高效捕收剂EP浮选复杂铜硫矽卡岩型矿石的试验研究.pdf

2 0 1 2 年第4 期有色金属 选矿部分7 l d o i 1 0 3 9 6 嘎0 ．i s s n ．1 6 7 l 9 4 9 2 ．2 0 1 2 ．0 4 ．0 1 8 高效捕收剂E P 浮选复杂铜硫矽卡岩型矿石的试验研究 彭玉林 江西铜业集团公司永平铜矿，江西铅山3 3 4 5 ㈣ 摘要永平矽卡岩铜矿石台铜0 j 9 0 ％、硫l o ．6 5 ％，铜氧化率1 5 ．2 ％，是高硫、高氧化率、泥化程度严重的复杂难 选铜矿。应用优先浮选流程使浮游性差、上浮逮凄馒的铜矿物得到充分上浮．选用铜高效捕收帮E P 提高对铜矿杨的稿收能 力和选择性．通过铜捕收剂、铜粗选矿浆p H 值、药剂用量、搅拌充气能力等工艺条件优化，闭路试验获得较高的选矿技术 指标铜精矿品位2 4 ．6 5 ％、铜回收率7 似订％，硫精矿品位4 9 3 0 ％、硫回l 发率s 2 艚％。 关键词捕收剂E P ；优先浮选；铜硫分离；矽卡岩 中国分类号唧5 2 ．1 文献标识码A文章编号1 6 7 1 _ 9 4 9 2 2 0 1 2 0 4 - 0 0 7 1 ．0 5 E x p e r i m e n t a ls t u d y 蚰l I j g l l - E 硒c i e n tC 枷e c t o r 口耵o t a t i 加o fs k 籼耐p e 觚dC 咖p l e x R e f r a c t | D r yC 叩p 盯S u m d eO 阳 P E ⅣGI r u 扎 撕鲫啦9 跏p p 盯尬舶。厂m 口够f 明朋’C 砖p o m t 如峨 №船k 饥境呶萨￡3 8 窒5 蹶蕊砌 A b s t r a 虻t n ec o n t e n to fc o p p e r 彻ds u h ri nY o n 印i n gC 叩p e rM i n ei s0 ．5 9 0 ％锄d1 0 ．6 5 ％ T e s p e c t i v e l y ，m eC uo x i d 撕∞m t eo ft I l eo r ei 8 如u t1 5 ．2 5 ％．A c c o I d i n 异t ot l I i sc o m p l e x 蚰dr e f j a c t o r ys k a m t y p ec 叩p e ro r e w i t h 山ed i s a d v 舳k I g e ss u c h 器h i g I ls u l 矗l r 锄d0 x i d a t i o nr a _ t e 舳d8 e r i o u ss l i m i n g d e g r e e ， t l I ep r e f e r e n t i a ln o t a t i o nf l o w s h e e tw a sa d o p t e dt of h u y Ⅱo a tC um i n e r a lw i 出l o wn 删o np e r f o n n 蛐e e ，a n d ah i 小e m c i e l l tc o U e c t o rw 器∞l e c t e dt 0i m p m v e 山ed o 忸t i o n a b i l i t ym l d 眈l e c t i v i 坤0 fo o p p e rr l l i n e r a kB y o 州l I l i z i n gP r D c e s s i n gp a r a m e t e r ss u c h 鹊c D p p e