新疆阿舍勒铜矿强化锌硫分离的试验研究与生产实践.pdf

2 0 0 9 年第3 期有色金属 选矿部分 1 新疆阿舍勒铜矿强化锌硫分离的试验研究与生产实践 汪庭成，沈卫卫，王玉莲，焦江涛 新疆阿舍勒铜业股份有限公司，新疆哈巴河8 3 6 7 0 0 摘要通过对硫酸铜活化闪锌矿的电化学机理的分析，改变了硫酸铜和石灰的加药顺序，变“抑硫活锌”为 “活锌抑硫”，成功地改善了新疆阿舍勒铜矿选矿流程中锌硫分离效果，提高了锌硫分离生产技术指标，锌精矿品位提高 9 ．5 5 ％。回收率提高8 ．0 8 ％。 关键词硫酸铜；加药顺序；抑硫活锌；活锌抑硫 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T I 9 5 2 ．3文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 9 0 3 - 0 0 0 1 - - 0 4 新疆阿舍勒铜矿是一座大型高硫铜锌多金属矿 山，该矿山设计选矿流程为铜锌混合浮选一混合粗 精矿再磨铜锌分离锌硫分离工艺流程。该矿于 2 0 0 4 年9 月投产试车，选矿技术指标一直不理想， 尤其是锌硫分离工艺存在较大的问题。由于生产指 标不理想，期I 司国内多家研究院所都对阿舍勒铜矿 选矿工艺进行了试验研究，其选矿试验指标要么不 理想，要么选矿指标较好，但改造投资大、技术风 险大，业主不敢决策。2 0 0 5 年9 月应用搅拌脱药 工艺在锌硫分离工艺上取得成效，选出品位在4 2 ％ 的可供销售的锌精矿，但锌理论回收率较低，不到 3 0 ％，且此工艺补加水量大，操作不稳定，2 0 0 5 年 1 2 月阿舍勒铜矿选矿试验室在进行“先活化锌后 抑制硫”的试验研究中发现，改变硫酸铜添加顺序 可提高锌硫分离的分选效果，为此，在理论研究和 小型试验的基础上，现场将硫酸铜添加顺序改变 后，锌硫分离技术指标得到很大程度的改善。 其次为方解石、重晶石、绿泥石、白云石等。 1 ．2 矿石主要矿物嵌布特征 黄铁矿是矿石中主要的金属硫化物，主要呈不 规则状产出，其次为自形、半自形结构。黄铁矿与 黄铜矿、砷黝铜矿、闪锌矿等关系密切，这些矿物 沿黄铁矿间隙充填，形成复杂的嵌布关系。 黄铜矿是矿石中主要的铜矿物，主要呈晶形结 构，不规则状产出，以微粒为主。黄铜矿与黄铁矿 关系非常密切，常与砷黝铜矿共生在一起，或以集 合体形式嵌布在黄铁矿颗粒之间。 闪锌矿是矿石中主要的锌矿物，主要呈不规则 状产出。闪锌矿与黄铁矿、方铅矿关系较为密切， 多交结于黄铁矿，特别是细粒的黄铁矿，嵌布关系 较为复杂。 砷黝铜矿是矿石中最主要的含砷矿物，多为聚 合体与黄铜矿一起分布于黄铁矿晶粒间或晶粒边 缘，砷黝铜矿与辉铜矿关系也较为密切。 I 矿石性质2 “活锌抑硫”工艺的提出 I ．I 矿石类型及矿物组成 阿舍勒铜矿属火山喷发沉积成因的黄铁矿型 铜、锌多金属矿床。其矿石的工业类型为致密块 状、条带状与浸染状，矿石以致密块状铜锌黄铁矿 为主，含铜黄铁矿石多为浸染状。 矿石中主要的金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、闪 锌矿、砷黝铜矿和少量的方铅矿、辉铜矿、斑铜 矿、银金矿等。主要的脉石矿物为石英与绢云母， 收稿日期2 0 0 9 - 0 1 1 6 作者简介汪庭成 1 9 6 3 一 ，男，安徽安庆人，工程师。 阿舍勒铜矿矿石性质复杂，矿体中各类型矿石 分布极不均匀，且矿石品位变化较大，造成进入选 矿厂矿石性质、品位变化较大，浮选工艺重要条件 控制难度较大。 原设计锌硫分离作业选锌的基本思路将锌硫 分离原矿用石灰调整p H 值为1 l ～1 2 ，在高p H 值 条件下抑制黄铁矿，然后添加硫酸铜将在铜锌分离 作业中被抑制的闪锌矿活化，然后加入丁基钠黄 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 0 9 年第3 期 药、B K 2 0 1 将闪锌矿浮起，符合“调整剂抑制 剂捕收剂起泡剂”添加顺序，该方案的缺陷为 1 当硫酸铜活化锌矿物时，硫酸铜对黄铁矿 也起活化作用，锌硫分离原矿中被石灰抑制的黄铁 矿又会被活化，造成锌硫分离作业黄铁矿上浮过 多，形成泡沫“夹硫”现象严重，影响了锌的选别 效果。 