新型捕收剂PJ-9在某硫化铜矿浮选中的应用.pdf

2 0 2 0 年第1 期有色金属 选矿部分1 1 3 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 0 ．0 1 ．0 1 9 新型捕收剂P J 一9 在某硫化铜矿浮选中的应用 陈晓芳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 摘要针对某铜矿山在高碱条件下采用丁基铵黑药进行强压强拉选铜，存在的铜回收率偏低、选矿药剂成本高等问 题。在不改变现场工艺流程结构及磨矿细度的前提下，仅通过采用新型铜捕收剂P J 一9 ，在低碱条件下就实现了该矿山铜硫矿 物的有效分离，闭路试验获得铜精矿含铜2 5 ．2 2 ％、金4 ．6 0g ／t 、银9 0 ．8 0g ／t ，铜回收率9 2 ．0 3 ％、金回收率3 9 ．5 1 ％、银回收率 4 9 ．4 l ％。比相同条件下采用丁基铵黑药作捕收剂时，铜精矿铜品位高2 ．7 7 ％、铜回收率高2 ．1 5 个百分点，石灰用量减少 8 0 0g ／t ，具有良好的工业应用前景。 关键词高碱与低碱；丁基铵黑药；强压强拉；新型铜捕收剂 中图分类号T D 9 2 3 ．1 3文献标志码A文章编号1 6 7 卜9 4 9 2 2 0 2 0 0 1 ．0 1 1 3 0 5 A p p l i c a t i o no fN e wC o l l e c t o rP J 一9i nS u l f i d eC o p p e rF l o t a t i o n C H E NX i a o f a n g 1 ’2 1 ．Z i j i nM i n i n gG r o u pC o ．，L t d ．，F u j i a nS h a n g h a n g3 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 yC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fL o w - g r a d eR e f r a c t o r yG o l dO r e s ， F u j i a nS h a n g h a n g3 6 4 2 0 0 A b s t r a c t s B u t y l a m i n ea e r o f l o a tw a su s e di nt h ec o n d i t i o no fh i g ha l k a l i n i t yw i t hs t r o n gs u p p r e s s i o n a n ds t r o n ga c t i v a t i o nt op r o c e s sc o p p e r ，b u tt h e r ea r es e v e r a lp r o b l e m si n c l u d i n gl o wc o o p e rr e c o v e r y ，h i g h C O S to fr e a g e n ta n dS Oo n ．W i t h o u tc h a n g i n go n s i t ef l o w c h a r ta n dg r i n d i n gf i n e n e s s ，i tw a sa c h i e v e dt h e e f f e c t i v es e p a r a t i o no fc o p p e ra n ds u l f u rb yo n l yu s i n gn e wc o l l e c t o rP J 一9w i t hl O Wa l k a l i n i t y ．A c c o r d i n gt o t h ec l o s e d c i r c u i t ，ac o p p e rc o n c e n t r a t ew a so b t a i n e dc o n t a i n i n g2 5 ．2 2 ％C u ，4 ．6 0g ／tA u ，a n d9 0 ．8 0g ／tA g w i t hC ur e c o v e r y9 2 ．0 3 ％，A ur e c o v e r y4 9 ．5 1 ％，a n dA gr e c o v e r y4 9 ．4 1 ％．C o m p a r e dw i t hu s i n gb u t y l a m i n ea e r o f l o a t ，t h ec o p p e rg r a d ea n dr e c o v e r yw e r ei n c r e a s e d2 ．7 7 ％a n d2 ．15 ％，w h i l et h el i m ed o s a g e w a sr e d u c e d8 0 0g ／t ．