四川某铜多金属矿选矿综合回收研究.pdf

2 0 1 4 年第6 期有色金属 选矿部分 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 4 ．0 6 ．0 0 2 四川某铜多金属矿选矿综合回收研究 邓伟1 ，一，王昌良2 ，赵开乐2 一，饶系英2 1 ．东北大学，沈阳1 1 0 8 1 9 ；2 ．中国地质科学院矿产综合利用研究所，成都6 1 0 0 4 1 ； 3 ．中南大学，长沙4 1 0 0 8 3 摘要四川某铜多金属矿含铜1 ．9 7 ％、锌1 ．3 2 ％、硫1 6 ．7 2 ％，由于主要金属矿物嵌布致密，且磁黄铁矿中的铁 有缺失、可浮性极好，对铜、锌、硫的分离回收造成极大的困难。本研究采用铜锌硫依次优先浮选工艺，配合使用专门 研制的高效组合抑制剂C F S 石灰，闭路试验获得的铜精矿铜品位2 1 ．8 2 ％、含锌1 ．9 2 ％、铜回收率9 6 ．4 3 ％，锌精矿锌品 位4 6 ．3 2 ％、含铜0 ．3 2 ％、锌回收率7 3 ．3 1 ％，硫精矿硫品位3 8 ．7 4 ％、硫回收率6 2 ．2 9 ％的优异指标。 关键词铜多金属矿；优先浮选；组合抑制剂 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 4 0 6 - 0 0 0 5 - - 0 4 S t u d yo nt h eC o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo fC o p p e rP o l y m e t a l l i cO r ei nS i c h u a n D E N GW e i L8 ，W A N Ga 嘲叼埘，Z H A OK a i l e s , 8 ，R A OX 蛳妒 1 ．N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ，S h e n y a n g1 1 0 8 1 9 ，C h i n a ； 2 ．I u s t i t u t eo fM u l t i p u r p o s eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e ，C A G S ，C h e n g d u6 10 0 4 1 ， C h i n a ；3 ．C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a4 10 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t Ac o p p e r - p o l y m e t a l h co r ew i t hC u1 ．9 7 ％，Z n1 - 3 2 ％，S1 6 ．7 2 ％o fC u Z n Sw a ss e p a r a t e d d i f f i c u l t l y ．B e c a u s et h em a i nm e t a l l i cm i n e r a l sw a sc o m p a c t d i s s e m i n a t e da n dh a dg o o df l o a t a b i l i t y ，a tt h e s a m et i m ep a r to fi r o nh a v el a c k e di np y r r h o t i t e ．r 1 1 l e 印p l i c a t i o nb ys e l e c t i v ef l o t a t i o nt e c h n o l o g ya n du s i n g n e ws p e c i a ld e p r e s s a n t sC F Sa n dC a 0h a do b t a i n e dac o p p e rc o n c e n t r a t ew i t hC ug r a d eo f2 1 ．8 2 ％，z n g r a d eo f1 ．9 2 ％，a n d ar e c o v e r yo f9 6 ．4 3 ％，t h ez i n cc o n c e n t r a t ew i t hZ ng r a d eo f4 6 ．3 2 ％，C ug r a d eo f 0 ．3 2 ％，a n dar e c o v e r yo f7 3 ．