高硫复杂铜铅多金属矿高效分离浮选新工艺研究.pdf

7 0 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 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 3 ．Z 1 ．0 1 8 高硫复杂铜铅多金属矿高效分离浮选新工艺研究 胡波，陈代雄2 ，一，李茂林1 ，朱雅卓2 一，杨建文3 ，薛伟3 ，李晓东3 ，祁忠旭3 1 ．武汉科技大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 8 1 ；2 ．中南大学资源加工与生物 工程学院，长沙4 1 0 0 8 3 ；3 ．湖南有色金属研究院复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用 湖南省重点实验室，长沙4 1 0 1 0 0 摘要某复杂铜铅硫化矿矿石原矿含硫高，铜铅含量低，铜、铅、硫分离难度大。针对该矿石工艺矿物学特征，试 验采用“磁选～浮选联合工艺流程”。磁选脱除磁黄铁矿，消除其对后续浮选的影响；磁选尾矿采用优先浮选工艺浮选回收 铜、铅。试验采用高效低毒含多糖类有机物的组合抑制剂L D 一1 及脂类高效捕收剂B P ，实现铜铅分离。铜硫分离采用腐殖酸 钠 石灰的组合抑制。进一步提高铜精矿品位。闭路试验获得了良好的试验指标，铜精矿含铜2 1 ．3 4 ％、铜回收率7 4 ．6 1 ％， 铅精矿含铅5 5 ．7 4 ％、铅回收率6 5 ．9 2 ％。解决了高硫对铜铅指标的影响，实现了铜铅硫高效分离。 关键词高硫；磁选优先浮选联合工艺；铜铅硫分离；高效抑制剂 中图分类号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 1 9 4 9 2 2 0 1 3 S O 一0 0 7 0 0 4 某复杂铜铅硫化矿原矿品位低，含硫超过2 5 ％ 包括大部分黄铁矿和少量磁黄铁矿 ，部分硫铁矿 具有很好的可浮性，在浮选过程中很难被抑制；磁 黄铁矿可浮性极好，严重影响精矿品位；铜铅矿物 的嵌布粒度均匀不一，各矿物间相互交代，各矿物 很难完全解离。文章针对该矿石性质特点对铜铅分 离和铜硫分离做了系统的选矿试验研究。 1原矿性质 1 ．1 原矿多元素分析和物相分析 原矿多元素化学分析结果见表1 ，铜、铅物相 分析结果见表2 。由表1 、表2 可知，该矿石中主 要有价金属为铜、铅，可综合回收考虑的有银、 金、硫、铁；铜以原生硫化铜为主，主要赋存于黄 铜矿中；铅以硫化铅为主，主要赋存于硫化物方铅 矿中。 表1试样多元素化学分析结果 ，％ 元素c uP b “ I T e SA s S i 0 2A 1 2 0 3C a OM g ON aA u ”A g ” 含量0 ．3 50 ．5 53 1 ．4 62 5 ．3 10 ．0 52 6 ．5 74 ．2 8 2 ．0 4 3 ．1 7 2 ．5 4 0 ．1 4 1 5 ．7 9 1 品位单位为阶，下同。 1 ．2 主要矿物的赋存状态及嵌布特征 黄铜矿是矿石中最具价值的金属矿物之一，含 量少，呈不规则他形晶粒状。主要与方铅矿、磁黄 铁矿等沿黄铁矿粒间或裂隙分布，并溶蚀交代黄铁 榨喜晷羿 胡2 0 1 3 - 波11 - 0 8 1 9 8 6 一 ，男，湖南益阳人，博士研究生，工程师。作者简介胡波 一 ，男，湖南益阳人，博士研究生，工程师。 表2铜、铅物相分析结果／％ 物相名称相别含量占有率 矿。嵌布粒度不均匀，从0 ．0 1 ～1m m 不等，多在 0 ．0 2 0 ．2m m 。 方铅矿是矿石中主要有价矿物之一，但含量很 少。主要呈他形晶粒状。与黄铜矿、磁黄铁矿等沿 黄铁矿粒间或裂隙分布，并溶蚀交代黄铁矿。嵌布 粒度相对细小，主要在0 ．0 1 ～0 ．1m m 。 黄铁矿是矿石中最主要的金属矿物。主要呈自 形一半自形的立方体形态，多呈浸染状分布，少量 呈细脉状分布。嵌布粒度较粗，但不均匀，主要在 0 ．0 5 ～5m m 。