2 硫酸铜是闪锌矿和黄铁矿的活化剂，由于 硫酸铜是强酸弱碱盐，水解后，使溶液呈弱酸性。 有效C u 2 浓度与矿浆p H 有关，而原设计是在p H 值为1 1 ～1 2 的碱性条件下使用硫酸铜，此时，一 部分铜离子转化为碱式铜，使游离的铜离子数量 减少。 3 闪锌矿在水溶液中将很容易被氧化成 S 0 4 2 一，p H 值越高，所需的氧化电位越低，在一定 电位下，随p H 值升高，闪锌矿表面将得到不同的 最终氧化产物[ I - 2 ] 。考虑s 0 2 一生成时的势垒，高 碱下硫酸铜存在活化闪锌矿效率低的问题，使硫 酸铜活化黄铜矿比闪锌矿更容易，从而影响闪锌矿 上浮。 经过长期研究和观察现场铜锌分离作业，由于 使用硫酸锌、亚硫酸钠抑制锌矿物，铜锌分离尾矿 锌硫分离原矿 p H 值在7 8 ，基于硫酸铜活化闪 锌矿的电化学机理[ 1 - 2 ] 和酸性溶液中铜离子活化 闪锌矿的电化学性质[ 3 ] ，预测在此条件下使用硫 酸铜较为有利。 3 试验研究 3 ．1 硫酸铜活化锌矿物不同p H 条件试验 考虑到硫酸铜活化闪锌矿的电化学机理[ 1 - 】 和硫酸铜的水解特点，因此，在不同p H 条件下， 对硫酸铜活化锌矿物效果进行了验证试验[ 。】 试验是在X S D 一0 ．7 5 的浮选机中进行，试验流 程为一次粗选，试验方法是将从生产现场提取的铜 锌分离尾矿先用石灰调整p H 值，然后加人硫酸 铜、丁基钠黄药浮选，试验工艺条件为硫酸铜 1 5 0 9 ／t ，丁基钠黄药5 9 ／t 。试验结果见图I 。 从图l 中可以看出，加入硫酸铜活化前p H 值 愈高，锌粗精矿的锌回收率愈低，p H 值在6 ．3 0 9 ．3 0 还不明显，p H 值大于9 ．3 0 后锌粗精矿锌回收率下 降较为明显。锌粗精矿含锌随着p H 值的升高逐渐 下降，当p H 值大于8 ．0 0 后，锌粗精矿锌品位下降 幅度加大。在一定的p H 值范围内铜指标变化不 大，当p H 大于1 0 ．3 0 时，锌粗精矿中铜的回收率 堡 瓣 擎 直 ， 辽 略 图l不同p H 值条件下的硫酸铜活化效果 F i g ．1 T h ea c t i v a t i n ge f f e c to fC u S 0 4u n d e rd i f f e r e n t p Hc o n d i t i o n s 1 一粗选产率；2 锌粗精矿铜品位；3 锌粗精矿锌品位；4 锌粗 精矿铜回收率；5 锌粗精矿锌回收率； 上升较大。从本次试验看，现场在铜锌分离尾矿 p H 为7 ～8 的状态下加入石灰，再将p H 值调整到 1 1 左右加入硫酸铜活化锌矿物存在一定的问题， 现场选锌方案对活化锌矿物不利。 3 ．2 硫酸铜添加顺序对选锌指标的影响 试验工艺条件为一次粗选，C u S O 。1 5 0 9 ／t ，丁基 黄药5 矾，p H I1 ，设备同上。试验方法为提取现场 铜锌分离尾矿进行了先调浆 p H 值 后加硫酸铜 抑硫活锌 方案与先加硫酸铜后调浆 活锌抑硫 方案对比，试验结果见表1 。 表1硫酸铜不同添加顺序试验指标对比 T a b l e1T h ec o m p a r a t i v et e s ti n d e xo ft h eo r d e ro f a d d i n gC u S O 。 ’％ 从表l 可以看出，“活锌抑硫”方案比“抑硫 活锌”方案锌粗精矿锌品位高1 0 ．5 ％，锌粗精矿锌 回收率提高1 8 ．4 8 ％，锌粗精矿中铜的品位也低。 试验结果说明“活锌抑硫”方案比“抑硫活锌”方 案无论从锌粗精矿锌品位，还是锌粗精矿锌回收率 上都有比较明显的优势。从试验现象看，“活锌抑 硫”方案比“抑硫活锌”方案有比较明显的泡沫 “夹硫”减少的现象。 3 ．3 硫酸铜用量试验 “活锌抑硫”方案硫酸铜用量试验工艺条件为 一次粗选，p H Il ，丁基黄药5 9 ／t ，设备同上，试验 结果见图2 。从试验结果可以看出，随硫酸铜用 万方数据 2 0 0 9 年第3 期汪庭成等新疆阿舍勒铜矿强化锌硫分离的试验研究与生产实践 3 量的增加，锌粗精矿锌品位和锌回收率都在提高， 说明锌矿物被硫酸铜活化的效果得到提高，从试验 结果看，硫酸铜用量在4 0 0 ～8 0 0 9 ／t 为宜。