T h et e s ti n d e xi sg o o d , w h i c hh a sr e f e r e n c es i g n i f i c a n c ef o rt h ed e V e l o p m e n ta n du t 订i z a t i o no f t h i sr e s o u r c e . K e yw O r d s c o p p e r - s u l f u rp o l y m e t a l l i c o r e ;s e l e c t i v en o t a t i o n ; c o m b i n a t i o n i n h i b i t o r ; c o m D r e h e n s i v eu t i l i z a t i o n 我国是世界最大的铜消费国,但人均资源量不 到世界平均占有量的1 8 %,且贫矿多、富矿少。铜硫 多金属矿作为重要的铜矿物资源,常因其矿物组成 复杂[ 2 。4 ] 、理化性质多变、铜硫分离难度大、综合回收 金属矿物类型多、兼顾综合回收效率低等原因,历来 是选矿工作者关注的课题,其浮选理论、新工艺新技 术仍是研究的重点和发展方向。某复杂铜硫多金属 矿中矿物组成复杂、嵌布粒度微细且共伴生金、银品 位高造成综合利用难度大口喝1 。鉴于此,试验采用优 选浮选工艺进行铜硫分离浮选研究,综合回收共伴 生金、银回收,获得指标良好,对铜硫多金属矿的有 效分离和综合回收利用有重要的参考意义。 1 矿石性质研究 1 .1 原矿化学多元素分析 原矿化学多元素分析结果见表1 。由表1 结果 收稿日期2 0 2 0 0 4 1 6 基金项目陕西省重点研发计划资助项目 2 0 1 8 G Y 0 8 8 作者简介卫亚儒 1 9 7 4 一 男,陕西扶风人,硕士.高级工程师,主要研究方向为矿物高效分选。 万方数据 2 0 2 1 年第2 期卫亚儒等复杂铜硫多金属矿综合利用试验研究 9 9 可知,主要可利用的金属元素为铜、铁,其含量分别 为o .4 5 %、3 5 .6 %,伴生综合利用的贵金属元素为 金、银,其含量分别为1 .4 5g /t 、4 1 .0 2g /t 。 表l原矿化学多元素分析结果 T a b l e1R e s u l t so fc h e m i c a l m u l t i e l e m e n t a r ya n a l y s i so fr a wo r e/% 垒星 ; ; ; ; ; ; ; ; ; 堡坌垒业皇里 翌 Q 垒 旦 里 Q旦 鱼量 注1 单位为g /t ,下同 1 .2 矿物组成分析 该矿属于块状黄铁矿型高硫低铜矿类型,主要 金属矿物有黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、微量 赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、方铅矿、黝铜矿、极少量斑 铜矿、辉铜矿等。主要脉石矿物有石英、方解石、铁 白云石、伊利石等。 结合岩矿鉴定结果可知,黄铜矿主要分布在黄铁 矿重结晶的晶洞中,嵌布粒度较粗,易于解离和回收, 部分黄铜矿与黄铁矿形成包裹体,且与方铅矿、闪锌 矿、黝铜矿、铅锑硫盐等矿物构成微细包体,难以解 离,这将会影响最终铜精矿的品位。含金矿物的嵌布 粒度极细,镜下难以观察。由于有用矿物共生密切,嵌 布粒度极不均匀,故该矿石属于难选型矿石。主要矿物 含量分析结果见表2 。由表2 结果可知,该矿物中黄铁 矿占比7 6 .5 %,其次为菱铁矿占7 %、石英占6 %。 表2原矿X 射线衍射分析结果 T a b l e2 X r a yd i f f r a c t i o na n a l y s i s r e s u l t so fr a wo r e/% 含量 7 6 .56720 .5422 1 .3 主要金属矿物物相分析 对主要金属铜、金矿物进行了物相分析,分析结 果见表3 、4 。由表3 、4 可知,铜主要以硫化铜和次生 铜形式存在,含量分别为4 9 .2 3 %、3 0 .9 9 %,由于次 生铜可浮性较差[ 9 ] ,且在磨矿过程中易产生游离铜 离子并活化黄铁矿,会影响铜硫分离效果;金在自然 金、硫化铜、硫铁矿和脉石中的分布比较均匀,将会 影响其综合利用。 