rc o u e c t o rt y p l e ，p u l pp HD fe 叩p e rm u g I ln o 诅t i o Ⅱ，r e 8 9 e n t ， a 西t a t i o n 孤da e r a t i o na b i l i t ya Ⅱd s oo n ， h i 曲e rb e n e f i c i a t i o nt e c h n i c a li n d e xw a so b t a i n e db yc l o s e d - 吧i r c u i t t e s t ，t h e 霉别e 柚dr _ e c o v e r yo fc o p p e ri nc o p p e rc o n c e n 嘶t ew a s2 4 ，6 5 ％锄d7 7 ．6 7 ‘殇瑚p e c t i v d v ， 肌d s 凼l rc o n c e n t m t ew i 出t l l e 鼯d e0 f4 8 ．3 0 ％曲dT e ∞v e r y0 f8 2 ．6 9 ％． K e yw o r d s ∞Ⅱe c t o r 巫Bp r e f e r e n t i a ld o t a t i o n ；c o p p e r 舳ds I l l I h 叫l a r 埘∞；s h 咖t 叩 永平铜矿是一个高硫伴生金银的矽卡岩型复杂 难选铜硫矿山，矿床经过古代原始开采，风化、氧 化严重，形成大量老窿矿，矿石氧化铜、次生铜含 量高，矿石中主要矿物嵌布关系复杂，嵌布粒度极 不均匀，为提高铜硫银多金属难选矿石的综合回收 效率，采用颏型高效铜捕收剂是实现低碱度铜硫浮 选分离的重要发展方向。2 0 0 7 年以来，选矿厂先 后完成了浮选系统设备改造、H P 一5 0 0 圆锥破碎机 换型改造、选高硫精矿系统改造和再磨浮选柱改造 工程，解决了浮选时间短、设备操作难度大、硫回 收率偏低、硫精矿脱水困难等长期困扰选矿生产的 瓶颈问题，为高效铜捕收剂的生产应用创造了良好 收撬日期2 0 1 2 ∞一i 2 作者简介彭玉林 1 9 7 5 - ，男，江西宜春人，工程师。 的内部条件。2 0 0 7 年9 月以来，选矿厂采用铜优 先浮选的流程结构使浮游性差、上浮慢的铜矿物得 到充分上浮，同时配合铜高效捕收剂E P ，提高对 铜矿物的捕收能力和选择性。在浮选过程中按照早 收多收的原则，减少中矿循环，提高浮选效率，获 得了优良的选别指标。本研究选择代表性较强的复 杂难选老窿矿样，结合矿山生产实际，探索工艺条 件与外部因素对选别指标的影响，从而科学合理地 指导生产，提高矿山经济效益。 1 矿石性质 永平铜矿属矽卡岩矿床，铜矿物种类较多，主 万方数据 7 2 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第4 期 注；“，A g 含量为醇。 要有黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、铜蓝等，硫化铜矿 物可浮性次序辉铜矿 铜蓝 斑铜矿 黄铜矿。主 要矿石类型有细脉浸染状黄铜黄铁矿、致密浸染 块状黄铜黄铁矿、矽卡岩黄铜矿、老窿含铜黏土矿 和硫铁矿等。矿石中铜矿物主要有黄铜矿，其次为 蓝辉铜矿、铜蓝，其他铜矿物有黝铜矿、砷黝铜 矿、斑铜矿等，脉石矿物主要为石英，其次为黏土 矿物、方解石等【。 1 ．1 原矿多元素分析结果 原矿多元素分析结果见表1 ，由表1 可知，原 矿含铜O ．5 9 ％。含硫1 0 ．6 5 ％，含银1 2 ．0 2 新，含 金0 ．