新型环保有机铅抑制剂在硫化铜铅分离中的应用.pdf

2 0 1 8 年第5 期 有色金属 选矿部分．1 0 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 8 ．0 5 ．0 2 0 新型环保有机铅抑制剂在硫化铜 铅分离中的应用 钱志博，吴卫国，张行荣，曾克文，孙志健 北京矿冶科技集团有限公司矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘 要鉴于当前采用传统环保铅抑制剂用于铜铅分离效果不理想的问题，本文介绍一种新型环保有机铅抑制 剂P D 一1 。通过单矿物试验和人工混合矿分离试验研究其对方铅矿以及黄铜矿的抑制作用差异，并与重铬酸钾等传统 铅抑制剂的分离效果进行对比。结果表明，P D l 在乙硫氨酯 Z 2 0 0 作为捕收剂的铜铅分离体系中，能够抑制方铅矿 的上浮而不影响黄铜矿的回收，从而实现铜铅分离。和传统铅抑制剂相比，P D ．1 具有用量少、毒性低的优点，有望成 为重铬酸钾的替代品 关键词黄铜矿；方铅矿；铅抑制剂；铜铅分离 中图分类号T D 9 2 3 ．1 4 ；T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 2 ．2 文献标志码A文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 1 8 0 5 ．0 1 0 5 J 0 6 A p p U c a t i o no faN e wE n V i r o 啪e n tF r i e n d l yo r g a n i cD e p r e s s a n t i nt h eS e p a r a t i o no fC h a l c o p y r i t ea n dG a l e n a Q l A NZ h i b o ，W UW e t g u o ，z H A N Gx t n g r o n g ，Z E N GK e 协e n ．S U NZ h 巧沲n J s ￡o ￡e 匆如6 0 r o ￡o ∥旷M i 聊m 2P r o c e s s i 凡g5 c i e M en 凡d ％c n 0 2 0 ∥， B G R I M MT e c h n o l o g yG r o l 巾，B e 磅i n g10 2 6 2 8 ，C h t n 8 、 A b s t r a c t D u et ot h ei n e m c i e n c yo ft r a d i t i o n a le n v i r o n m e n tf r i e n d l vd e p r e s s a n t sf o rg a l e n a ，t h i sc o n t r i b u t i o n i n t r o d u c e san e we n V i r o n m e n tm e n d l yd e p r e s s a n tc a l l e dP D - 1f o rg a l e n a ． T h r o u g hs i n g l em i n e r a l t e s t sa n d s e p a r a t i o nt e s t s o fa r t i f i c i a lm i x e dm i n e r a l s ，t h ed i f f b r e n c e so f d e p r e s s i o n o n c h a l c o p y 打t e a n dg a l e n aa r e r e s e a I ．c h e d ．W h a t ’sm o r e ， t h ee “b c tc o n t r a s tb e t w e e nP D 一1a n dt r a d i t i o n a l d e p r e s s a n t ss u c h a sP o t a s s i u m D i c h r o m a t ei sa l s os t u d i e d ．A sar e s u l t ，i ti sd e m o n s t l ‘a t e dt h a tP D 一1c a nd e p r e s sg a l e n as t m n g l yw i t h o u ta f f b c t i n g t h en o t a t i o no fc h a l c o p y r i t ew h e r eZ 2 0 0i sc o U e c t o r ，s o a st or e a l i z et h es e p a r a c i o no fC u P b ．