黄铁矿裂纹发育，粒间及裂隙中常见 被磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等充填，有时被磁黄 铁矿、黄铜矿、方铅矿等交代溶蚀，局部偶见黄铁 矿呈交代残余的微粒被磁黄铁矿包裹。 2 浮选试验研究 2 ．1 浮选原则流程 万方数据 2 0 1 3 年增刊胡波等高硫复杂铜铅多金属矿高效分离浮选新工艺研究 7 l 矿石化学成分分析及物相分析结果表明，该矿 石属于高硫复杂铜铅多金属硫化矿。目的矿物黄铜 矿、方铅矿原矿品位低且与黄铁矿嵌布关系密切， 嵌布粒度不均匀，目的矿物回收难度大。方铅矿、 黄铜矿都有部分微细粒者被黄铁矿、磁黄铁矿紧密 包裹，难以解离。矿石中的磁黄铁矿的可浮性好， 与铜、铅矿物时有交代、侵蚀、互含，铜铅矿物与 硫的分离难度大。因此，根据原矿性质试验采用磁 选一优先浮选联合工艺流程[ 1 引。 2 ．2 磁场强度条件试验 原矿中含有大量的磁黄铁矿，如果不预先脱除 磁黄铁矿，在优先浮选的过程中磁黄铁矿将大量进人 到铜精矿、铅精矿中，严重降低精矿品位，影响了 浮选分离效果。因此试验首先对矿石进行磁选脱除 磁黄铁矿试验，将磨矿细度为一7 4 斗m 占7 3 ％的矿 浆进行磁选磁场强度条件试验，试验结果见图1 。 零 、 趟 蝮 磁场强度厂r 图1 磁场强度条件试验结果 冰 ＼ 碍 娶 回 图1 表明，随着磁场强度增加，磁选精矿产率 增加，磁选精矿中的铜、铅回收率也随之增加， 试验选定磁选磁场强度为0 ．6T 。 2 ．3 铜粗选磨矿细度试验 铜粗选磨矿细度条件试验流程如图2 所示，试 验结果见图3 。由图3 的试验结果可知，当铜粗选 磨矿细度达到7 3 ％一7 4 斗m 时，铜回收率不断增 加，但当铜粗选磨矿细度超过7 3 ％一7 4 斗m 时，铜 回收率基本保持不变。试验选取适宜的磨矿细度应 在一7 4 斗m7 3 ％左右。 2 ．4 铜铅分离抑制剂L D 一1 用量试验 铜铅分离抑制剂L D 一1 是一种高效低毒含多糖 类有机物的组合抑制剂，对铜铅分离能起到与重铬 酸钾相媲美的抑制效果，从而实现铜铅的高效分 离。与重铬酸钾相比，L D 一1 为环保型的抑制剂， 对环境几乎无影响；其次在抑制机理上，L D 一1 中 的多糖类有机物组分中含大量电负性强的基团，如 羟基 O H 一 和羧基 一C O O H 等。其中C O O 一基 零 ＼ 趟 唱 位g ； 时间单位m i n 铜粗精矿尾矿 图2 磨矿细度条件试验流程 磨矿细度，％一7 4 斗m 图3 磨矿细度对铜粗选的影响 枣 、 褂 擎 国 团可以选择性吸附在方铅矿的表面上，O H 一则与溶 液中的水分子作用在矿物表面形成一层水膜，从而 使方铅矿受到抑制。同时L D 一1 中的无机组分，在 水中分解后可以与矿浆中铜、铅等难免离子、矿物 表面的金属离子配位一络合，产生吸附，形成亲水 膜，从而阻隔捕收剂在方铅矿表面的吸附，最终实 现铜铅分离[ 1 | 。加入B P1 8 趴，对L D 一1 进行了 用量条件试验，试验结果见图4 。 零 、 瓣 擎 回 L D - 1 用量／ g 一 图4 抑制剂L D l 用量对铜粗选的影响 图4 试验结果表明，随着抑制剂用量的增加， 铜粗精矿中的铜品位随之上升，铜精矿中铅含量依 次下降；铜回收率有所下降。试验选定L D 一1 用量 分别为1 5 0 ∥t 。 万方数据 7 2 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 2 ．5 铜粗选捕收剂B P 用量试验 试验选用B P 作为铜粗选捕收剂。B P 是一种螯 合类捕收剂，对硫化铜矿物具有良好的选择性能和 强捕收陛能，主要以发生化学吸附为主；对黄铁矿 的捕收性极弱，主要以发生物理吸附为主。此外 B P 自身还具有一定的起泡性能，在浮铜过程中无 需添加起泡剂。铜粗选B P 用量条件试验流程同图 2 所示，抑制剂种类及用量为1 5 0g ／tL D 一1 ，试验 结果见图5 。图5 试验结果表明，B P 用量与铜品 位成反比，与铜回收率成正比，综合考虑，选取 B P 用量为1 8 鼽。 