T h e r ew e r es o m ep r o m i s ei nu s eo fp r a c t i c a la p p l i c a t i o n s ． K e yw o r d s h i g ha n dl o wa l k a l i n i t y ；b u t y l a m i n ea e r o f l o a t ；s t r o n gp r e s s u r ea n ds t r o n ga c t i v a t i o n ； n e wc o p p e rc o l l e c t o r 铜金属是国民经济发展的重要原料之一，大部 分来源硫化铜矿资源[ 1 ‘2 ] 。硫化铜矿常与黄铁矿共 生，回收硫化铜矿实际上就是硫化铜矿与黄铁矿及 脉石矿物的有效分离[ 35 | 。对于铜硫矿物的分选，常 规的铜硫分离工艺和铜硫分离药剂难以获得良好指 标，大部分铜矿资源损失于尾矿中[ 6 ] 。通常采用“石 灰高碱”工艺抑硫浮铜[ 7 4 ] ，但在高碱环境中，铜及其 伴生金属的回收将会受到一定影响，且大量石灰的 添加，一方面会使得浮选泡沫发黏，影响矿物分离效 果，另一方面还会增加后续选硫或尾矿处理酸消耗 量，致使选矿成本增加。因此研究开发高效新型铜 捕收剂，实现低碱条件下铜硫矿物的有效分离，具有 十分重要的意义。 某大型斑岩型铜矿，随着开采的深入，铜品位越 来越低、硫品位越来越高，矿石性质越来越复杂，铜 的氧化率较高。为了保证铜精矿品质，目前该矿山 主要采取的手段是在高碱条件下，添加大量的丁基 铵黑药作捕收剂，进行强压强拉，以保证铜精矿品 位，但铜精矿回收率相对偏低，且大量石灰的添加不 仅造成铜尾选硫指标越来越差，还增加选矿成本，石 收稿日期2 0 1 9 - 0 5 0 5 作者简介陈晓芳 1 9 8 6 一 ．女．江西湖口人，硕士，工程师，主要从事选矿工程技术开发与应用研究。 万方数据 1 1 4 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第1 期 灰造成的管道堵塞现象严重等问题。本研究在不改 变现场原有工艺及磨矿细度的条件下，通过多种捕 收剂对比试验，筛选出低碱条件下适合该斑岩型铜 硫矿物分选的高效捕收剂，获得了良好的试验指标， 有效改善了现场存在的一系列问题。 1原矿性质 福建某矿山低品位硫化铜矿含铜0 ．3 6 ％，有效 硫5 ．3 6 ％，是主要的有价元素。金、银品位分别为 0 ．1 7g ／t 和2 ．3 0g ／t ，可综合回收。矿石中主要金属 硫化物为黄铁矿，铜矿物主要为辉铜矿和铜蓝，其次 为斑铜矿和黄铜矿等，微量的硫砷铜矿，脉石矿物以 表1 T a b l el 石英为主。矿石多组分分析及铜化学物相分析结果 分别见表1 和表2 。 在一7 4 扯m 占6 0 ％，即现场现有磨矿细度条件 下，铜硫化物的解离度为8 2 ．0 8 ％，其解离情况良好， 无需增加磨矿细度；铜矿物单体主要分布于一7 4 2 0 肛m ，其次分布于一2 0 1 0 肛m ，一1 0t z m 粒级含量 占5 ％左右；未解离的铜矿物中1 2 ％与黄铁矿连生， 6 ％左右与脉石连生，与黄铁矿连生的硫化铜矿大部 分为贫连生体，且铜矿物粒度均在一3 8 肛m 粒级；细 粒级铜矿物单体及贫连生体将难以回收，工艺矿物 学推算铜的理论回收率在8 7 ％～9 2o ／；。 样品多组分分析结果 M u l t i c o m p o s i t i o na n a l y s i sr e s u l t so fs a m p l e } ％ 2 试验结果与讨论 2 ．1 捕收剂种类试验 选矿厂现场工艺为两次粗选两次精选两次扫 选，在p H 值为1 1 ～1 2 矿浆体系下以丁基铵黑药作 捕收剂进行优先选铜，但本研究的目的是在低碱条 件下实现铜硫矿物的有效分离，选用的新型铜浮选 捕收剂P J 一9 ，适宜在中碱或低碱条件下浮选硫化铜 矿[ 10 | 。因此首先通过降低现场石灰用量，控制矿浆 p H 值在9 左右，此时石灰用量为8 0 0g ／t ，在此条件 下进行捕收剂种类及用量试验，以保证新药剂的最 佳药剂性能。在相同捕收剂用量条件下，考察P J 一9 、 丁基铵黑药和Z 一2 0 0 捕收性能的差异，试验固定磨 矿细度为一7 4p ．m 占6 0 ％，试验流程图和试验结果 如图1 和图2 所示。其中P J 一9 是本研究自主合成的 新型酯类捕收剂，其选择性好，对铜矿物捕收能力 强，价格与丁基铵黑药价格差不多。 从图2 结果可看出，相同捕收剂用量条件下，丁 基铵黑药的捕收能力及选择性都较差，所得铜精矿 铜品位及回收率都最低；Z 一2 0 0 捕收能力强但选择性 较差，所得铜精矿铜回收率最高，但铜品位较低；相 对来说新型捕收剂P J 一9 ，捕收能力强、选择性好，所 得铜精矿铜品位和回收率都较高。这也与试验预期 相符，在低碱条件下，P J 一9 对铜矿物的选择性好、捕 收能力强，故选择P J 一9 作该矿石铜浮选捕收剂。 精矿 尾矿 位m i n ，下同 图l捕收剂种类试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fc o l l e c t o rt y p et e s t 万方数据 2 0 2 0 年第1 期陈晓芳新型捕收剂P J 一9 在某硫化铜矿浮选中的应用1 1 5 图2 捕收剂种类试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fc o l l e c t o rt y p et e s t 2 ．