0 4 6 加。砷等有害杂质含量较少。 1 ．2 铜物相分析结果 铜物相分析结果见表2 ，由表2 可知，矿石原 生铜含量低，仅为3 6 ．4 4 ％，氧化铜含量较高，占 1 5 ．2 5 ％，次生铜含量高，占4 8 ．3 1 ％，属复杂难选 铜矿石。 表2矿石铜物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i s r e s u l t so fc o p p e rp h a s e／％ 含量O 聪5o - 8 2 5o ‘2 8 5a 2 1 5o ．5 9 0 分布率1 1 ．0 24 ．2 34 8 ．3 l3 6 m1 0 0 ．0 1 ．3 铜硫矿物嵌布特性和粒度组成 黄铜矿是铜矿石中的主要矿物，其次为铜蓝、 蓝辉铜矿、黝钢矿、斑铜矿等。黄铜矿嵌布粒度较 细，一7 4 岬粒级占4 5 ．4 3 ％，其中极微细粒级 一1 5 岫占7 ．1 5 ％，黄铜矿与黄铁矿共生关系密切， 有时呈脉状充填于黄铁矿的裂隙中；蓝辉铜矿是主 要的次生铜矿物，嵌布粒度更细，主要呈不规则粒 状嵌布于脉石矿物中，有时可见蓝辉铜矿充填胶结 黄铁矿碎屑一起以集合体的形式嵌布于脉石矿物 中，或者呈脉状、星点状嵌布于脉石矿物中，要使 其单体解离比较困难。黄铁矿嵌布粒度较粗， o ．2 m m 粒级占5 4 ．3 8 ％，_ 4 3 仙m 仅占1 2 ．5 7 ％。因此， 磨矿需重点解决铜矿物的单体解离，同时减少对微 细粒级铜矿物产生过粉碎。 p H 值【2 】、药剂制度、浮选机搅拌充气能力、回水 质量和操作水平等多方面因素影响，选别指标是内 外部多因素综合作用的结果，在矿石性质相对稳定 的条件下。如何优化工艺参数、提高工序质量是提 高选别指标的关键，是选矿试验的重点研究方向。 2 ．1 铜高效捕收剂选择试验 使用生产应用较为广泛的铜捕收剂丁基黄药、 异丁基黄药、丁基铵黑药、M A C 一3 2 和E P 3 】进 行比较，试验结果见表3 ，由表3 可见，上述5 种 捕收剂，铜捕收能力顺序为E P M A C 一3 2 丁基铵黑 药 异丁基黄药 丁基黄药，硫捕收能力顺序为丁基 黄药 异丁基黄药 丁基铵黑药 E P M A C 一3 2 ，说明 E P 对铜捕收能力最强，对硫捕收能力相对较弱， E P 适合作为高硫伴生金银的矽卡岩型复杂难选铜 硫矿石的选矿药剂，以下试验均使用E P 作为铜选 择性捕收剂， 表3捕收剂种类试验结果 ’I I a b l e3，1 1 1 ee x p e r i m e n t a l 陀s u l b ￡o l l e c t o r ss p e c i e s ，％ 粗精矿 8 ．7 3 4 ．7 96 9 ．7 23 8 ．1 53 0 ．7 l 异丁基黄药中矿 0 ．7 l 1 ．8 22 ．1 42 4 ．3 5I ．5 8 3 0 尾矿9 0 ．5 6O ．1 8 62 8 ．1 48 ．1 0 6 7 ．7 l 原矿1 0 0 ，O O ．6 0 0 1 0 0 ．0 1 0 ．8 51 0 0 ．O 粗精矿 6 ．7 4 6 ．4 07 1 ．3 53 5 ．6 02 2 ．7 6 丁基钹黑药中矿 1 ．1 4 l ，7 93 ．3 72 5 ．7 0 2 ．7 7 3 0尾矿9 2 ．1 2 o ．1 6 62 5 ．2 8g ．5 0 7 4 ．4 7 原矿1 0 0 ．O 0 ．6 0 51 0 0 ．01 0 ．5 51 0 0 ，O 3 2 ．4 0 2 0 ．6 0 9 ．6 2 l O ．7 5 1 2 ．7 1 2 ．