板状富钴结壳浮选优化试验研究.pdf

2 0 1 0 年第4 期有色金属 选矿部分 1 板状富钴结壳浮选优化试验研究 刘万峰，吴熙群，李成必，陈金中，王立刚，孙志健 北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重，最实验室，北京1 0 0 0 4 4 摘要在“十五”期间所开发板状富钴结壳浮选流程的基础上，进行了药剂制度的优化，优化后的工艺可以获 得较高的浮选指标，该工艺流程为下一步富钴结壳的工业化生产提供了技术保障。优化后的选矿指标为富钴结壳精矿 含钴、锰分别为0 ．5 1 ％、1 7 ．8 2 ％，钴、锰的回收率分别为9 6 ．0 7 ％、9 6 ．6 5 ％。 关键词板状富钴结壳；浮选；优化 中图分类号T D 9 5 4 ；T D 9 5 1 ．2文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 0 0 4 - 0 0 0 1 - - 0 4 富钴结壳是继锰结核之后被人类发现的又一深 海矿产资源，是生长在水深5 0 0 ～3 0 0 0 m 的海山坡 硬质基岩上的“壳状”沉积物，因其富含钻而得 名。据估计，海底有6 3 5 万k m 2 被钴结壳覆盖，厚 度为0 ～2 0 e m ，呈板状、结核状及砾状，可生产1 0 亿吨钴。目前，钴的主要生产地为非洲的扎伊尔、 赞比亚、俄罗斯、澳大利亚和加拿大等国。2 0 0 8 年 世界每年钴消耗量为5 6 1 5 9 t ，其中中国消耗 1 5 5 5 0 t ，并且以较快的速度递增。因此，发达国家 如美国、德国、日本、俄罗斯和法国等，以及发展 中国家如中国、韩国等对大洋钴矿产展开了勘探、 开采和选冶回收试验研究。 在富钴结壳采样过程中不可避免地夹带大量的 富钴结壳所附着的基岩及脉石矿物而引起所采集富 钴结壳样品的贫化，就像陆地矿采矿过程夹带一些 围岩及脉石矿物而引起矿石贫化一样。如该矿石直 接进行冶炼，回收其中富钴结壳中有价金属元素 时，富钻结壳中夹杂大量的基岩及脉石矿物不仅增 加冶炼处理量，提高冶炼成本，同时这些基岩脉石 矿物将吸附有价金属，从而降低有价金属冶炼回收 率。为了解决这些问题，可采用选矿预富集方法提 取大洋富钴结壳，剔除基岩脉石。本文主要对板状 富钴结壳的浮选试验研究情况进行介绍。 1富钴结壳化学分析结果 富钴结壳中的钴主要以吸附态吸附在氢氧化 物、水合氧化物和硅酸盐混合的胶体沉淀物上，化 摹全项旦国家大洋协会“十一五”攻关项目 D Y X M 一1 1 5 - 0 l 4 - 0 4 收稿日期2 0 1 0 0 3 2 3 作者简介刘万峰 1 9 7 7 一 ，男，河北武强人。硕士，工程师。 学分析结果见表1 。 表1板状富钴结壳化学分析结果 T a b l e1T h ec h e m i c a lr e s u l t so fb o a r de o b a h - r i c hc r u s t ％ 成分C oC uN iM nF eC a OU g OS i 0 2A 1 2 0 3K 2 0N a z O 含量0 ．3 70 ．1 20 ．2 61 2 ．7 09 ．9 81 4 ．1 61 ．5 41 4 ．2 73 ．1 70 ．1 6 2 ．1 6 2 选矿工艺研究 验证试验结果表明，“十五”期间所开发的工 艺流程适应性较强，在磨矿细度一7 4 1 x m 占6 5 ％条 件下浮选指标最佳，钴、锰的回收率均在9 4 ％以 上。由于大洋资源为稀缺资源，因此为了进一步提 高钴、锰的回收率，对原有药剂制度进行了优化。 2 ．1 捕收剂的选择 2 ．1 ．1 捕收剂种类试验 原矿在一7 4 1 x m 占6 5 ％条件下进行了捕收剂种 类试验，试验主要研究了以S H S 、油酸、r I L 、石油 磺酸钠为捕收剂时板状富钻结壳的浮选特性，工艺 流程见图1 ，试验结果见图2 。由试验结果可知， 采用S H S 作捕收剂时，对富钻结壳的选择性较强， 采用r I ’L 作捕收剂时，对富钴结壳的捕收能力较强， 因此考虑采用二者按一定比例混合后的复合捕收剂 进行浮选试验，以便发挥药剂的协同效应，改善浮 选指标。 2 ．1 ．2 复合捕收剂配比试验 复合捕收剂的总用量为8 0 0 0 9 ／t ，进行1 ’L 与 万方数据 2 有色金属 选矿部分 2 0 l O 年第4 期 3 T H 2 0 0 0 ；C N 5 1 1 0 ．捕收剂8 0 0 0 ； 粗选 ‘松醇油3 0 0 量，加 选时间。r a i n 粗精矿尾矿 图l 捕收剂种类试验流程 F i g ．1 T h ef l o w s h e e to fc o l l e c t o rt y p e 图2 捕收剂种类试验结果 F i g ．2T h et e s tr e s u l t so fc o l l e c t o rt y p e S H S 配比试验，试验的序号及两种捕收剂7 r L 与 S H S 用量 趴 分别为1 号，0 、8 0 0 0 ；2 号， 2 0 0 0 、6 0 0 0 ；3 号，4 0 0 0 、4 0 0 0 ；4 号，6 0 0 0 、2 0 0 0 ； 5 号，8 0 0 0 、0 。试验流程见图1 ，试验结果见图3 。’ 由试验结果可知，当T L 与S H S 配比为3 l 时，浮 选指标较好，因此选择复合捕收剂的Y S 与S H S 配 比为3 1 ，以下试验均采用该配比进行试验。 堡 趔 碹 堡 瓣 娶 回 图3 复合捕收剂配比试验结果 F i g ．3 T h et e s tr e s u l t so fc o m p l e xc o l l e c t o r l 钴品位；2 锰品位；3 钴回收率；4 锰回收率；下同 2 ．