某铜渣浮选药剂优化试验研究.pdf

2 0 1 8 年第6 期有色金属 选矿部分 7 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 8 ．0 6 ．0 0 2 某铜渣浮选药剂优化试验研究 吕兵超1 ”，廖银英1 ，一，方娴1 ，岳丽琴1 ”，廖小山1 ’2 1 ．紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 ； 2 ．低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘 要针对捕收剂Z - 2 0 0 价格上涨导致生产成本增加的问题，对某铜渣进行详细的捕收剂种类对比试验。闭 路试验结果表明采用L Y 一1 作为该铜渣捕收剂，可获得含铜2 5 ．4 9 ％、铜回收率9 2 ．6 0 ％的铜精矿。采用L Y 一1 代替 Z - 2 0 0 作为该铜渣捕收剂，不仅可以获得指标更优的产品，且吨矿成本降低1 ．4 4 元／‘原矿。 关键词生产成本；铜渣；吨矿成本 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 2 3 ．1文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 6 - 0 0 0 7 - 0 5 O p t i m i z a t i o no fF l o t a t i o nR e a g e n tf o rS o m eC o p p e rS l a g L VB i n g c h a o l ”．L I A OY i n y i n g l ”，F A N GX i a n l ．Y U EL 砸谢”，u A oX i a o s h a n J 2 1 ．Z i n j i nM i n i n gG r o u pC o ．，L t d ．，S h a n g h a n gF u j i a n3 6 4 2 0 0 ，C h i n a ； 2 ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fL o w - g r a d eR e f r a c t o r yG o 瞄R e s o u r c e sC o m p r e h e n s i v e U t i l i z a t i o n ，S h a n g h a n gF u j i a n3 6 4 2 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t I nv i e wo ft h ep r o d u c t i o nc o s t sw h i c hc a u s e db yr i s i n gi nc o l l e c t o rZ - 2 0 0 ，t h ed e t a i l e dc o m p a r i s o n t e s t so nt h ek i n d so fc o l l e c t o r sw a so p t i m i z e df o ro n ec o p p e rs l a g ．n er e s u l t so fc l o s e dc i r c u i tt e s ts h o w e dt h a tt h e c o p p e rc o n c e n t r a t ew i t hc o p p e rg r a d e2 5 ．4 9 ％．c o p p e rr e c o v e r y9 2 ．6 0 ％c a nb eo b t a i n e du s i n gL Y - 1 a st h e c o l l e c t o r ．I tn o to n l yo b t a i n e dp r o d u c t i o nw i t hb e t t e ri n d i c a t o r s ，b u ta l s or e d u c e dt h ec o s tb y1 ．