2 粗选石灰用量试验 确定捕收剂为P J 一9 后，进行了石灰用量试验。 石灰[ 1 妇作为铜硫分离最常用的抑制剂，其价格低廉、 分选效果好，但石灰过量不利于铜及金、银的回收， 且对P J 一9 新药剂的药剂性能可能也有一定影响，因 此石灰用量很关键。石灰用量试验流程同图1 ，其中 捕收剂为P J 一9 ，石灰用量为变量，试验结果见图3 。 粗选石灰用量， g ’t “ 图3 粗选石灰用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fc o a r s el i m ed o s a g et e s t 由图3 可知，随着石灰用量的增加，两段粗选获 得的精矿铜品位先升高后趋于稳定，回收率先升后 降，当石灰用量为8 0 0g ／t 时回收率最高，此时铜精 矿含铜6 ．0 5 ％、铜回收率9 0 ．3 6 ％，此时粗选p H 值 为8 ．9 5 。 2 ．3 粗选一捕收剂用量试验 在粗选石灰用量为8 0 0g ／t ，磨矿细度一7 4 肚m 占6 0 ％，松醇油用量4 ．5g ／t 条件下进行了粗选一 捕收剂用量条件试验，试验流程图和试验结果分别 见图4 和图5 。 原矿 精矿尾矿 图4 粗选一捕收剂用量试验流程 F i g ．4 F l o w s h e e to ff i r s tc o a r s ec o l l e c t o r d o s a g et e s t 捕收剂用量／ g l “ 图5 粗选一捕收剂用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so ff i r s tc o a r s ec o l l e c t o rd o s a g et e s t 从图5 可看出，随着粗选一P J 一9 用量的增加，精 矿品位越来越低，回收率呈先快后慢的上升趋势，当 捕收剂用量大于2 0g ／t 时，精矿品位下降较多，而回 收率上升不明显，故确定粗选一捕收剂用量为 2 0g ／t ，一次粗选获得铜精矿含铜1 0 ．1 0 ％、回收率 为5 1 ．6 2 ％。 2 ．4 粗选二捕收剂用置试验 在固定粗选一捕收剂用量为2 0g ／t 条件下进行 粗选二捕收剂用量试验，试验流程同图1 ，其中捕收 剂为P J 一9 ，粗选一用量为2 0g ／t ，粗选二为变量，试 验结果如图6 所示。 由图6 可看出，随着捕收剂用量的增加，两次粗 选获得的铜精矿铜品位呈下降趋势，回收率先升后 降，当捕收剂用量大于1 2 ．5g ／t 时，铜回收率开始有 下降趋势，故确定粗选二捕收剂用量为1 2 ．5g ／t ，此 时两次粗选铜精矿含铜6 ．2 7 ％、铜回收率9 1 ．5 7 ％。 万方数据 1 1 6 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第1 期 粗选二捕收剂用量／ g t 。 图6 粗选二捕收剂用■试验结果 F i g ．6 R e s u l t so fs e c o n dc o a r s ec o l l e c t o rd o s a g et e s t 2 ．5 精选石灰用量试验 为进一步提升铜精矿品位，考虑在精选一添加 适量石灰，精选石灰用量试验流程图和试验结果如 图7 和图8 所示。 原矿 精矿中矿 捕收剂时，其药剂制度采用现场药剂制度 。由表3 可知，在原矿含铜0 ．3 8 ％左右的情况下，不改变现场 原则流程，以P J 一9 作捕收剂，通过两次粗选、两次精 选、两次扫选的闭路流程，获得铜精矿含铜2 5 ．2 2 ％、 金4 ．6 0g ／t 、银9 0 ．8 0g ／t ，铜回收率9 2 ．0 3 ％、金回 收率3 9 ．5 1 ％、银回收率4 9 ．4 1 ％的良好指标。 精选石灰用量／ g - t - I 图8 精选石灰用量试验结果 F i g ．8 R e s u l t so fc o n c e n t r a t i o nl i m ed o s a g et e s t 原矿 石灰 ◇而％ 2 火捕收剂 2 k 松醇油4 ．5 粗I 选I 图7 精选石灰用量试验流程 精矿 F i g ．7 F l o w s h e e to fc o n c e n t r a t i o nl i m ed o s a g et e s t 由图8 结果可看出，随着精选石灰用量增加，精 矿铜回收率呈下降趋势，品位不断上升，当石灰用量 大于2 0 0g ／t 时，铜精矿铜品位上升不明显，铜回收率 开始呈下降趋势，故选择精选石灰用量为2 0 0g ／t ，此 时铜精矿含铜2 2 ．3 2 ％、铜回收率7 9 ．2 1 ％。 2 ．