蓬 遥 喏 B P 用量／ g t 。 图5B P 用量对铜粗选的影响 堡 瓣 擎 叵 2 ．6 铜硫分离试验 采用以上条件试验所得结论进行铜浮选闭路试 验，闭路试验获得铜精矿中含有较大部分硫铁矿， 铜品位较低，须进行铜硫分离。铜硫分离采用石 灰 腐殖酸钠作为黄铁矿的抑制剂，乙硫氮作为铜 矿物的捕收剂，用量为1 0 趴。试验分别对石灰和 腐殖酸钠做了用量条件试验，结果表明石灰和腐殖 酸钠用量分别以3 3 0 、1 7g ／t 为宜。 2 ．7 磁选一浮选全流程闭路试验 在以上条件试验的基础上，试验进行了全流程 闭路试验，试验流程及药剂制度如图6 所示，试验 结果见表3 。 试验结果表明，在磁选优先浮选联合工艺的 原则流程条件下，采用高效低毒含多糖类有机物的 组合抑制剂L D l 、对铜矿物选择性和捕收能力均 较好的捕收剂B P 、使用C a O 腐殖酸钠作为铜硫分 离抑制剂，获得的铜精矿、铅精矿的品位分别为 2 1 ．3 4 ％、5 5 ．7 4 ％，回收率分别为7 4 ．6 1 ％、6 5 ．9 2 ％ 的优异选矿指标。为高效清洁综合利用该类矿石提 供了一条新途径。 3 结论 1 采用“磁选一优先浮选”的工艺流程，磁 表3全流程闭路试验结果／％ 选预先脱除磁黄铁矿，最大限度降低了磁黄铁矿对 后续浮选过程的影响；在原矿铜铅品位均较低的条 件下，试验突破常规采用优先浮选工艺，最终实现 了铜、铅、硫的高效分离。 2 采用高效低毒含多糖类有机物的组合抑制 剂L D 一1 ，铜捕收剂采用对铜矿物具有强的选择性 捕收作用的B P ，成功的降低了铜精矿中铅的含量， 实现了铜矿物与铅矿物的分离，提高了铜的回收 率；铜硫分离采用石灰和腐殖酸钠的组合，成功的 降低了铜精矿中黄铁矿含量，提高了铜精矿品位， 实现了铜铅分离。 3 新工艺为含高硫的磁黄铁矿和黄铁矿复杂 低品位铜铅矿床的选矿研究和应用，提供了可靠的 技术支持和示范作用。 参考文献 [ 1 ] 陈代雄，杨建文，李观奇．高海拔地区复杂铜铅锌多金属 硫化矿浮选试验研究及应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ， 2 0 0 9 6 1 - 6 ． [ 2 ] 陈代雄．复杂铜铅锌硫化矿浮选新工艺试验研究[ n 有 色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 2 1 5 ． [ 3 ] 郭金峰．我国复杂难采矿床开采的问题与对策[ J ] ．金属 矿山，2 0 0 5 1 2 1 0 1 3 ． [ 4 ] 贺婧，颜丽，杨凯．不同来源腐殖酸的组成和性质研 究[ J ] ．土壤通报，2 0 0 3 4 3 4 3 3 4 5 ． [ 5 ] 穆国红．低品位铜矿选矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿 部分 ，2 0 0 8 3 1 6 一1 9 ． [ 6 ] 戈宝良，张文彬．黄铜矿和黄铁矿的浮选分离[ J ] ．昆明 工学院学报，1 9 9 4 ，1 9 3 8 2 8 4 ． [ 7 ] 李文娟，宋永胜．磁黄铁矿的浮选电化学及抑制剂研究 概况[ J ] ．矿冶，2 0 0 8 ，1 7 1 l l 一1 3 ． [ 8 ] 龚明光．泡沫浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 7 ． [ 9 ] 张泾生．矿用药剂[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 8 ． [ 1 0 ] 冯其明．硫化矿浮选电化学[ M ] ．长沙中南工业大学 出版，1 9 9 2 ． [ H ] 陈建华，冯其明，卢毅屏．硫化矿有机抑制剂分子结构 设计与作用原理[ J ] ．广西大学学报自然科学版， 2 0 0 2 4 2 7 6 - 2 8 0 ． 万方数据 2 0 1 3 年增刊胡波等高硫复杂铜铅多金属矿高效分离浮选新工艺研究 。7 3 腐殖 原矿 铜精矿 图6 全流程闭路试验工艺流程 万方数据