P D 一1h a st h e a d v a n t a g e so fl o w e rd o s a g ea n dl e s sp o l l u t i o nw h i c hi n d i c a t e si tc a nt a k ep l a c eP o t a s s i u mI i c h r o m a t ea s an e w d e p r e s s a n tf o rg a l e n a ． K e yw o r d s c h a l c o p y r i t e ；g a l e n a ；d e p r e s s a n tf b rg a l e n a ；s e p a m t i o no fC u P b 在我国多金属矿石中，铜和铅经常以黄铜矿 和方铅矿的形式出现。由于二者具有相近的可浮 性，在实际生产中一般是先得到铜铅混合精矿，然 后进行铜铅分离u J 。铜铅分离采用的方法主要有 两种，一种是抑铅浮铜，另一种是抑铜浮铅。前者 主要应用氧化剂 重铬酸盐、高锰酸钾 法或氧化 硫 亚硫酸钠、硫代硫酸钠 法，后者则采用氰化物 与硫酸锌或硫化钠联合抑制黄铜矿的方法’2 ’。同 时，采用第一种方法的居多。然而，不管应用上述 方法哪种药剂，由于存在严重污染环境或矿浆环 境不宜设备维护的问题，当前矿山已逐渐减少甚 至禁止使用。 在此情况下，近些年有研究提出应用羧甲基 纤维素、糊精以及其它组合抑制剂来实现铜铅分 离，但是由于往往药剂制度复杂，操作不易控制， 分离效果不甚理想、3 4 。。为此，环保、高效、低廉的 铅抑制剂仍然是当前硫化铜铅分离研究的 热点5 引。 本文介绍一种新型环保有机铅抑制剂P D 一1 ，研 究其在z 2 0 0 作为捕收剂的体系中对黄铜矿和方铅 基金项目国家重点基础研究发展计划 9 7 3 汁划 项目 2 0 1 4 c B 6 4 3 4 0 3 箨薯禺羿袈鬈蓠‰一 赞舄毙嚣艾搿圣，助理工程师，从事矿物加工药剂与工艺研究。作者简介钱志博 1 9 9 1 一 ，男，河北丰润人，硕士，助理工程师，从事矿物加工药剂与工艺研究。 万方数据 1 0 6 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 矿分离效果的影响。其中，P D - 1 是基于聚丙烯酰胺 易于改性的特点，在其分子结构上嫁接多个亲固基 所形成的药剂。它能够选择性地在方铅矿表面实现 吸附，同时利用自身的酰胺基使方铅矿表面亲水，从 而达到抑制方铅矿的目的。 1 研究方法 1 ．1 矿样与药剂 采用黄铜矿与方铅矿为试验矿样，其中黄铜矿 纯度为9 5 ．8 7 ％，方铅矿纯度为9 9 ．1 2 ％。原块状矿 石经过手选除杂，破碎筛分，最终制备出一7 4 3 8 “m 的浮选试验样品。 由于z 2 0 0 是硫化铜矿物的高效捕收剂，且毒性 低、选择性好，所以浮选试验采用z 2 0 0 作为捕收剂。 浮选起泡剂为甲基异丁基甲醇 M I B C ，p H 值调整 剂为盐酸 质量分数为3 ％。 和氢氧化钠溶液 质量 分数分别为1 ％和l ‰ 。抑制剂分别为P D ．1 、重铬 酸钾、硫酸亚铁以及糊精。 1 ．2 试验方法 浮选试验采用x F G C Ⅱ型挂槽式浮选机，搅拌速 度为l7 0 2r ／m i n ，浮选机有效容积为3 0m L 。每份 浮选试验矿样质量为2 ．0 0 0g ，其中人工混合矿分离 试验所用矿样由黄铜矿与方铅矿按照质量比为2 3 配置而成。为避免矿石表面黏附杂质的影响，每份 浮选试验矿样在进入浮选前均用超声波进行清洗 5m i n 。浮选试验流程如图l 所示。 图l 浮选试验流程图 F 嘻1 l mJ 、、s №I J f f l 1 c d l ml P s I 2 试验结果与讨论 2 ．1 黄铜矿和方铅矿可浮性研究 2 ．1 ．1 z 2 0 0 用量对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响 在矿浆p H 值为9 、起泡剂用量为1 0m g ／L 时， 捕收剂z 2 0 0 用量对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响 如图2 所示。 从图2 可以看出，随着z 2 0 0 用量的增加，黄铜 图2 捕收剂Z 2 0 0 用量对黄铜矿及 方铅矿可浮性的影响 F i g ．2 T h ee f f e c t o fd o s a g eo fc o l l e c t o rZ 2 0 0o n t h ef l o t a b i l i t yo fc h a l c o p y r i t ea n dg a l e n a 矿和方铅矿的回收率均随之增长，当z 2 0 0 用量为 8m g ／L 时，黄铜矿回收率最大，为9 5 ．5 ％；当z 2 0 0 用量为2 0m g ／L 时，方铅矿的回收率最大，为 8 2 ．3 ％。因此，黄铜矿浮选最佳捕收剂用量为 8m ∥L ，方铅矿浮选最佳捕收剂用量为2 0m ∥L 。 