氧化铜选矿的研究现状及存在问题探讨.pdf

Serial No. 460 August. 2007 矿 业 快 报 EXPRESS INATION OF MINING INDUSTRY 总第460期 2007年8月第8期 氧化铜选矿的研究现状及存在问题探讨 罗良烽 文书明 周兴龙 胡天喜 徐凤平 昆明理工大学国土资源学院 摘 要综述了氧化铜选矿方法和浮选工艺、D2活化剂的浮选特点,新型螯合剂B2130在氧化 铜矿选矿的应用。 关键词氧化铜矿;浮选药剂;浮选工艺 中图分类号TD923 11 文献标识码A 文章编号10092568320070820026203 Research Current Situation of Beneficiation of Copper Oxide Ore and Discussion on Existent problems Luo Liangfeng Wen Shuming Zhou Xinglong Hu Tianxi Xu Fengping Faculty of Land Resource Engineering , Kunming University of Science and Technology Abstract The main s and flotation process for beneficiation of copper oxide ore were sum2 marized. The flotation characteristics of D2activator and the application of B2130 in beneficiation of copper oxide ore were also reviewed. Keywords Copper oxide ore ; Flotation reagent ; Flotation technology 在我国的铜资源中,氧化铜矿约占1/ 4。大多 数铜矿床上部有氧化带,甚至有的已形成独立的大 中型氧化铜矿床。为此,开发和利用氧化铜矿,对于 我国铜工业的发展具有重要意义。 1 氧化铜矿的可选性 氧化铜矿一般见于矿床上部的氧化带。由于氧 化带的物理化学条件极为复杂,所以,氧化矿的矿物 组成、 结构构造也很复杂。氧化铜矿的可选性取决 于铜矿物的种类、 脉石的组成、 矿物与脉石共生关系 以及含泥量的多少等因素[1、 23]。 2 氧化铜的选矿方法 氧化铜矿的浮选分为直接浮选和硫化浮选。直 接利用捕收剂浮选的方法包括脂肪酸浮选法、 胺类 浮选法、 中性油乳浊液浮选法和螯合捕收剂浮选法 等。由于氧化铜矿大都是氧化率高、 含泥量大、 结合 铜含量高、 细粒不均匀嵌布、 氧硫混杂、 多种矿物共 存等特点,因此捕收剂很难吸附到矿物表面,需经过 硫化处理,才能使氧化铜矿物表面发生根本的变化。 硫化浮选也就是在氧化铜矿浆中加入硫化钠等硫化 剂进行硫化,然后添加黄药类捕收剂浮选。根据工 艺矿物学研究,硫化浮选法回收的主要氧化铜工业 矿物有孔雀石、 蓝铜矿、 赤铜矿、 水胆矾、 胆矾、 铜氯 矾、 自然铜等。常规的浮选氧化铜的方法已经很难 适应当前复杂难选氧化铜的需要,新药剂、 新工艺、 罗良烽1980 - ,男,江西泰和人,在读研究生,650093云南省 昆明市。 2试验中发现,再磨以后闪锌矿不易被抑制, 因此在闭路试验的粗选流程中采取加药和快速优先 浮选来控制进入粗铜精矿中的锌[3]。由于试验所 研究矿石中含有较多的黄铁矿,因此在精选流程中 着重添加生石灰以调节pH值,控制黄铁矿的起浮, 提高了铜、 锌精矿的品位。 3试验中添加了金银的捕收剂丁胺,使原矿中 的金、 银矿物大部富集到铜精矿中,原矿中的黄铁矿 富集在尾矿中,可以在后续研究中考虑回收。 参 考 文 献 [1] 高起鹏,孟宪瑜,秦贵杰.某铜锌硫多金属矿石选矿试验研究 [J ].有色金属选矿部分 ,2003 ,5 16. [2] 于 雪.铜锌硫化矿难以分离的可能原因及解决途径[J ].