表3铜物相分析结果 T a b l e3R e s u l t so fc o p p e rp h a s e a n a l y s i so fr a wo r e/% 铜相别 含量 占有率 表4 T a b l e4 金物相分析结果 R e s u l t so fg o l dp h a s e a n a l y s i so fr a wo r e/% 金相别硫.冀铜墨心铁警鬟矿譬 裸露及半裸露自然金合计 金相别 中金中金中金中金裸露及半裸露自然金合计 2 选矿试验研究 该矿结构上属于块状含铜黄铁矿,硫含量高、共 伴生矿物嵌布微细、含泥量少[ 1 ⋯,试验进行了混合浮 选、混合浮选一粗精矿再磨以及铜优先浮选等开路 流程的探索对比试验。其中采用优先浮选工艺,磨 矿细度为一o .0 7 4m m 占9 0 %,采用一粗三扫二精 的流程获得铜精矿铜品位为2 6 .1 7 %,铜回收率为 6 8 .8 2 %。相比较前两种工艺,结果最佳。因此,试 验对优先浮选工艺进行优化研究。 2 .1 粗选条件试验 2 .1 .1 磨矿细度试验 为了最大限度的提高黄铜矿单体解离度和降低 过磨与泥化,进行了磨矿细度试验。固定石灰用量 为4o o Og /t 、亚硫酸钠用量为5 0 0g /t 、水玻璃用量 为5 0 0g /t ;粗选I2 58 黑药用量为3 5g /t 、Z 一2 0 0 用 量为8 0g /t ;粗选Ⅱ石灰用量为2O O og /t 、水玻璃用 量为3 0 0g /t 、Z 一2 0 0 用量为4 0g /t ,试验流程见图1 , 试验结果见表5 。 由表5 结果可知,随着磨矿细度增加,铜精矿中 铜与银品位和回收率降低,金品位和回收率增加,铜 矿物嵌布粒度相对较粗,与银伴生关系明显,综合考 虑,确定磨矿细度为一o .0 7 4m m 占6 0 %。 铜精矿尾矿 图1 粗选试验流程 F i g .1 F 1 0 w s h e e to fr o u g h i n gt e s t s 万方数据 1 0 0 有色金属 选矿部分2 0 2 1 年第2 期 表5磨矿细度试验结果 T a b l e5R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t s /% 磨矿细度 一O .0 7 4m m 占/ C u 6 .2 8 4 .8 8 3 .1 4 .5 5 5 .3 6 A 9 1 ’ C u 3 4 6 .1 88 6 .2 8 3 0 2 .6 58 2 .9 8 2 1 2 .3 68 5 .3 2 2 8 7 .6 l8 5 .3 1 3 0 9 .2 48 3 .9 7 2 .1 .2 石灰用量试验 石灰价格低廉,用于调节矿浆碱性抑制黄铁矿 浮选。但碱度过高,影响铜精矿中伴生金、银可浮性 以及黄铁矿的活化[ 1 1 。。固定粗选磨矿细度为 一o .0 7 4m m 占6 0 %、亚硫酸钠用量为5 0 0g /t 、水玻 璃用量为5 0 0g /t ;粗选工2 58 黑药用量为3 5g /t 、 Z 一2 0 0 用量为8 0g /t ;粗选Ⅱ石灰用量为20 0 0g /t 、 水玻璃用量为3 0 0g /t 、Z - 2 0 0 用量为4 0g /t ,试验流 程同图1 ,试验结果见表6 。 表6石灰用量试验结果 T a b I e6R e s u l t so f1 i m ed o s a g et e s t s/% 石灰用量/ g t 1 20 0 0 品位 C uA u l ’ A 9 1 ’ 3 .7 54 .3 72 0 8 回收率 C uA u A g 8 3 .8 23 0 .5 14 8 .7 1 3U U Ug .4 l1 4 .9b 5 9舀b .U 44 1 .5 /b 1 .苎 40 0 08 .4 98 .4 64 9 98 5 .1 12 6 .4 25 2 .2 4 50 0 07 .8 l 9 .2 2 4 3 78 4 .6 03 1 .9 95 0 .4 8 由表6 结果可知,随着石灰用量增加,铜精矿 铜、银品位和回收率先高后低。石灰用量高不利于 黑药选择性吸附及贵金属金、银的回收。综合考虑 铜、金、银品位和回收率,粗选工石灰含量用量为 30 0 0g /t 、粗选Ⅱ石灰用量为10 0 0g /t 。 2 .1 .3 水玻璃用量试验 水玻璃用于强化脉石矿物的抑制作用,可提高 铜精矿品位,用量过大将抑制铜浮选和尾矿沉淀速 度。