9 4 弘．3 5 l ∞．0 粗精矿4 ．7 99 ．2 5 7 5 ．1 3 3 3 ．8 0 1 5 ．2 1 E P 嚣嚣篇篇1 冀。；翌 g 塑 塑 Q 5 2 Q 鲤．旦 Q 竖 Q Q Q 2选矿试验研究 亥手石原生矿含量较低、次生矿含量较高，磨 2 ．2 磨矿细度条件试验 选矿实际生产受磨矿细度、矿浆浓度、矿浆 矿既要解决铜硫矿物的单体解离，又要减少对微细 篡| ；詈 的犸m m 勉M 巧O4，舛∞ 黼忖肘肼 瑟毗 万方数据 2 0 1 2 年第4 期彭玉林高效捕收剂E P 浮选复杂铜硫矽卡岩型矿石的试验研究 7 3 粒级产生过粉碎。将原矿磨至不同细度试验结果见 表4 ，由表4 可见，磨矿细度增加，粗精矿产率增 加，脉石矿物机械夹杂上浮，导致粗精矿品位呈下 降趋势；而铜回收率先上升，在一7 4 斗m 占6 5 ．5 2 ％ 时比较稳定，一7 4 “m 占7 1 ．4 l ％以后开始下降。因 此，磨矿细度控制在一7 4 m 占6 5 ．5 2 ％比较合适。 表4 磨矿细度试验结果 T a b l e4n ee x p e r i m 肌t a l 瑚u l to f 撕n d i n gf i n e n e s s ，％ 2 ．3 铜粗选石灰用量条件试验 铜粗选p H 值是优先浮选流程中比较重要的工 艺参数，尤其是次生铜和氧化铜含量较高的矽卡岩 铜矿可浮性较差，且该矿石黄铁矿含量高，难以抑 制，氧化后有较多的铜离子进入矿浆，会活化黄铁 矿，增加铜硫分离难度。如果铜粗选p H 值控制不 到位，很难形成矿化泡沫，容易出现掉槽现象，影 响铜回收率的提高[ 4 】。由表5 可见，当p H7 ．5 时， 粗精矿铜品位和铜回收率最低，而且硫矿物没有受 到明显抑制，粗精矿硫品位和硫回收率最高，增加 铜硫分离难度；当p H8 ．5 时。粗精矿铜品位较高， 且铜回收率最高；当p H9 ．5 时，粗精矿铜品位最 高，但铜回收率开始明显降低；当p H1 0 ．5 时，粗 精矿不仅铜回收率继续降低，而且铜品位也开始降 低。因此，可选性较差的铜矿石铜粗选p H 值既不 能过高，也不能过低，p H 值控制在8 ．5 左右，对 应的石灰用量为3 ．5k 趴较合适。 2 ．4 浮选机搅拌充气条件试验 永平铜矿目前使用北京矿冶研究总院研发设计 生产的K Y F 系列充气搅拌式浮选机，该设备对大 型浮选机的流体动力学规律、矿浆短路形成原因、 难选矿粒矿化机理等进行了大量基础研究。在设备 大型化的同时，叶轮搅拌力适中，实现了矿物均匀 搅拌，矿粒在浮选槽内有效悬浮，避免了液面的过 表5石灰用量试验结果 T a b l e5n eR e s u h sl i m ed o s a g ee x p e r i m e n t a l 砀 麓嚣产品 产率铜品位铜回收率硫品位硫回收率 分扰动；浮选槽内能充入足量空气，在矿浆中均匀 分散成大小适中的气泡，增加了矿粒与气泡碰撞、 接触和黏附的机会【5 ] 。为了验证搅拌充气效果对 选别指标的影响，采用武汉探矿机械厂生产的 X F D 一3 型浮选机调整叶轮转速 变频器控制 ，风 门开关手动调节风量。 试验结果见表6 ，由表6 可见，浮选机叶轮搅 拌转速15 4 4 滴n 和充气量不足时，粗精矿品位 最高，但铜回收率最低；浮选机叶轮搅拌转速为 l8 9 1 栅n 时。铜回收率略有提高，但粗铜精矿 机械夹杂大量脉石矿物，铜品位明显大幅下降，增加 铜硫分离难度。浮选机叶轮搅拌转速l7 0 7 蛳n 时，铜粗精矿品位和铜回收率都较好。 2 ．