2 ．1 ．2 p H 值对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响 当起泡剂用量为1 0m ∥L ，捕收剂z 2 0 0 用量分 别为8 、2 0m g ／L 时，p H 值对黄铜矿和方铅矿可浮性 的影响如图3 所示。 图3p H 值对黄铜矿及方铅矿可浮性的影响 F i g ．3 T h ee f f e c to fs l u r r yp Ho nt h en o t a b i l i t y o fc h a l c o p y r i t ea n dg a l e n a 从图3 可以看出，在z 2 0 0 捕收剂体系下，黄铜 矿的可浮性受矿浆p H 值影响程度较小，回收率在 8 5 ％以上，最佳p H 值为9 左右。方铅矿的可浮性 受p H 值影响程度较大，不同p H 值条件下，其可浮 性差异很大，在强酸性和弱碱性矿浆条件下，可浮性 较好，最高回收率为8 2 ．5 8 ％，最佳p H 值为9 左右， 当p H 值为1 2 时，可浮性消失。 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 钱志博等新型环保有机铅抑制剂在硫化铜铅分离中的应用．1 0 7 ． 2 ．1 ．3 M I B C 用量对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响 在p H 值为9 ，z 2 0 0 用量分别为8 、2 0m g ／L 时， 起泡剂M I B C 用量对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响 如图4 所示。 图4 起泡剂用量对黄铜矿及 方铅矿可浮性的影响 F i g ．4 T h ee 雎c to fd o s a g eo ff r o t h e ro nt h e n o t a b i l i t yo fc h a l c o p y r i t ea n dg a l e n a 从图4 可以看出，随着M I B C 用量的增加，黄铜 矿和方铅矿的回收率均随之增大，当M I B c 用量为 1 0m g ／L 时，黄铜矿和方铅矿回收率均达到最大。 因此，最佳M I B C 用量为1 0m g ／L 。． 综上，在p H 值为9 ，M I B c 用量为1 0m g ／L ， z 2 0 0 用量分别为8 、2 0m g ／L 时，黄铜矿和方铅矿可 浮性分别达到最好。在此条件下，进行抑制剂P D ．1 对黄铜矿及方铅矿可浮性的影响研究。 2 ．2 P D - 1 对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响研究 2 ．2 ．1 P D 一1 用量对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响 选定p H 值 9 ，M I B C 用量为1 0m ∥L ，z 2 0 0 用 量分别为8 、2 0m g ／L 时，P D - l 用量对黄铜矿及方铅 矿可浮性的影响如图5 所示。 从图5 可以看出，随着P D 一1 用量的增加，方铅矿 的回收率迅速降低，用量为3m ∥L 时方铅矿回收率 已低于1 0 ％，之后抑制作用略有较小程度增强。对 于黄铜矿来讲，P D 一1 用量在o ～5m g ／L 的范围内缓 慢下降，随着用量继续增大，其回收率有较大速度的 下降趋势。从回收率差异可以看出，使黄铜矿和方铅 矿达到最好的分离效果的P D - 1 用量可能在4m ∥L 左右。 2 ．2 ．2 p H 值对P D ．1 作用效果的影响 当z 2 0 0 用量分别为8 、2 0m g ／L ，M I B C 用量为 1 0m g ／L 、P D 一1 用量为5m g ／L 时，考察p H 值对黄铜 矿和方铅矿可浮性的影响。试验结果如图6 所示。 从图6 可以看出，在p H 值为4 时，P D 一1 对黄铜 图5P D - 1 用量对黄铜矿及 方铅矿可浮性的影响 F i g ．5 T h ee f T e 1 to fP D 一1 1 0 s a g eo nf h ef l o t a b i l i t fc h a l ’o I y l ’i t ea n dg a l P l l a 图6p H 值对P D - 1 抑制效果的影响 F i g ．6 T h ee f f e c to fs l u r r yp Ho nt h e d e p r e s s i o ne f f e c to fP D 一1 矿有很强的抑制作用，随着p H 值的增大，抑制作用 变小，在p H 值为8 ．5 左右黄铜矿回收率达到最大 值，此时抑制作用强度最小；之后随着p H 值的继续 增大，抑制作用变强。