固定磨矿细度为一o .0 7 4m m 占6 0 %、石灰用量 为30 0 0g /t 、亚硫酸钠用量为5 0 0g /t ;粗选工2 5 “黑药 用量为3 5g /t 、Z - 2 0 08 0g /t ;粗选Ⅱ水玻璃用量为 3 0 0g /t 、石灰用量为1o O og /t 、Z _ 2 0 0 用量为4 0g /t , 试验流程同图1 ,试验结果见表7 。由表7 结果可 知,不同水玻璃用量条件下对铜、以及伴生金和 银的品位、回收率影响不大,矿浆中泥质含量影 响不明显,为提高铜精矿品质,选择水玻璃用量 为5 0 0g /t 。 表7水玻璃用量试验结果 T a b l e7R e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t e d o s a g et e s t s/% 水玻璃用量/ 品位回收率 兰 二 里兰垒∑垒竺竺垒兰垒竺 O8 .8 11 2 .15 3 38 5 .4 63 5 .7 75 5 .9 7 10 0 09 .3 41 0 .95 6 18 5 .0 43 2 .3 45 5 .2 8 l5 0 08 .5 49 .6 64 8 78 4 .4 22 9 .7 55 4 .1 3 2O O O8 .1 29 .9 14 8 88 1 .9 83 2 .6 15 5 .4 3 2 .1 .4 亚硫酸钠用量试验 磁黄铁矿和黄铜矿表面性质十分相似,亚硫酸 钠配合石灰常用于抑制磁黄铁矿,提高铜精矿品 位[ 1 2 ] 。固定磨矿细度为一o .0 7 4m m 占6 0 %、石灰 用量为30 0 0g /t 、水玻璃用量为5 0 0g /t ;粗选I2 5 “ 黑药用量为3 5g /t 、Z - 2 0 0 用量为8 0g /t ;粗选Ⅱ水 玻璃用量为3 0 0g /t 、Z _ 2 0 0 用量为4 0g /t ,试验流程同 图1 ,试验结果见表8 。由表8 结果可知,随亚硫酸钠 用量增加,铜和金回收率先降低后增加,银回收率先 增加后降低。当亚硫酸钠用量在4 0 0g /t 时,综合指 标最佳,铜、金、银品位及回收率分别为7 .3 7 %、 1 0 .8g /t 、4 7 6g /t 和8 4 .3 4 %、3 7 .4 4 %、5 2 .5 5 %,因 此,亚硫酸钠用量选择为4 0 0g /t 。 表8亚硫酸用量试验结果 T a h 】e8R e s l 】1 t so fs o d i l 】ms l 】】f i t e d o s a g et e s t/% 曼 二里兰垒 垒墨兰竺垒兰垒苎 O6 .7 41 0 .O4 2 08 4 .6 73 6 .7 95 1 _ 1 8 3 0 07 .0 61 0 。14 5 08 3 .5 93 5 .6 55 3 .4 2 4 0 07 .3 71 0 .84 7 68 4 .3 43 7 .4 45 2 .5 5 5 0 07 .4 41 0 .4 14 6 38 4 .3 83 7 .5 65 1 .5 3 2 .1 .5 捕收剂种类试验 铜硫分离的关键是采用选择性好、捕收性能强 的黄铜矿捕收剂。同时,兼顾提高金、银回收 率[ 1 } 1 6 ] 。根据矿石性质及可浮性试验结果,选择 M O S 一2 、酯1 0 5 、M a c 一1 2 、Z 一2 0 0 、T L 一5 捕收剂进行对 比试验研究。固定磨矿细度为一o .0 7 4m m 占6 0 %、 粗选工石灰用量为30 0 0g /t 、水玻璃用量为5 0 0g /t 、亚 硫酸钠用量为4 0 0g /t ;粗选Ⅱ水玻璃用量为3 0 0g /t , 试验流程见图1 ,试验结果见表9 。由表9 结果可知, 综合考虑铜精矿品位、回收率及伴生金、银指标,采用 捕收剂M O 孓2 及Z .2 0 0 效果更好,与采用黑药 Z _ 2 0 0 相比较具有用药量少且药剂制度简单的特点。 磊麓篱 兰篇筹一 位一一一∞o坞钉∞ 品一A一乱 5 豇 n 豇 万方数据 2 0 2 1 年第2 期卫亚儒等复杂铜硫多金属矿综合利用试验研究1 0 1 表9捕收剂种类试验结果表1 0M O S 一2 用量试验结果 T a b l e9R e s u l t so fc 0 1 1 e c t o rt y p et e s t s /% T a b l e1 0R e s u l t so fM O S 一2d o s a g et e s t s /% 2 .1 .6 捕收剂用量对比试验 M O S 一2 及Z 一2 0 0 捕收效果相近,试验对两种捕 收剂用量进行对比验证试验。