4 4y u a ni np e rt o n o r ew h e na d a p t i n gL Y - 1t or e p l a c eZ - 2 0 0a st h ec o l l e c t o ro ft h ec o p p e rs l a g ． K e yw o r d s p r o d u c t i o nc o s t ；c o p p e rs l a g ；c o s ti np e rt o no r e 随着科技进步和社会发展，金属铜在世界经济 发展中的应用越来越广泛，其应用涉及电子电器、机 械、通讯、军事、交通运输等领域，尤其是在我国的经 济发展中，已成为第二大战略原料⋯。资料显示， 我国铜矿资源储量约为30 0 0 万t ，占约世界总储量 的4 ．3 5 ％，但人均储量极低，不到世界平均水平的 2 4 ％，原生铜矿资源量较为紧缺旧引。此外，我国目前 未开采的铜矿资源主要以中小型贫矿为主，开选难度 大、成本高M 引。据调查，由于铜矿资源的日益枯竭， 目前铜矿的开采品位已低至0 ．2 ％～0 ．3 ％L s ] 。而铜 冶炼过程产生的铜渣中铜含量高达0 ．5 ％以上，却 未得到有效的综合回收利用“ 引。据统计，目前我 国铜冶炼工业产生的铜渣量高达10 0 0 万t ，其中除 了有价金属铜以外，还含有钴、镍、铅、锌等金属以及 金、银等贵金属【2 ’5 ’瑚J 。因此有效回收铜渣中的有 价元素越来越受到人们的重视。 某铜冶炼厂以含铜2 0 ％～2 5 ％的硫化铜精矿 为原料，采用闪速熔炼工艺获得冰铜，然后采用转炉 吹炼工艺获得粗铜，这两段工艺产生的尾矿即铜渣 量约6 5 万t ／a ，由该公司选矿厂进行处理，主要回收 铜渣中的铜，现场所用选铜捕收剂为Z - 2 0 0 ，但由于 Z - 2 0 0 价格大幅度上涨，导致该铜渣选矿厂吨矿生 产成本增加，为实现铜冶炼企业降本增效、提高资源 利用率，本文从铜冶选铜药剂方面着手，进行试验研 究，寻找高效、价廉的捕收剂，降低捕收剂成本，从而 提高企业生产效益，为选矿厂扩产提供技术支撑。 同时为国内同其它铜冶炼厂冶炼渣的处理提供示 范、指导。 1 原矿性质 以某铜渣为研究对象，采用三段一闭路破碎流 程，将样品破碎至一2m m ，通过混匀、缩分，分别制 收稿日期2 0 1 8 - 0 3 - 2 4修回日期2 0 1 8 - 0 9 - 2 9 作者简介吕兵超 1 9 8 8 ． ，男，河南漯河人，硕士，工程师，主要从事矿物加工工艺研究与应用工作。 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 含量 3 ．4 43 ．7 10 ．3 62 ．7 13 7 ．9 00 ．2 11 ．0 06 3 ．2 00 ．5 32 8 ．3 22 ．9 11 ．3 90 ．0 7 2 0 ．0 1 由表1 可知，该铜渣中可回收的有用金属元素 主要为c u 、A u 、A g ，其含量分别为3 ．4 4 ％、1 ．0 0g ／t 和6 3 ．2 0g ／t ，脉石组分主要含F e 0 ，和S i 0 2 ，有害元 素A s 含量较低，仅为0 ．2 1 ％。 表2 结果表明，铜渣中铜主要以硫化铜形式存 在，其次为金属铜含量为1 3 ．9 3 ％，这两部分铜占总 铜的9 6 ．5 1 ％。 2 试验设备及药剂 本研究所用试验设备及药剂见表3 。 表3设备及药剂 T a b l e3 F a c i l i t ya n da g e n t i a 设备名称及型号浮选药剂 捕收剂Z - 2 0 0 、L Y ．1 黄原酸酯 X C F 单槽浮选机、X M B ．税4 0类捕收剂 、乙基黄药、戊基黄 9 0 锥形球磨机、p H 值计、真药、丁基铵黑药 空过滤机起泡剂松醇油 调整剂C a O 3 试验结果与讨论 某铜渣选矿厂现场选别流程为一次粗选三次扫 选，粗选产品为最终精矿，三段扫选中矿集中后返回 粗选作业，采用Z ．2 0 0 作为铜渣选铜捕收剂、松醇油 为起泡剂，现场选别流程及药剂用量见图1 。 试验过程中发现，开路条件下粗选作业获得的 铜精矿含铜可达3 0 ％以上、铜回收率为8 0 ％左右， 故本研究中主要以尾矿中铜品位和铜损失率为判断 依据，试验过程中各浮选作业捕收剂用量依次递减 5g ／t 如粗选4 0g ／t 、扫选I3 5g ／t 、扫选Ⅱ3 0g ／t 、 扫选Ⅲ2 5g ／t ，起泡剂松醇油用量与现场药剂用量 一致。 