5 药剂制度试验 药剂制度试验主要考察捕收剂E P 用量和混合 用药的合理性，试验结果见表7 ，由表7 可见，E P 用量3 0 趴较为合理，黄药和E P 混合用药对铜回 收率影响较小，反而把部分可浮性较好的黄铁矿捕 收上来，增加铜精选分离难度[ 6 ] 。 2 ．6 回水试验 选矿生产用水主要由尾矿库回水、厂前回水、 中矿泵回水和清水组成，回水复用率达7 5 ％以上， 其中，尾矿库回水占总回水量的匍％左右。厂区周 边的工业废水和铜硫浓密池溢流水经过浓密机浓 缩、酸碱中和后，浓密机溢流水称为厂前回水，作 为磨矿、浮选补加水。此外，浮选作业跑、冒、 滴、漏产生的矿浆需要通过中矿泵返回到浮选作 业，称为中矿泵回水。回水特点是残留了较多的选 町记O4 记∞哪啷㈣ 2 l盯竹O4 控∞；号m 鲫 l O O蕊Ⅸ由2 虬∞矿矿矿中尾原 5又7乞H p 万方数据 7 4 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第4 期 表6浮选机搅拌充气试验结果 7 I 址l e6T h ea i ri I m a t i o nt e s tM s l l l t0 ft h em e c h 8 n i c 旦l r a b b l i n gn o t a t i o nm a c h i n e ，％ 表7药剂制度条件试验结果 7 r a b l e7T e s t1 ．e s u l t 8o fr e a g e n t ss y s t e m，％ 矿药剂，容易干扰浮选，当澄清时间不足时含有较 多细粒矿泥。 由表8 可见，上述四种水质，粗精矿铜品位高 低顺序依次是清水 尾矿库回水 浮选中矿泵污水 厂前回水，铜回收率高低顺序依次是清水 尾矿库 回水 厂前回水 浮选中矿泵回水。浮选中矿泵回水 浑浊，含有大量未分解的黄药和已经活化的黄铁 矿，返回铜粗选容易产生铜硫争浮，降低粗精矿铜 品位和回收率，增加铜硫分离难度，因此。实际生 产中加强工艺管理，治理跑、冒、滴、漏问题，保 证铜硫矿物合理的浮游秩序。 表8回水条件试验结果 7 r a b l e8 T e s tr e s u l t s0 fr e c y c l i n gw a t e r，％ 2 ．7 闭路试验 在开路条件试验基础上，选取优化后的工艺条件 进行闭路试验。试验流程见图1 ，试验结果见表9 。 闭路试验结果表明，采用铜优先浮选流程，配 合使用铜高效捕收剂E P ，选铜作业无需添加丁基 黄药，在充气搅拌能力较强和生产用水残留药剂较 少的条件下。该复杂难选矽卡岩矿石可获得铜精矿 品位2 4 J 6 5 ％、铜回收率7 7 ．6 7 ％、硫精矿晶位 4 8 ．3 0 ％、硫回收率8 2 ．6 9 ％的较好技术经济指标。 铜精矿进行铜物相分析，氧化铜品位2 ．0 1 ％，次生 铜品位1 2 ．0 7 ％，原生铜品位1 0 ．5 7 ％，测算出原矿 各铜物相回收率氧化铜回收率4 1 ．5 3 ％、次生铜 回收率7 8 ．7 2 ％、原生铜回收率9 1 ．3 9 ％，证明E P 对矽卡岩型含次生铜矿物高的铜矿石具有优良的选 择性和靶向性，在低碱环境下铜硫分离效果好。 3 结论 1 该矿石属高硫高氧化率且泥化严重的复杂 难选矽卡岩铜矿，黄铁矿含量高，难以抑制，且次 生铜占4 8 ．3 1 ％，氧化后有较多的铜离子进入矿浆， 活化黄铁矿，增加铜硫分离难度。矿石中主要矿物 嵌布关系复杂，嵌布粒度极不均匀，黄铜矿与黄铁 矿共生关系密切，解离难度大，而次生铜嵌布粒度 细，容易产生过粉碎，要求磨矿既保证铜单体解 离，又要尽量减少过粉碎。 