参考相关资料[ 17 I ,为 提高铜与金回收率,粗选添加硫脲1 0g /t ,试验流程 见图2 ,试验结果见表1 0 、1 l 。由表1 0 、1 1 结果可 知,M O S 一2 最佳用量为8 5g /t ,铜品位1 0 .3 0 %、铜 回收率8 2 .1 5 %;伴生金品位1 1 .7g /t 、金回收率 3 0 .1 8 %;Z 一2 0 0 最佳用量为1 2 0g /t ,铜品位9 .1 2 %、 铜回收率8 2 .0 4 %;伴生金品位1 1 .3g /t 、金回收率 3 1 .2 3 %。由此可见,采用捕收剂M O S - 2 ,可提高铜 品位1 .1 8 个百分点和铜回收率o .1 1 个百分点。同 时M O S 一2 的用量少、可以创造更高的经济效益。 铜精矿尾矿 图2 捕收剂用量试验流程 F i g .2 F 1 0 w s h e e to fc o l l e c t o rd o s a g et e s t s 表1 1Z 一2 0 0 用量试验结果 T a b l e1 1R e s u l t so fZ 一2 0 0d o s a g et e s t s /% 2 .2闭路试验 在上述条件试验基础上,进行了闭路试验,试验 流程见图3 ,试验结果见表1 2 。 从表1 2 结果可知,通过优先浮选闭路试验,可 获得铜精矿铜品位2 0 .3 9 %、铜回收率8 1 .o %,伴生 金、银品位2 3 .0 0g /t 、11 4 4g /t 及相应回收率为 2 4 .9 9 %、5 0 .2 9 %;硫精矿硫品位4 9 .6 8 %、硫回收率 9 6 .2 4 %,伴生金、银品位1 .6g /t 、2 6 .6g /t 及相应回 收率6 6 .7 2 %、4 4 .8 8 %。伴生金、银综合回收率分别 达到9 1 .7 1 %、9 5 .1 7 %。 3结论 1 铜硫多金属矿中,铜硫共生关系密切,伴生 金、银品位高,但嵌布程度不均匀、粒度微细,综合回 收难度大。 2 采用铜优先浮选试验流程,通过闭路试验获 铜精矿铜品位2 0 .3 9 %、铜回收率8 1 %;硫精矿硫品 位4 9 .6 8 %、硫回收率9 6 .2 4 %;金、银总回收率分别 为9 1 .7 1 %、9 5 .1 7 %。 万方数据 原矿 铜精矿 硫精矿尾矿 图3 闭路试验流程 F i g .3 F 1 0 w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t s 表1 2闭路试验结果 T a b l e12R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t s /% 产品名称 品位 回收率 C uS A u l ’ A 9 1 ’ C uSA u A g 铜精矿 2 0 .3 93 6 .2 42 3 .0 011 4 4 8 1 .0 01 .8 32 4 .9 95 0 .2 9 硫精矿 O .0 84 9 .6 8 1 .6 02 6 .61 2 .2 09 6 .2 46 6 .7 24 4 .8 8 尾矿 O .1 1 2 .4 6O .4 97 .0 66 .8 01 .9 3 8 .2 94 .8 3 原矿O .4 63 6 .0 51 _ 6 24 1 .4 01 0 0 .O1 0 0 .O 1 0 0 .01 0 0 .O 参考文献 儿A z h e n h o n g , H u F e n g y i n g .D e v e l o p m e n t a n d [ 1 ]汪泰.复杂铜金硫多金属矿浮选研究[ D ] .长沙中南大 u t i l i z a t i o no f1 0 w _ g r a d ec o p p e rr e s o u r c e sa n dt e c h n i c a l 学,2 0 1 2 . s k 订l sf o rm i n e r a ld r e s s i n g [ J ] .N o n F e r r o u sM i n i n ga n d W A N GT a i .T h er e s e a r c ho nf l o t a t i o no fc o m p l e xC u - M e t a l l u r g y ,2 0 1 4 ,3 0 2 2 2 2 4 . 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