6 闭路试验 分别进行P J - 9 与丁基铵黑药实验室闭路对比 试验，试验流程采用现场流程，如图9 所示，试验各 药剂用量及试验结果见表3 其中采用丁基铵黑药作 2 浆捕收剂 粗l 选Ⅱ I 3 I - - 2 l 捕收剂4 扫J 选I E g I 6， 2 9 捕收剂4 扫l 选I I 6 图9闭路试验流程 F i g ．9 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 尾矿 与以丁基铵黑药作捕收剂相比，采用P J 一9 作捕 收剂具有如下优势1 铜精矿指标更高，闭路试验获 得铜精矿铜品位高2 ．7 7 ％、铜回收率高2 ．1 5 个百分 点，贵金属金、银的回收率相当；2 药剂用量少，采用 P J 一9 作捕收剂时，石灰用量减少8 0 0g ／t ，粗选矿浆 p H 值由1 1 左右降至9 左右，实现该矿山低碱条件 下铜硫矿物的有效分离。 掌 万方数据 2 0 2 0 年第1 期陈晓芳新型捕收剂P J 一9 在某硫化铜矿浮选中的应用1 1 7 3结论 1 某低品位硫化铜矿石含铜0 ．3 6 ％，有效硫 5 ．2 3 ％，是主要的有价元素。金、银品位分别为 0 ．1 7g ／t 和2 ．3 0g ／t ，可综合回收。目前该矿山主要 采用高碱条件下以丁基铵黑药作捕收剂，存在铜精 矿铜回收率偏低，选矿成本高等问题。 2 本研究采用P J 一9 替代丁基铵黑药作捕收剂， 闭路试验表明，不改变现场原则流程的基础上，通过 两次粗选、两次精选、两次扫选的闭路流程，获得铜 精矿含铜2 5 ．2 2 ％、金4 ．6 0g ／t 、银9 0 ．8 0g ／t ，铜回 收率9 2 ．0 3 ％、金回收率3 9 ．5 1 ％、银回收率4 9 ．4 1 ％ 的良好指标。 3 本研究采用新型高效铜浮选捕收剂P J 一9 ，在 不改变现场原则流程的基础上，仅通过改变药剂用 量，低碱条件下实现了铜硫矿物的有效分离。其具 有试验指标良好、药剂成本低，现场改动小、工业易 实现等优势。 参考文献 [ 1 ] 罗晓玲．国内外铜矿资源分析[ J ] ．世界有色金属，2 0 0 4 4 4 1 0 ． L U OX i a o l i n g ．A n a l y s i so fc o p p e rm i n er e s o u r c e sa th o m e a n da b r o a d [ J ] ．W o r l dN o n f e r r o u sM e t a l s ，2 0 0 4 4 4 - 1 0 ． [ 2 ] 李继福，邬海滨，杨冰，等．内蒙古某铜矿综合利用的试验 研究[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 1 7 ，3 7 8 1 0 4 1 0 8 ． L IJ i f u ，W UH a i b i n ，Y A N GB i n g ，e ta 1 ．E x p e r i m e n t a l s t u d yo nt h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fac o p p e rm i n ei n I n n e rM o n g o l i a ，M i n i n gR D ，2 0 1 7 。3 7 8 1 0 4 1 0 8 ． [ 3 ] 陈建华，冯其明．铜硫浮选分离技术进展[ J ] ．矿产保护与 利用，1 9 9 7 4 1 9 - 2 3 ． C H E NJ i a n h u a ，F E N GQ i m i n g ．T h ed e v e l o p m e n t so fC u Sf l o a t a t i o ns e p a r a t i o nt e c h n i q u e [ J ] ．C o nS e r v a t i o na n d U t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s ，1 9 9 7 4 9 - 2 3 ． [ 4 2 朱建风．硫化铜矿石浮选技术进展[ J ] ．世界有色金属， 2 0 1 8 7 6 8 - 6 9 ． Z H UJ i a n f e n g ．R e s e a r c hp r o g r e s so nf l o t a t i o nt e c h n o l o g yo f c o p p e rs u l f i d eo r e ．W o r l dN o n f e r r o u sM e t a l s ，2 0 1 8 7 6 8 6 9 [ 5 ] 吕兵超，丛颖，方娴．新型捕收剂在某铜矿石的应用研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 4 7 9 8 2 ，9 2 ． L Y UB i n g c h a o ，C O N GY i n g ，F A N GX i a n ．R e s e a r c hO i l t h ea p p l i c a t i o no fn e wc o l l e c t o rt Oa c o p p e ro r e ．