该组试验 说明，硫酸铜用量不足时，锌矿物没有得到充分的 活化时，无论锌粗精矿锌品位，还是锌粗精矿锌回 收率均不高，尤其是锌粗精矿锌品位很低，随着硫 酸铜用量的增加，锌矿物被充分活化后，锌粗精矿 品位和锌粗精矿回收率都得到一定程度的提高，特 别是锌粗精矿品位提高的幅度较大，且锌矿物的富 集比大。现场在操作过程中可适当多添加一些硫酸 铜对提高选锌技术指标有一定的作用。 1 0 0 喜8 0 擎6 0 回．柏 嚣2 0 3 ．4p H 值试验 “活锌抑硫”方案p H 值试验工艺条件为一次 粗选，C u S O A 0 0 9 ／t ，丁基黄药5 s ／t ，设备同上，试 验结果见图3 。从试验结果可以看出，随p H 值的 增高，锌粗精矿品位提高幅度较大，当p H 值大于 1 2 后，锌粗选指标几乎没什么变化；随着p H 值的 增高，锌回收率略有下降，考虑到本次试验的主要 目的是提高锌精矿品位，故p H 值使用范围选定在 1 2 左右。随着p H 值的增加锌粗精矿中铜的品位和 回收率呈下降趋势。 零 蒋 娶 回 ● 迥 喀 图3p H 值试验结果 F i g ．3 T h et e s tr e s u l t so fd i f f e r e n tp Hc o n d i t i o n s 3 ．5 闭路试验 在对比试验和条件试验的基础上，对“抑硫活 锌”和‘话锌抑硫，’方案进行了‘‘_ 欢粗选、三移湍孽选、 两次扫选”闭路对比试验，试验工艺条件为p i l l 2 ， C u S O 。4 0 0 s 危，丁獭5 如试燃赡、表3 。 表2“抑硫活锌”试验结果 T a b l e2T h et e s tr e s u l t so fa c t i v a t i n gb l e n d ea f t e r d e p r e s s i n gp y r i t e 。 ％ 表3“活锌抑硫”试验结果 T a b l e3T h et e s tr e s u l t so fa c t i v a t i n gb l e n d eb e f o r e d e p r e s s i n gp y r i t e ％ 闭路试验结果表明，在p H l 2 、C u S O A O O g ／t 、 丁基黄药5 9 ／t 工艺条件下， “活锌抑硫”方案经三 次精选、两次扫选可获得了锌精矿品位6 2 ．9 8 ％、 回收率8 1 ．2 7 ％的较好的选锌指标。 “抑硫活锌” 方案经三次精选、两次扫选可获得锌精矿品位 3 7 ．6 5 ％、回收率7 8 ．9 8 ％的指标，闭路试验结果再 次验证了开路试验的结果“活锌抑硫”方案比 “抑硫活锌”方案锌富集比高，锌回收率高，锌精 矿中铜含量低，锌精矿中铜回收率低。 4 生产调试 2 0 0 6 年3 月在现场对“活锌抑硫”工艺进行了 工业调试，当“活锌抑硫”方案将硫酸铜改到石灰 前加入后，浮选现象变化很大，锌硫分离作业1 号 搅拌槽内的泡沫明显由原来大而黄泡沫变成了细小 的灰色略带黑色的锌硫泡沫，2 号搅拌槽变成细小 银白色的锌泡沫，锌硫分离粗选泡沫颜色明显变白 黄铁矿上浮量减少 ，锌硫分离精选泡沫“夹杂” 现象得到明显改善。两种工艺对比指标见表4 。 表4 生产调试工艺对比指标 T a b l e4T h ec o m p a r a t i v ei n d e xo fi n d u s t r yp r a c t i c e ％ 生产调试指标可看出，“活锌抑硫”方案比“抑 万方数据 4 有色金属 选矿部分 2 0 0 9 年第3 期 硫活锌”方案有明显效果，各个指标都有所提高。 5 结语 1 “活锌抑硫”与“抑硫活锌”工艺相比，工 业生产中，锌精矿品位提高9 ．5 5 ％，锌总回收率提 高8 ．0 8 ％，锌硫分离作业回收率提高1 2 ．8 3 ％。 2 新工艺突破常规的思维方式，巧妙地改变 硫酸铜与石灰的添1 j u J u 质, 序，在花费百元左右的情况 下，选锌指标得到提高，精选作业泡沫“夹硫”得 到解决。 3 阿舍勒铜矿锌精矿总回收率指标离设计的 7 3 ％还相差甚远，若想进一步提高锌精矿总回收 率，还要在混合浮选和铜锌分离作业降低锌的损失 下功夫。 