31 ％，a n ds u l f u rc o n c e n t r a t eW a sw i t hSc o n t e n to f3 8 ．7 4 ％，a n dar e c o v e r y o f6 2 ．2 9 ％． K e yw o r d s c o p p e r - p o l y m e t a l l i co r e ；s e l e c t i v ef l o t a t i o n ；c o m b i n e dd e p r e s s a n t s 某铜矿床已探明铜金属资源量5 7 万余吨、锌 金属资源量4 0 万余吨，矿石储量丰富，且伴生稀 散元素镉、镓、铟等，具有较高的开发利用价值。 生产现场仅回收了铜，回收率在9 0 ％左右，本研究 在详细分析矿石性质的基础上，进行了详细的实验 室试验，旨在综合回收矿石中的铜、锌、硫，从而 为矿山开发提供科学依据。 表1 T a b k1 1 原矿性质 1 ．1 原矿多元素分析 矿石中可供回收的有价元素主要有铜、锌和 硫，脉石主要为硅酸盐及铝硅酸盐类矿物，伴生的 镉、镓、铟及银达到综合回收的要求，原矿多元素 分析结果见表1 。 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 fr a n - o f - m i n eo r e，％ 元素c uZ nS 含量1 ．9 71 ．3 21 6 ．7 2 S i 0 2 灿_ 0 3T F eM g oT i 0 2P 如5 C a OM n ON a 2 0 K 加 A sc 0C d oG a l ’I n ” A u ”A 9 1 ’ 1 ．3 3O ．2 2O J D 0 2 五1 ．0 40 ．0 3 50 ．9 91 ．1 20 m l0 E z 34 l 9 74 ．4 90 ．0 9 54 9 ．3 3 5 ．1 49 ．6 12 5 ．6 4 1 单位为醇，下同。 收稿日期2 0 1 3 - 0 8 - 2 2 修回日期2 0 1 4 - - - 0 9 - 1 5 作者简介邓伟 1 9 8 3 一 ，男，安徽合肥人，博士，工程师，主要从事选矿工艺技术及综合利用研究。 万方数据 6 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第6 期 1 ．2 矿石的矿物组成及主要矿物的嵌布关系 矿石中主要金属矿物为黄铜矿、含铁闪锌矿及 磁黄铁矿，脉石矿物中绿泥石和云母含量较高，占 矿物总量的3 0 ．5 ％，其次为石英和长石，占矿物总 量的2 3 ．4 ％。黄铜矿是本矿石中最主要、分布最广 泛的铜矿物，矿物含量为5 ．8 ％，主要和含铁闪锌 矿、磁黄铁矿紧密连生，形成金属硫化物集合体， 集合体中黄铜矿、含铁闪锌矿、磁黄铁矿以毗邻镶 嵌最为常见；矿石中显微镜下见到的锌矿物为闪锌 矿，闪锌矿的锌被铁取代十分普遍，最高可达 2 6 ％；磁黄铁矿为矿石中主要铁矿物，占矿石中矿 物含量的3 7 ．5 ％，常呈他形粒状集合体与黄铜矿、 闪锌矿密切共生，且磁黄铁矿中的铁常被镍、钴、 锰、铜代替。 2 工艺流程的确定 在处理铜多金属硫化矿时，国内外研究者常采 用的选矿工艺一般为混合浮选、优先浮选、部分混 合一优先浮选、等可浮工艺流程等。铜锌矿石浮选 分离工艺，根据实践，主要采用优先及部分混合一 优先浮选流程[ 1 圳。 该矿石中，铜主要以黄铜矿形式存在，锌主要 以含铁闪锌矿形式存在，铜与锌的可浮性相差较 大，锌和硫的可浮性相差不大。优先浮选时，磨矿 后表面新鲜的黄铁矿可得到有效地抑制，倘若是部 分混合浮选，锌矿物和黄铁矿表面均吸附有捕收剂 和活化剂，在锌硫分离浮选时，若要很好地抑制黄 铁矿，就必须除去其表面的捕收剂，这比使表面新 鲜的黄铁矿受到抑制更加困难。所以，推荐优先浮 选工艺流程用于选别该矿。 3 选矿试验 3 ．1 铜粗选主要条件试验 3 ．1 ．1 磨矿细度试验 目的矿物的单体解离度是影响分选指标的重要 因素[ 5 ] ，对于铜粗选磨矿细度的确定主要考虑铜 的回收率及粗精矿中锌的含量。 磨矿细度试验药剂制度较为简单，仅添加了石 灰和Z 一2 0 0 ，其中石灰添加于磨机中，在固定石灰 用量1 ．0k 趴、Z 一2 0 06 0 趴、浮选时间4m i n 条件 下，调整磨矿细度，试验结果见图1 。 由图1 可知，随着磨矿细度的增加，铜品位有 所降低，铜回收率呈上升趋势。当磨矿细度为 一7 4 斗m 占6 4 ．9 ％时，铜品位、回收率分别达到 零 ＼ 堪 暗 5 05 5 6 0 6 5 7 0 磨矿细度 一7 4 斗m 含量 ，％ 图1 磨矿细度试验结果 堡 胬 擎 回 F i g ．