至于方铅矿，在p H 值范围为 4 1 2 时，P D 一1 对其均有很强抑制作用，仅在p H 值 为1 0 左右时，抑制效果有所减弱。从回收率差异可 以看出，使黄铜矿和方铅矿达到最好的分离效果的 p H 值可能为8 ～9 。 综上，针对抑制效果的差异而言，P D ．1 对方铅 矿的抑制效果要大大好于对黄铜矿的抑制效果，因 此有必要在人工混合矿分离试验中对其作用效果进 行进一步研究。 2 ．3人工混合矿分离试验研究 2 ．3 ．1 P D ．1 对黄铜矿和方铅矿分选效果的影响 当z 2 0 0 用量为1 0m ∥L 、M I B C 用量为1 0m ∥L 时，考察不同P D ．1 用量下p H 值对人工混合矿分离 效果的影响。试验结果如表1 4 所示。 万方数据 ．1 0 8 ．有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 表1P D ．1 用量为1 ．Om g ／L 时p H 值对人工混合矿分离效果的影响 T a b l e1T h ee f f e c t o fs l u I T yp Ho nt h es e p a r a t i o nw h e nt h ed o s a g eo fP D 1w a s1 ．0m g ／L p H 值产 产率／％五丛鱼尘竺r i _ _ 』型堑墨竺L F 分离系数 L Ur D乙u r 精矿 3 4 ．8 93 1 ．0 6 6 ．6 38 4 ．4 74 ．4 4 l O 尾矿 6 5 ．1 l 3 ．0 67 6 ．3 81 5 ．5 39 5 ．5 6l O ．8 1 味矿1 0 0 ．0 01 2 ．8 35 2 ．0 41 0 0 ．0 01 0 0 ．0 0 精矿 3 1 ．0 33 1 ．5 66 ．3 0 7 6 ．5 93 ．6 9 l l 尾矿 6 8 ．9 7 4 ．3 47 3 9 52 3 ．4 19 6 ．3 1 9 ．2 4 表3 T a b l e3 P D l 用量为2 ．Om g ／L 时p H 值对人工混合矿分离效果的影响 T h ee f f b c t o fs l u r r yp Ho nt h es e p a r a t i o nw h e nt h ed o s a g eo fP D - 1w a s2 ．0 m ∥L p H 值产品 产率／％_ _ i 曼焦尘生F _ 瓦』型堑丝笪L F 分离系数 L u r I L ur h 精矿 3 7 ．9 0 3 2 ．0 74 ．3 89 1 ．8 83 ．1 5 7 尾矿6 2 ．1 01 ．7 38 2 ．1 l 8 ．1 29 6 ．8 51 8 ．6 4 原矿1 0 0 ．0 01 3 ．2 35 2 ．6 5 1 0 0 ．o o1 0 0 ．0 0 精矿 3 7 ．7 63 2 ．3 7 4 ．7 99 2 ．5 l3 ．4 l 8 尾矿 6 2 ．2 4 1 ．5 98 2 ．3 77 ．4 9 9 6 ．5 91 8 ．7 1 原矿l o o ．o o1 3 ．2 l5 3 ．0 8 1 0 0 ．0 0l o o ．0 0 精矿 3 7 6 23 2 ．7 7 5 ．7 09 3 ．4 74l l 9 尾矿6 2 ．3 8 1 ．3 88 0 ．1 46 ．5 3 9 5 ．8 91 8 ．2 7 原_ 旷 1 0 0 ．0 0 1 3 ．1 95 2 ．】41 0 0 ．0 0 l o o ．0 0 精矿3 5 ．9 93 1 ．9 83 ．3 38 8 ．4 4 2 ．2 7 l O 尾矿6 4 ．0 l2 ．3 5 8 0 ．7 31 1 ．5 69 7 ．7 31 8 ．1 6 鉴墨二型型旦』■堕一一 塑 塑塑 塑塑 精矿 1 6 ．0 5 3 3 ．1 64 ．6 83 9 ．1 l 1 ．4 5 l l 尾矿8 3 ．9 59 ．8 76 0 ．7 3 6 0 ．8 99 8 ．5 5 6 ．6 0 腺矿l o o ．0 01 3 ．6 l5 1 ．7 4 l o o ．0 01 0 0 ．0 0 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 钱志博等新型环保有机铅抑制剂在硫化铜铅分离中的应用 ．1 0 9 ． 由表1 4 所示，结合黄铜矿和方铅矿的品位、回 收率以及分离系数分析。在一定p H 值条件下，随 着P D l 用量的增加，铜、铅的回收率都有下降的趋 势。当P D 一1 用量增大到2 ．5m g ／L 时，虽然分离系 数稍有增大，但黄铜矿回收率发生较大程度下降，说 明此时P D 一1 的用量过量；当P D l 用量分别为1 、 1 ．5 和2m g ／L 时，都是在p H 值为7 ～1 0 的条件下 分离系数较大，最大为1 8 ．7 l ，此时p H 值为8 ，P D ．1 用量为2m g ／L ，铜回收率9 2 ．5 l ％，铅回收率仅为 3 ．4 l ％。因此，在人工混合矿分离试验中当P D ．