尾矿 图1 现场生产工艺流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fo n - s i t ep r o d u c t i o np r o c e s s 3 ．1 磨矿细度试验 磨矿是矿物浮选前的必要作业，磨矿细度较粗， 磨矿过程中球耗和能耗较低，但矿石中有用矿物单 体解离度较低，难以保证后续浮选作业的回收率和 品位；磨矿细度过细，不仅使得磨矿成本增加，同时 会产生过磨现象，导致部分细粒级有用矿物得不到 有效回收，因此合适的磨矿细度是获得最佳选矿指 标的关键因素0 。1 2J 。 在粗选Z - 2 0 0 用量4 0g ／t 、粗选松醇油用量 2 0g ／t 、石灰用量3 0 0g ／t 、矿浆p H 值 7 ．1 2 条件 下，采用一次粗选三次扫选开路流程进行了不同磨 矿细度的条件试验，试验结果见图2 。 万方数据 2 0 1 8 年第6 期 吕兵超等某铜渣浮选药剂优化试验研究 9 - 4 3 “m 含量，％ 图2 磨矿细度对浮选指标的影响 F i g ．2 E f f e c to fg r i n d i n gf i n e n e s so nt h e s e p a r a t i o no ff l o t a t i o n 由图2 可知，提高铜渣的磨矿细度，有利于降低浮 选尾矿中铜品位和铜损失率，当磨矿细度由一4 3 岬 占5 0 ％提升至8 2 ％，尾矿中铜品位由0 ．5 2 ％降低 至0 ．2 8 ％，铜损失率由1 1 ．2 2 ％降低至6 ．5 2 ％，继续 增加磨矿细度，尾矿中铜品位和回收率有所增加，这 可能是由于磨矿细度太细，使得一部分铜矿物过磨， 损失在尾矿中3 | 。综合考虑，选定磨矿细度为 一4 3 斗m 占8 2 ％。这也与现场磨矿细度 一4 3 斗m 占8 0 ％一8 2 ％ 相吻合。 3 ．2 石灰用量试验 矿浆p H 值是影响选矿指标的重要因素之一， 生产现场采用石灰调节矿浆p H 值，因此在磨矿细 度一4 3 仙m 占8 2 ％、粗选Z - 2 0 0 用量4 0g ／t 、粗选松 醇油用量2 0g ／t ，采用一次粗选三次扫选流程进行 了粗选石灰用量试验，试验结果见图3 。 石灰用量， g I - I 冰 料 水 辎 器 图3 石灰用量对浮选指标的影响 F i g ．3 E f f e c to fl i m ed o s a g eo nt h e s e p a r a t i o no ff l o t a t i o n 由图3 可知，随着C a O 用量的增加，尾矿中铜 品位和铜损失率均先降低后升高。在整个石灰用量 试验中，尾矿中铜品位均低于0 ．3 0 ％，当石灰用量 为3 0 0g ／t 时，尾矿中铜损失率最低，为6 ．5 2 ％，铜 品位为0 ．2 8 ％。故选用石灰用量为3 0 0g ／t ，此时矿 浆p H 值7 ．1 2 。 3 ．3 捕收剂种类和用量试验 研究资料表明，目前铜渣浮选常用的捕收剂包 括黄药类捕收剂、黑药类捕收剂等。因此在磨矿细 度一4 3 斗m 占8 2 ％、粗选松醇油用量2 0g ／t 、石灰用 量3 0 0g ／t 、矿浆p H 值约为7 的条件下，分别采用乙 基黄药、戊基黄药、丁基铵黑药以及高效捕收剂 L Y ．1 黄原酸酯类捕收剂 作为铜渣选铜捕收剂，进 行了试验研究，采用一次粗选三次扫选流程进行了 不同种类捕收剂用量试验，试验结果见图4 - 7 。 冰 丑 疃 翠 劁 衄 图4乙基黄药用量对浮选指标的影响 F i g ．4 E f f e c to ft h ed o s a g eo fs o d i u m e t h y l x a n t h a t eo nt h es e p a r a t i o no ff l o t a t i o n 粗选L Y - I 用量， g t - 1 图5L Y - 1 用量对浮选指标的影响 F i g ．5 E f f e c to ft h ed o s a g eo fL Y 一1o nt h e s e p a r a t i o no ff l o t a t i o n 由图4 可知，当粗选作业乙基黄药用量由2 0g ／t 增加至6 0s ／t 时，尾矿中铜品位和铜损失率不断降 低；继续增加乙基黄药用量至8 0s ／t ，尾矿中铜品位 无明显变化，但铜损失率由7 ．