1 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 1 铜品位；2 锌品位；3 铜回收率；4 锌回收率；下同 9 ．0 9 ％和9 7 ．0 3 ％，且粗精矿锌品位较低，锌损失不 高，再增加磨矿细度，铜品位和回收率下降明显。 因此，选择磨矿细度一7 4 斗m 占6 4 ．9 ％进行后面的 条件试验。 3 ．1 ．2 石灰用量试验 试验固定磨矿细度一7 4 斗m 占6 4 ．9 ％，Z 一2 0 0 6 0 趴、浮选时间4m i n ，调整石灰用量，试验结 果见图2 。 堡 趟 畦 石灰用量／ k g t 。1 图2 石灰用量试验结果 F i g ．2 R e s u l to fl i m ed o s a g eL e s t 堡 褥 擎 回 由图2 可知，随着粗选石灰用量从0 增至 1 ．6k 矾时，粗精矿铜品位及回收率逐渐增加，粗 精矿锌损失率逐渐减小。在石灰用量为1 ．6k 朗时， 粗精矿铜品位及回收率处于较高水平，且锌的损失 率最低，再增加石灰用量，指标变差，故选定铜粗 选石灰用量为1 ．6k 趴。 3 ．1 ．3Z 一2 0 0 用量试验 试验固定磨矿细度一7 4 肛m 占6 4 ．9 ％，石灰 1 ．6k 加、浮选时间gm i n ，调整Z 一2 0 0 用量，试验 结果见图3 。 由图3 可知，随着Z 一2 0 0 用量的增加，粗精矿 铜品位逐渐降低、铜回收率先略升后略降，粗精矿 中锌的损失率有所波动，当Z 一2 0 0 用量为6 0 虮 时，粗精矿中铜回收率最高，锌品位及锌损失率均 砌粥舳加∞∞∞∞加m o 321098765432l 砌∞舳加∞∞∞∞∞m o 万方数据 2 0 1 4 年第6 期邓伟等四川某铜多金属矿选矿综合回收研究7 最低，故选定铜粗选Z - 2 0 0 用量为6 0 舭。 零 、 翅 咯 零 、 谢 擎 回 Z 一2 0 0 用量， g ‘t 。1 图3Z 一2 0 0 用量试验结果 F i g ．3 R e s u l to fZ - 2 0 0d o s a g et e s t 3 ．2 锌粗选主要条件试验 3 ．2 ．1C F S 石灰组合用量试验 由于石灰是磁黄铁矿的较好抑制剂，又是矿浆 p H 调整剂，因此选用石灰作为磁黄铁矿的抑制剂。 但单独使用石灰，往往需要在很高的p H 条件下， 才能收到较好的抑制效果，因此石灰用量较大。生 产上石灰用量的增加，不仅会造成浮选泡沫发黏， 生产不稳定，难以控制，而且还有可能导致设备结 垢、堵塞管道[ 6 ] 。通过大量的试验研究，采用自行 研制的一种新型高效环保抑制剂C F S C F S 为一种 无机棕色粉末状药剂，无毒无害、性质稳定、使用 方便 与石灰按l 1 比例组合使用，则矿浆无需 在很高p H 下就可以对磁黄铁矿起到良好的抑制作 用，从而减轻高碱给设备带来的不利影响。 试验固定锌粗选硫酸铜用量2 0 0 虮、丁基黄药 7 0 卧、松醇油2 0 趴、浮选时间2m i n ，变更C F S 石灰 比例l 1 组合用量，试验结果见图g 。 蓬 趔 咯 堡 碍 擎 匿 石灰 C F S 用量／ k g ’t ’1 图4 石灰 C F S 用量试验结果 F i g ．g R e s u l to fh m ea n dC F Sd o s a g et e s t 由图4 可知，随着C F S 石灰组合用量的增加， 粗精矿锌品位呈增加趋势，而锌回收率呈先增后降 的趋势，在C F S 石灰组合用量为3 ．5k 加时，粗 精矿锌品位较高为2 2 ．1 4 ％，且锌回收率处于最高 水平，再增加用量，指标反而变差，故选定锌粗选 C F S 石灰组合用量为3 ．5k 趴。 可见，采用专门研制的硫抑制剂C F S 石灰组 合使用进行优先选锌，效果优异，一次粗选锌品位 可从入选的1 ．2 5 ％提高到2 2 ．1 4 ％、锌作业回收率 可达8 7 ．8 0 ％，从而非常有利于锌精选试验锌品位 的提高，实现锌矿物的高效回收。 3 ．2 ．2 硫酸铜用量试验 试验固定锌粗选石灰 C F S 组合用量3 ．5k 鼽、 丁基黄药7 0 趴、松醇油2 0 趴、浮选时间2m i n ， 试验结果见图5 。 堡 趟 互基 堡 静 擎 回 硫酸铜用量／ g ’t 4 图5 硫酸铜用量试验结果 F i g ．