参考文献 [ 1 ] 顾帼华，王淀佐，刘如意．硫酸铜活化闪锌矿的电化学机 理[ J ] ．中南工业大学学报，1 9 9 8 ，3 0 4 6 3 6 5 ． [ 2 ] 孙水裕，王淀佐，李柏淡．闪锌矿的电化学调控浮选[ J ] ．中 国有色金属学报，1 9 9 2 ，2 2 2 1 2 5 ． [ 3 ] R H 伊云，等．在酸性溶液中用铜离子活化闪锌矿的电 化学研究[ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 9 7 ， 6 1 3 1 9 ． [ 4 ] 北京矿冶研究总院．新疆阿舍勒铜矿1 号矿体混合样扩 大连选试验报告[ R ] ．1 9 9 6 [ 5 ] 北京矿冶研究总院．新疆阿舍勒铜锌矿石电化学控制浮 选研究[ R ] ．1 9 9 6 ．8 [ 6 ] 北京有色金属研究总院．新疆阿舍勒铜矿多金属矿石选 矿工艺研究报告[ R ] ．1 9 9 6 ．8 [ 7 ] 紫金矿业集团公司设计研究院．新疆阿舍勒铜矿搅拌脱 药小型选矿试验报告[ R ] ．2 0 0 5 ．5 T H EE X P E R I I ⅥE N TR E S E A R C HA N DI N D U S T R YP R A C T I C EO NI M P R o V E M E N T o FB L E N D EA N DP Y R I T ES E P A R A T I o NI N ⅪN J L ～N GA S H E L E RC o P P E RM I N E W A N GT i n g c h e n g ，S H E NW e i w e i ，W A N GY u l i a n ，J I A OJ i a n g t a o C X i n j i a n gA s h e l eC o p p e rC o ．L t d ．，H a b a h eX i n j i a n g8 3 6 7 0 0 ，C h i n a A B S T R A C T T h ea n a l y s i so ne l e c t r o c h e m i s t r ym e c h a n i s mo ft h ea c t i v a t i n gb l e n d e 祈t hC u S O , i sc a r r i e do u t ．T h e a d d i n go r d e ro fC a Oa n dC u S 0 4i sc h a n g e d a n dr e s u l t st h a tt h eb l e n d ei sa c t i v a t e da f t e r c h a n 舀n g “a c t i v a t i n gb l e n d ea f t e rd e p r e s s i n gp y r i t e ’’t o “a c t i v a t i n gb l e n d eb e f o r ed e p r e s s i n gp y r i t e ”．T h ei m p r o v e m e n t o ft h ee f f e c t i v e n e s so fb l e n d ea n dp y r i t es e p a r a t i o ni sr e a l i z e da n di n X i n j i a n gA s h e l eC o p p e rM i n e ，a n d t h ep r o d u c t si n d e xo fz i n cc o n c e n t r a t ei se n h a n c e d ，t h a ti s ，g r a d e b y9 ．5 5 ％a n dr e c o v e r yb y8 ．0 8 ％． K e yw o r d s C u S 0 4 ；t h eo r d e ro fa d d i n 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