2 分散剂C N 用量试验 当磨矿细度一7 4 1 x m 占6 5 ％时，在抑制剂T H 用 量为2 0 0 0 9 ／t 、复合捕收剂用量8 0 0 0 9 ／t 、辅助捕收 剂B K 用量1 5 0 0 9 ／t 、松醇油用量3 0 0 9 , ／t 条件下，进 行分散剂C N 用量试验，试验流程见图1 ，试验结 果见图4 。由试验结果可知，随着C N 用量的增加， 浮选指标变差，因此确定不添加分散剂C N 。 堡 避 咯 蓬 瓣 罄 回 C N 用量， g t ．1 图4C N 用量试验结果 F i g ．4 T h et e s tr e s u l t so fC Nd o s a g e 2 ．3 抑制剂T H 用量试验 当磨矿细度一7 4 1 上m 占6 5 ％时，在复合捕收剂 用量8 0 0 0 9 ／t 、辅助捕收剂B K 用量1 5 0 0 9 ／t 、松醇 油用量3 0 0 9 ／t 条件下，进行抑制剂T H 用量试验， 试验流程见图l ，试验结果见图5 。由试验结果可 知，随着T H 用量的增加，浮选指标明显改善，当 T H 用量为2 0 0 0 9 ／t 后，钴、锰的回收率降低，因此 确定T H 用量为2 0 0 0 9 ／t 。 堡 趟 呕 堡 瓣 娶 国 T H 用量， g t - I 图5T H 用量试验结果 F i g ．5T h et e s tr e s u l t so fT Hd o s a g e 2 ．4 复合捕收剂用量试验 当磨矿细度一7 4 p 。m 占6 5 ％时，在抑制剂T H 用 量2 0 0 0 9 ／t 、辅助捕收剂B K 用量1 5 0 0 9 ／t 、松醇油用 量3 0 0 9 ／t 条件下，进行复合捕收剂用量试验，试验 流程见图1 ，试验结果见图6 。由试验结果可知， 随着复合捕收剂用量的增加，钴、锰回收率增加， 鳃％舛s∞船瞒蚪眩鲫强％ 万方数据 2 0 1 0 年第4 期刘万峰等板状富钴结壳浮选优化试验研究 3 当复合捕收剂用量为6 0 0 0 9 ／t 后，钴、锰的回收率 基本不变，因此确定复合捕收剂用量为6 0 0 0 9 c t 。 堡 翅 咯 堡 毒l 卜 娶 匾 表2开路试验结果 T a b l e2T h er e s u l t so fo p e nc i r c u i tf l o t a t i o n ％ 复合捕收剂I g t - I 图6 复合捕收剂用量试验结果 试验结果见表3 。由试验结果可知，采用优化后的 F i 昏6 T h et e s tr e s u I t so fc 。m p 。s i t ec 。l l e c t 。rd 。s a g e 学选工艺处理板状富钴结孝箩．、蹙望回收率较 高，可以抛弃产率为3 0 ．3 0 ％的基岩脉石。 2 ．5 开路试验 在条件试验确定好的最佳参数的基础上，进 行浮选开路试验，试验流程见图7 ，试验结果见 表2 。 原矿 富钴结壳精矿 图7 开路试验流程 F i g ．7 T h ef l o w s h e e to fo p e nc i r c u i tf l o t a t i o n 2 ．6 闭路试验 板状富钴结壳闭路试验浮选工艺流程见图8 ， 原矿 富钴结壳精矿 图8 闭路试验流程 F i g ．8 ，1 1 l ef l o w s h e e to fc l o s e dc i r c u i tf l o t a t i o n 表3闭路试验结果 T a b l e3T h er e s u l t so fc l o s e dc i r c u i tf l o t a t i o n ％ 万方数据 4 有色金属 选矿部分2 0 1 0 年第4 期 3 结论 1 优化后的工艺所得富钴结壳精矿钴、锰回 收率均在9 6 ％以上。 2 该浮选工艺药剂种类少，操作简单。 3 研究结果为下一步工业化生产提供了技术 保障。 参考文献 [ 1 ] 李爱强，何清华，邹湘伏．富钴结壳开发动态[ J ] ．采矿技 术，2 0 0 5 ，5 2 1 - 3 ． [ 2 ] 亚洲金属网．2 0 0 8 年钴市场年度报告[ R ] ．h t t p l i e n ． m i a n m e t a l ．e o m ／r e p o r f f 2 0 0 8 9 u ．p d f ，2 0 0 9 - 0 2 2 7 ． O P T I M I Z A T I O NR E S E A R C HO NF L O T A T I O NO FB O R A DC O B A L T - R I C HC R U S T L 硼W a n f e n g 。W UX i q u n 。L IC h e n g b i ．C H E NJ i n z h o n g ，W A N GL i g a n g ，S U NZ h i j i a n S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g a n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g10 0 0 2 1 4 ，C h i n a A B S T R A C T B a s e do nt h eb o a r dc o b a l t - r i c hc r u s tf l o t a t i o np r o c e s sd e v e l o p e dd u r i n gt h et e n t hf i v e - y e a rp l a n ，a s t u d yW a sc o n d u c t e db yo p t i m i z i n gt h e f l o t a t i o nr e a g e n ts y s t e mi n t h i s p a p e r ．