5 R e s u l to fc o p p e rs u l f a t ed o s a g et e s t 由图5 可知，随着硫酸铜用量增加，锌作业回 收率增加明显，说明硫酸铜对锌矿物具有良好的活 化作用，当硫酸铜用量超过2 0 0g ，t 后，锌粗精矿 锌回收率变化不明显，但锌品位大幅降低，说明此时 硫大量上浮，故选定锌粗选硫酸铜用量为2 0 0 趴。 3 ．3 闭路试验 在详细的条件试验及开路试验的基础上，进行 了闭路试验，试验流程及工艺条件见图6 ，结果见 闭路试验结果 R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t ／％ 4 结论 1 四川某铜多金属矿矿石储量丰富，主要有 用矿物为铜、锌、硫，其中铜主要赋存在黄铜矿 中，锌主要以含铁闪锌矿的形式存在，硫主要赋存 在磁黄铁矿中，目前生产现场仅回收了铜，回收率 砌帅舳加∞卯∞∞∞m o ∞勰拍M挖加堪M M ￡ m 2 厶 2 儿表表眦 砌∞的弛∞∞∞如加m 0 拍M 砣加墙M M ￡j m 0 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第6 期 原矿 锌精矿硫精矿 图6 闭路试验流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 在9 0 ％左右。 2 本研究旨在综合回收该矿中的有用矿物， 由于磁黄铁矿中的铁有缺失、可浮性极好，对铜、 锌、硫的分离回收造成极大的困难，采用自行研制 下转第5 0 页 万方数据 5 0 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第6 期 表1 2添加N a 2 S 与不添加N a 2 S 浮选试验结果 T a b l e12R e s u l t so ff l o t a t i o nt e s to fa d d i n gN a z S a n dw i t h o u ta d d i n gNa2S|％ 试验条件产品名称产率锌品位锌回收率 精矿3 1 ．6 l1 9 ．3 56 5 ．1 2 不添加N a 2 s尾矿6 8 ．3 94 ．7 93 4 ．8 8 合计1 0 0 ．0 9 ．3 91 0 0 ．0 精矿 3 2 ．3 52 0 ．0 37 3 ．9 2 添加N a 2 S尾矿6 7 ．6 53 ．3 82 6 ．0 8 合计1 0 0 ．08 ．7 71 0 0 ．0 矿，矿石泥化严重。 2 单独使用丁基黄药或G A 一1 对该矿石中菱 锌矿没有捕收效果；F A 一1 在p H 9 时对该矿石中 菱锌矿有捕收效果，但不能形成稳定泡沫层，导致 精矿锌回收率较低，而使用F A 一1 和G A 一1 组合捕 收剂时浮选指标得到明显改善。 3 通过最陡坡法确定了粗选药剂用量N a 2 C 0 3 38 2 7g ／t ，六偏磷酸钠25 8 2s ／t ，N a 墨1 80 0 0 趴， 组合捕收剂8 6 5 5 5 0g ／t ，药剂的影响程度六偏 磷酸钠 组合捕收剂 N a 2 S N a 2 C 0 3 ，当浮选人料锌 品位为8 ．9 0 ％时，通过一次粗选可以获得精矿锌品 位2 2 ．5 9 ％，锌作业回收率7 4 ．0 3 ％的较好指标。 4 与添加N 茚浮选的指标相比，不加N a 2 s 浮选得到的粗选精矿锌品位基本不变，但锌回收率 低了8 ．8 ％，因此还是需要添加N a 2 S 。 参考文献 [ 1 ] s ．H ．霍谢尼，李长根，崔洪山．用阳离子和阴离子混合捕 收剂浮选菱锌矿的物理化学研究[ J ] ．国外金属矿选矿， 2 0 0 7 1 0 1 4 - 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6 ． 、 仓％、 仓 介 仓 仓 仓 命 仓 仓 仓 岔 岔 仓 僚 夼 岔 命 岔 岔 仓僚 僚 岔 岔 岔 命 岔 命 岔 岔 岔 命 岔 沈阳北矿矿冶研究所 沈阳北矿矿冶研究所是专门从事选矿试验、选矿技术服务的矿业技术企业。主要客 户为有色金属、贵金属、非金属等矿山企业。 主要产品有起泡剂5 2 0 、5 5 0 ，氧化铜活化剂6 1 l 、6 1 2 ，螯合剂6 3 0 、6 9 7 ，铜金 捕收剂4 0 0 0 ，铜钼捕收剂8 6 4 5 ，铜金银捕收剂9 2 0 0 、9 4 0 2 等。 现因工作需要急招选矿所所长1 人，男性，5 5 周岁以下，年薪1 0 5 0 万元 人民 币 ，有意者可电话垂询。 联系电话1 3 4 7 8 8 8 2 1 1 6 E m a i l 1 2 4 5 6 3 9 6 8 q q ．C O r n 万方数据