2 l ％提高到8 ．1 1 ％。 ％，姗永鞲骚 枣a谴I蟹趔蹬 枣迫略罪璎咄 万方数据 l O 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 故确定乙基黄药用量为6 0g ／t ，此时尾矿中铜品位 为0 ．3 0 ％，铜损失率为7 ．2 1 ％。 由图5 可知，当粗选作业L Y 一1 用量由2 0g ／t 增 加至6 0g ／t 时，尾矿中铜品位和铜损失率不断降低； 继续增加L Y - 1 用量，尾矿中铜损失率由6 ．8 3 ％提 高到9 ．4 4 ％，铜品位由0 ．2 9 ％增加至0 ．3 6 ％。故选 用L Y 一1 用量为6 0g ／t ，此时尾矿中铜品位为 0 ．2 9 ％，铜损失率为6 ．8 3 ％。 粗选戊基黄药用量“g r 1 图6 戊基黄药用量对浮选指标的影响 F i g ．6 E f f e c to ft h ed o s a g eo fa m y lx a n t h a t eo n t h es e p a r a t i o no ff l o t a t i o n 图7 丁基铵黑药用量对浮选指标的影响 F i g ．7 E f f e c to ft h ed o s a g eo fa e r o f l o a to nt h e s e p a r a t i o no ff l o t a t i o n 由图6 可知，随着粗选作业戊基黄药用量的增 加，尾渣中铜品位和回收率不断降低后趋于稳定，当 粗选戊基黄药用量高达8 0g ／t 时，尾渣中铜品位和 铜损失率分别高达0 ．5 9 ％和1 6 ．5 5 ％此时尾矿中铜 损失率高达1 6 ％左右，铜品位高达0 ．5 9 ％，远低于 现场指标，因此推断戊基黄药不适合作为该铜渣浮 选捕收剂。 由图7 可知，随着丁基铵黑药用量的增加，尾矿 中铜损失率先降低后升高。当丁基铵黑药用量为 6 0g ／t 时，尾矿中铜损失率最低，为7 ．3 6 ％，尾矿中 铜品位为0 ．3 0 ％。因此选用丁基铵黑药用量为 6 0g ／t 。 3 ．4 不同捕收剂最优条件下尾矿指标对比 根据试验研究结果，将3 种捕收剂在最佳条件 下获得的浮选指标进行了汇总对比，详细数据见 表3 。 表3不同捕收剂选别指标对比 T a b l e3T h ec o m p a r i s o no ff l o a t a t i o ni n d e x e su s i n g d i f f e r e n tc o l l e c t o r s 捕收剂粗芎g 冀并t ／薹蒙铜≯铜警影 。1 铂孙 ％％ 乙基黄药 6 0 5 5 5 0 4 5 尾矿0 ．3 0 7 ．2 1 L Y 一16 0 5 5 5 0 4 5 尾矿0 ．2 9 6 ．8 3 戊基黄药 6 0 5 5 5 0 4 5 尾矿0 ．5 9 1 6 ．5 5 丁基铵黑药6 0 5 5 5 0 4 5尾矿0 ．3 0 7 ．3 6 由表3 可知，分别采用乙基黄药、L Y ．1 、丁基铵 黑药作为铜渣选铜捕收剂时，开路流程获得的浮选 尾矿中铜品位不超过0 ．3 0 ％，铜损失率低于8 ％， 满足现场生产对尾渣指标的要求，为了进一步确 定几种药剂分别作铜渣选铜捕收剂时能否获得合 格的铜精矿，以及能否替代Z - 2 0 0 供现场使用，分 别采用Z - 2 0 0 、乙基黄药、L Y 一1 、丁基铵黑药为捕收 剂，采用现场流程 图i 进行了闭路试验，试验结 果见表4 。 表4闭路试验结果 T a b l e4R e s u l to fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t 母遵疃骣捌I．咄 万方数据 2 0 1 8 年第6 期吕兵超等某铜渣浮选药剂优化试验研究 1 1 由表4 可知 1 采用Z ．2 0 0 现场捕收剂 为捕收剂，闭路试 验可获得含铜2 4 ．4 4 ％、铜回收率9 2 ．0 7 ％的铜精 矿，尾矿中含铜0 ．3 1 ％、铜损失率为7 ．9 3 ％，其总用 量为1 3 0g ／t 。 2 采用L Y 一1 做捕收剂，闭路试验可获得含铜 2 5 ．4 9 ％、铜回收率9 2 ．6 0 ％的铜精矿，尾矿中含铜 0 ．