T h eo p t i m i z e dp r o c e s s ，w h i c h p r o v i d e st e c h n i c a ls u p p o r t f o rt h en e x ti n d u s t r i a lp r o d u c t i o no fc o b a l t r i c hc r u s t s ，v a l lo b t a i nh i g hf l o t a t i o n i n d e x ．T h eo p t i m i z e db e n e f i c i a t i o nt e s ti n d i c a t o r sa l ea sf o l l o w i n g s c o b a l t - r i c hc r u s tc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g c o b a l t0 ．51 ％w i t hc o b a l tr e c o v e r y9 6 ．0 7 ％，a n dc o n t a i n i n gm a n g a n e s e1 7 ．8 2 ％w i t hm a n g a n e s er e c o v e r y 9 6 ．6 5 ％． K e yw o r d s b o a r dc o b a l t - r i c hc r u s t ；f l o t a t i o n ；o p t i m i z a t i o n ， ／夺 ／≯ ，≯ ／≯ ／孓 含 ／玉 ／佘 岔 ／玉 ／乱 ／佘 ／乱 ／；＼ ／会 ／乱 ／＼ ／；＼ 石＼ 石N l ／乱 石吨／；＼ 石N ．／乱 ／拿。乍吧／；℃石N I ／玉 ，分占乍也石＼ ／拿 上接第2 6 页 E X P E R I M E N T A LS T U D YO NI M P R O V I N GT E C H N O L O G Ym E XO FC O P P E RA N D P R O D U C T I O NP R A C T I C El NS A IS H I T A N G H U A N GJ i a n f e n l ，Y UJ i a n g h o n 9 1 ，Y U A NW e n b a o s ，Z H O UT a 0 1 ，W A N GY o n g b i n l 1 ．N o r t h w e s tR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B a i y i nG a n s u7 3 0 9 0 0 ，C h i n a 2S a i s h i t a n gC o p p e rC o ．，L t d ，X i n g h a iQ i n g h a i8 1 3 3 0 0 ，C h i n a A B S T R A C T T h ec o p p e rm i n ei sac o m p l e xm u l t i - m e t a l ss u l p h i d eo r eo fc o p p e ra n ds u l f u rp r i m a r i l yi nS a i s h i t a n g ．I n t h i st e s t ，p r o d u c t i o np r o c e s sa tt h es c e n ei sn o tc h a n g e d ，n e wm e d i c a m e n ts y s t e mi sc o n d u c t e d t h el i m ea s t h ep Hc o n d i t i o n i n ga g e n t ，c o m p o n dx a n t h a t ef o rc o l l e c t o r ，A _ 6f 打a s s i s t a n tc o l l e c t o r ，T - 2 0f o rr e g u l a t o r a n da p p r o p r i a t el e s s e n i n gp Hv a l u eo fp u l pi nc l e a n i n ga n dd r e s s i n go p e r a t i o n ．T h eb e s ti n d i c a t o ro fc o p p e r c o n c e n t r a t eh a v e b e e no b t a i n e di nc o m m e r c i a l s c a l et r i a l ，r e s u l tf o l l o w s c o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d ey e a r t o t a l e d1 9 ．6 7 ％a n d8 9 ．3 3 ％r e c o v e r y ．ag o o de c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t sw e r ec r e a t e df o re n t e r p r i s e s ． K e yw o r d s a s s i s t a n tc o l l e c t o rA - 6 ；r e g u l a t o rT - 2 0 ；p Hv a l u eo fp u l p ；c o p p e rr e c o v e r y 万方数据