2 北京矿冶研究总院研发的高效铜选择性捕 收剂E P 是以0 一异丙基一N 一乙基硫代氨基甲酸酯、 万方数据 2 0 1 2 年第4 期彭玉林高效捕收剂E P 浮选复杂铜硫矽卡岩型矿石的试验研究 7 5 原矿 硫精矿 尾矿 备注浮选用水接尾矿回本厂前回水- 7 3 配制，铜粗选、铜扫 选和选硫作业使用Ⅺm 一3 型浮选机，叶轮搅拌转速l7 0 7 幽面， 风门全开。 图1 闭路试验工艺流程 F i g ．1 F 1 0 w s h e e to fc 1 0 s e d c i r c u i tt e s t 袁9闭路试验结果 T a b l e9R e s I l l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t ，％ 产品产率铜品位铜回收率硫品位硫回收率 铜精矿 1 ．％2 4 ．6 57 7 ．6 73 0 ．4 05 ．3 0 硫精矿1 8 ．2 3O ，1 3 l4 ．0 5 4 8 ．3 03 2 J 6 9 尾矿 7 9 ．9 1疆1 3 51 8 ．2 81 ．6 01 2 ．0 l 原矿1 0 0 ．O 0 ．5 91 0 0 ．01 0 ．6 51 ∞．0 N 一二乙基二硫代氨基甲酸丙氰酯、烃类化合物为 主要原料加工而成的，该E P 药剂分子中含有氮元 素，氮有孤对电子。以共价键形式和铜作用，具有 选择性，药剂分子中含有硫元素。对硫化铜矿具有 广泛的捕收性。兼顾了选择性和捕收力，对矽卡岩 型含次生铜矿物高的铜矿石具有优良的选择性和靶 向性，实现了低碱环境下的铜硫分离口】。 3 E P 适合作为该难选矿石铜捕收剂，在磨矿 细度- 7 4 斗m 占6 5 ．5 ％、铜粗选p H 值8 ．5 、浮选机 搅拌充气较强的工艺条件下选别效果较好；同时， 应改善生产回水水质，减少浮选跑、冒、滴、漏产 生的回水对铜粗选的影响。 4 应用优先浮选流程使浮游性差、上浮速度 慢的铜矿物得到充分上浮，选用铜高效捕收剂提高 对铜矿物的捕收能力和选择性，通过铜捕收剂选 择、铜粗选矿浆p H 值、药剂制度、搅拌充气能力 等工艺参数优化，闭路试验获得较高的选矿技术指 标，铜精矿品位2 4 ．6 5 ％、铜回收率7 7 ．6 7 ％、硫精 矿品位4 8 ．3 0 ％、硫回收率8 2 ．6 9 ％。其中，原矿中 氧化铜回收率为4 1 ．5 3 ％、次生铜回收率为 7 8 ．7 2 ％、原生铜回收率为9 1 ．3 9 ％。 参考文献 [ 1 ] 陈艳凤．永平钢矿床成矿物质来源及成因探讨[ J ] ．有色 金属 矿山部分 ，2 0 0 4 5 1 9 _ 2 1 ． [ 2 ] 李崇德，项则传，喻正军，永平铜矿选矿工艺的技术改造 [ J ] ．矿冶，2 0 0 0 ，9 3 2 4 - 2 8 ． [ 3 ] 李崇德，周兵仔．贺政，等，铜捕收剂E P 浮选永平铜矿 矿石的工业应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 6 3 删 [ 4 ] 方建军，李艺芬．氧化铜矿的工艺矿物学特征和选矿工 艺研究[ J ] ．云南冶金，2 0 0 5 ，3 4 4 5 0 - 5 3 ． [ 5 ] 杨丽君，陈东，沈政昌．3 2 0m 3 充气机械搅拌式浮选机 研究[ n 有色金属 选矿部分 ，2 0 1 l 2 3 5 3 9 ． 【6 ] 北京矿冶研究总院．提高永平铜矿选矿指标的浮选新工 艺工业试验报告[ R ] ．2 0 0 6 ． [ 7 ] 王淀佐，林强，蒋玉仁，等，选矿与冶金药剂分子设计 [ M ] ．长沙中南工业大学出版社，1 9 9 6 ． 万方数据