2 9 ％、铜损失率为7 ．4 0 ％，其总用量为2 1 0g ／t 。 3 采用乙基黄药做捕收剂，闭路试验可获得含 铜2 5 ．6 4 ％、铜回收率8 4 ．5 2 ％的铜精矿，尾矿中含铜 0 ．6 1 ％、铜损失率为1 5 ．4 8 ％，其总用量为2 1 0g ／t 。 4 采用丁基铵黑药做捕收剂，闭路试验可获得 含铜2 7 ．0 1 ％、铜回收率8 8 ．7 5 ％的铜精矿，尾矿中含 铜0 ．4 7 ％、铜损失率为1 1 ．2 5 ％，其总用量为2 1 0g ／t 。 由以上闭路试验结果可知，采用L Y - 1 做该铜渣 浮选捕收剂，实验室闭路试验获得的产品指标优于 Z - 2 0 0 做捕收剂时的闭路指标，丁基铵黑药和乙基 黄药替代Z ．2 0 0 作为该铜渣捕收剂无优势。 4 经济效益分析 本研究的主要目的是在保证选矿产品指标的基 础上，降低药剂成本，因此根据实验室试验的药剂用 量对L Y ．1 和Z - 2 0 0 分别做铜渣捕收剂时的药剂成 本进行了初步对比分析，其结果见表5 。 表5捕收剂成本对比 T a b l e5T h ec o m p a r i s o no fc o l l e c t o rc o s t 删蒯 g , 胴t 原r - 量t ；鬻鬈等絮誓 Z _ 2 0 01 3 0O ．0 2 43 ．1 2 L Y 一12 1 00 ．0 0 81 ．6 8 由表5 可知，采用L Y ．1 作为铜渣捕收剂时，其 捕收剂成本为1 ．6 8 元／‘原矿；Z - 2 0 0 作为铜渣捕收剂 时，其成本为3 ．1 2 T r J t 原矿；采用L Y 一1 代替Z - 2 0 0 ， 可降低捕收剂成本1 ．4 4 元／‘原矿。 选矿厂年处理铜渣量约6 5 万t ，则选矿厂每年 可节约捕收剂成本6 5 00 0 0X1 ．4 4 9 3 60 0 0 元。 5结论 1 该铜渣中可回收的有用金属元素主要为C u ， 主要以硫化铜形式存在，A u 、A g 可伴生回收；脉石 矿物主要含F e 2 0 ，和S i 0 2 。 2 实验室闭路试验结果表明，与Z - 2 0 0 相比， L Y ．1 作为铜渣捕收剂，可以获得指标更优的产品， 但药剂用量增加了8 0g ／‘原矿。 3 按照2 0 1 7 年8 月的药剂价格，选用L Y 一1 替 换Z ．2 0 0 ，吨矿成本降低1 ．4 4 影‘原矿，选矿厂每年 可节约捕收剂成本约9 3 ．6 万元。 参考文献 [ 1 ] 雷存友，吴彩斌，余浔．铜冶炼炉渣综合利用技术的研 究与探讨[ J ] ．有色冶金设计与研究，2 0 1 4 ，3 5 1 1 - 4 ． [ 2 ] 王鹏，高利坤，董方，等．铜冶炼渣浮选回收铜的研 究现状[ J ] ．矿产综合利用，2 0 1 7 1 1 6 - 2 0 ． [ 3 ] 顾晓薇，胥孝川，王青，等．世界铜资源格局[ J ] ．金属 矿山，2 0 1 5 3 8 1 3 ． [ 4 ] 傅雷，仲冰．中国矿产资源现状与思考[ J ] ．资源与 矿业，2 0 0 8 1 8 3 - 8 6 ． [ 5 ] 张体福，邓戈，解琦．铜冶炼渣的资源化利用[ J ] ．冶 金能源，2 0 1 2 ，3 1 5 4 8 - 5 2 ． [ 6 ] 刘刚，朱荣．当前我国铜渣资源利用现状研究[ J ] ． 矿冶，2 0 0 8 ，1 7 3 5 9 石3 ． [ 7 ] S H E NHT ，F O R S S B E R GE ．A no v e r v i e wo fr e c o v e r yo f m e t a l sf r o ms l a g [ J ] ．W a s t eM a n a g e m e n t ，2 0 1 3 ，2 3 1 0 9 3 3 ． [ 8 ] Z H A N GY ，M A NRL ，N IWT ，e ta 1 ．S e l e c t i v el e a c h i n go f b a s em e t a l sf r o mc o p p e rs m e l t e rs l a g [ J ] ．H y d r o m e t a l l u r g y ， 2 0 1 0 ，1 0 3 1 - 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