1 的 用量为2m g ／L ，p H 值为7 ～1 0 时分离效果较好。 2 ．3 ．2 P D ．1 与传统方铅矿抑制剂抑制效果的对比 选定Z 2 0 0 用量为1 0m g ／L ，M I B C 用量1 0m g ／L ， 分别考察了P D 一1 、重铬酸钾、硫酸亚铁、糊精4 种抑 制剂对人工混合矿的分离效果，并与未加入抑制剂 时的铜铅分离效果进行对比，结果如图7 所示。 从图7 可以看出，与重铬酸钾的最佳作用效果 相比，P D 一1 作为抑制剂时，铜的回收率虽然略有下 滑，但是用量仅为重铬酸钾的一半，而且铜品位更 高。又考虑到P D 一1 的毒性远低于重铬酸钾，且其分 离效果要优于糊精、硫酸亚铁。因此P D - 1 很有希望 成为重铬酸钾的替代品。 3结论 通过单矿物试验和人工混合矿分离试验，研究 了新型环保有机铅抑制剂P D - 1 对黄铜矿和方铅矿 浮选行为的影响，并在人工混合矿分离试验中与传 统方铅矿抑制剂的分选效果进行对比，得出以下 图7不同抑制剂对人工混合矿 分离效果的对比 F i g ．7 T h ec o m p a r i s o no fd e p r e s s i V ee f f e c t so f d i f k r e n td e p r e s s a n t so na r t i 6 c i a lm i x e dm i n e r a l s 结论。 1 在z 2 0 0 作为捕收剂的浮选体系中，黄铜矿 和方铅矿均具有良好的可浮性。当p H 值范围为8 ～1 0 时，二者的可浮性较好。 2 单矿物试验结果表明，P D ．1 在较低用量下即 可对方铅矿表现很强的抑制作用，而对黄铜矿抑制 作用较弱，但随着用量的增加，对黄铜矿的抑制作用 逐渐增强；当p H 值范围为4 ～1 2 时，P D - l 对方铅 矿均有很强的抑制作用，方铅矿回收率一直低于 1 0 ％；P D l 对黄铜矿表现一定抑制作用，仅在p H 值 范围为8 ～9 时抑制作用较弱。 3 人工混合矿分离试验结果表明，P D - 1 在较低 用量下即可实现黄铜矿和方铅矿的有效分离，与重 万方数据 ．1 1 0 ．有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 铬酸钾作用效果相比存在用量小、毒性低的优势，且 作用效果要略优于硫酸亚铁以及糊精，有希望用作 选矿厂的铜铅分离铅抑制剂。 4 P D 一1 作为铜铅分离铅抑制剂时，控制其用量 对于分选效果影响至关重要。低用量有利于铜铅分 离，高用量则会同时抑制剂黄铜矿和方铅矿，不利于 铜铅分离，但后者可能用于其它矿物与铜铅矿物的 分离。 参考文献 [ 1 ] 胡岳华，冯其明．矿物资源加工技术与设备[ M ] ．北京 科学出版社，2 0 0 6 2 5 1 ． 上接第8 0 页 R E 0 回收率趋于稳定之前，一4 0 1 0 斗m 的颗粒优 先浮选到精矿；R E 0 回收率稳定之后，一1 0 斗m 颗粒 在精矿的比例急剧增加； 4 0 m 颗粒在精矿中的 比例随浮选时间减小。 2 对于混合斜土纯矿物 R E O 品位为6 5 ％ 一 次粗选三次精选浮选试验，得出随浮选次数的增加， 一1 0 m 和 4 0 斗m 颗粒在浮选精矿中的比例减 小，一4 0 1 0 m 颗粒在精矿中的比例增加。 一4 0 1 0 m 颗粒的混合稀土纯矿物一次粗选三次 精选浮选的动力学拟合参数 浮选速率常数 及浮选 精矿中R E 0 的最大回收均大于一1 0 m 和 4 0 m 颗粒的混合稀土纯矿物一次粗选三次精选浮选的动 力学拟合参数 浮选速率常数 及浮选精矿中R E 0 的最大回收。以上结论表明，随浮选次数的增加， 一1 0 斗m 颗粒和 4 0 斗m 颗粒在浮选过程中依次进 入尾矿；而一4 0 1 0 m 颗粒在浮选精矿的富集程 度逐渐增大。 3 粒度对浮选动力学行为影响显著，且一4 0 1 0 m 颗粒的可浮性优于一1 0 m 和 4 0 斗m 颗粒 矿物的可浮性。通过对白云鄂博混合稀土矿粒度的 研究，进一步为其选矿工艺提供了有力的理论依据。 参考文献 [ 1 ] z H A N GN I N G N I N G ，z H 0 uc H A N G c H u N ．L I uc H E N G ． e ta 1 ．E f k c t so fp a r t i c l es i z eo nn o t a t i o np a r a m e t e r si nt h e s e p a r a f i o n o f d i a s p o r e a n d k a o l i n i t e[ J ] ．P o w d e r [ 2 ] 迟晓鹏，王纪镇．铜铅分离新型铅抑制剂研究[ J ] ．金属 矿山，2 0 1 3 1 1 5 6 - 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