[ J ] ． N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a lP r o c e s s i n gS e c t i o n ，2 017 4 7 9 8 2 ，9 2 ． [ 6 ] 廖德华，鲁军，石仑雷，等．云南某低品位斑岩型硫化铜矿 选矿试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 2 5 - 8 ． L I A 0D e h u a ，L UJ u n ，S H IL u n l e i ，e t c ．E x p e r i m e n t a l s t u d y o nm i n e r a l p r o c e s s i n g o fa l o w g r a d ep o r p h y r y c o p p e ro r eo fY u n n a n [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a l P r o c e s s i n gS e c t i o n ，2 0 1 4 2 5 - 8 ． [ 7 ] 翁存建，马鹏飞，王鹏程，等．我国铜硫矿选矿技术研究进 展[ J ] ．有色金属科学与工程，2 0 1 4 5 1 1 7 1 2 2 ． W E N GC u n j i a n ，M AJ i a n f e i ，W A N GP e n g c h e n g ，e ta 1 ． R e s e a r c hp r o g r e s so fb e n e f i c i a t i o nt e c h n o l o g yf o rC h i n a ’S c o p p e rs u l f i d eo r e [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l sS c i e n c ea n d E n g i n e e r i n g ，2 0 1 4 5 1 1 7 - 1 2 2 ． [ 8 2 罗仙平，邱廷省，方夕辉，等．黄铁矿低碱介质高效有机抑制 剂的选择及机理研究I - J ] ．江西科学，2 0 0 1 ，1 9 2 7 9 8 3 ． L U OX i a n p i n g ，Q I UT i n g s h e n g ，F A N GX i h u i ，e t c ． S t u d yo ns e l c e t i o na n dm e c h a n i s mo fe f f e c t i v eo r g a n i c d e p p r e s s a n t so fp y t i t ei nl o wa l k a l i n em e d i u m [ J ] ．J i a n g x i S c i e n c e ，2 0 0 1 ，1 9 2 7 9 8 3 ． [ 9 ] 孙小俊，顾帼华，李建华，等．捕收剂C S U 3 1 对黄铜矿和 黄铁矿浮选的选择性作用[ J ] ．中南大学学报 自然科学 版 ，2 0 1 0 ，4 1 2 4 0 6 4 1 0 ． S U NX i a o j u n ，G UJ i n h u a ，L IJ i a n h u a ，e ta 1 ．I n f l u e n c e s o fc o l l e c t o rC S U 3 1o nc h a l c o p y r i t ea n dp y r i t ef l o t a t i o n [ J ] ．J o u r n a lo fC e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y S c i e n c ea n d T e c h n o l o g y ，2 0 1 0 ，4 1 2 4 0 6 4 1 0 ． [ 1 0 3 张泾生，阴煊兰．矿用药剂[ M 3 ．北京冶金工业出版 社，2 0 0 8 ． Z H A N GT i n g s h e n g ，Q U EX u a n l a n ．M i n e r a lr e a g e n t [ M ] ．B e i j i n g M e t a l l u r g i c a lI n d u s t r yP r e s s ，2 0 0 8 ． [ 1 1 ] 匡敬忠，李永峰，刘德华．铜硫分离中抑制剂的应用[ J ] ． 矿业研究与开发，2 0 1 3 ，3 3 5 5 1 - 5 4 ，1 2 1 ． K U A N GJi n g z h o n g ，I ．1 Y o n g f e n g ，L I U D e h u a ． A p p l i c a t i o no fd e p r e s s a n ti nc o p p e r s u l p h u rs e p a r a t i o n p r o c e s s [ J ] ．M i n i n gR ＆．D ，2 0 1 3 ，3 3 5 5 卜5 4 ，1 2 1 ． 万方数据