国外 金属矿选矿,2004 ,9 5～6. 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[4] 俞炎良 1 铜锌硫金属矿石选矿生产实践[J ]1 矿业快报, 2005141 收稿日期20072042 19 62 联合浮选流程越来越成为浮选难选氧化铜的发展趋 势[2～5]。 由于氧化矿对浮选药剂的要求比硫化矿要高, 使用单一药剂直接硫化很难达到预期效果,所以一 些组合药剂常用于氧化矿的浮选。下面重点介绍几 种新的浮选氧化铜矿的药剂。 1 D 2药剂是由昆明冶金研究院研制成功,以 2、52二硫酚21、3、42硫代二唑以下缩写为DMTDA 为活性组分的一种新型浮选螯合活化剂,DMTDA 有多种异构体 DMTDA是著名的铋试剂,易溶于KOH或 NaOH水溶液,微溶于热的乙醇,不溶氯仿、 苯。能 和许多金属离子生成螯合物,用于测定Sb、Bi、Cu、 Pb等金属离子。与铋盐生成红色沉淀,遇铜盐生成 棕色沉淀。D2药剂是对DMTDA的合成方法作了 改进后、 以DMTDA为主体成份的新药剂,其外观 及某些物理化学性质有别于DMTDA ,是一种桔红 到暗紫色的透明液体,密度为1. 3 ,pH 13 ,可与水 混溶。使用时可直接滴加,亦可稀释添加。根据试 验室研究,采用D2和Na2S都能使红河氧化铜矿获 得Cu精矿大于20 ,回收率达80 的好指标。含 泥量大是造成氧化铜矿浮选指标波动的主要原因之 一。原矿含泥较低时,单独使用D2药剂作活化剂就 能获取较好效果,反之,D2则须与Na2S混用才能保 证指标稳定。采用D2分段添加的方式可使其得到 改善。过量的硫化钠和新药剂D2都会使已活化的 氧化铜矿粒受抑制,因此掌握两者用量也是控制浮 选指标的重要因素[6～8]。 2新型螯合剂B2130。B2130是一种石油化工 产品,有固体和液体两种形态,呈强碱性。该药剂原 料来源广,价格低廉;燃点、 沸点高,运输贮存安全; 易溶于水,配制添加方便;无刺激性异味,深受操作 人员欢迎[9]。 B2130作为氧化铜矿石的新型螯合选矿药剂, 其作用机理① 在浮选过程中能使矿物表面快速形 成硫化膜、 牢固地吸附捕收剂,从而增大难选铜矿物 的浮游速度和浮选效率;② 能排除矿泥对浮选过程 的干扰,对孔雀石、 假孔雀石等矿物具有较强的选择 捕收性能。该药剂在铜绿山矿难选氧化铜的试验中 得到较好的指标。试验结果表明B2130法和常规 硫化法相比,在铜精矿品位基本相同的情况下,铜回 收率提高10 以上,同时Na2S、 丁黄药、2 油用量 均有不同程度下降。新型螯合剂B2130对难选氧化 铜矿物选择捕收性能强,能加快难选铜矿物的浮游 速度,同时能有效地排除矿泥对浮选的干扰,是难选 氧化铜矿物的高效捕收剂[10～11]。 3 难选氧化铜的联合浮选流程 3. 1 离析2浮选法 离析2浮选法也称氯化还原焙烧2浮选法的实 质,是将氧化铜矿石破碎至适当粒度,在氧化铜矿中 加入一定量的食盐和煤粉,加热至650℃ 以上时,有 食盐分解产生HCI的反应 2NaCl H2O ySiO2→Na2OySiO2 2HCl气 , 氧化铜矿与食盐分解的氯化氢起氯化反应 12CuO 12HCl→4Cu3Cl3 6H2O 3O2, 3Cu2O 6HCl→2Cu3Cl3 3H2O。 由于碳质还原剂的存在,挥发出的Cu3Cl3被炭 粒表面吸附并还原成金属铜,以利于与铁及脉石的 分离,便于下一步铜的浮选和富集。 陈莲秀等通过以上的方法对新疆喀拉通克铜镍 矿7 岩体赋存氧化铜矿进行了大量的试验,比直接 硫化浮选和酸浸置换效果更好[12],见图1。 肖安维等经过多年的研究,发明了一种新型的 离析焙烧回转窑,克服了反应炉温度不够高和一段 法炉内气氛难控制的缺点,为离析法的工业化应用 提供合理的炉型。在规模为10t/ d的中间试验厂, 用此方法处理湖北铜绿山难选氧化铜矿含铜 1. 53 ,其中结合铜81 ,游离氧化铜9. 85 得到 的结果为铜回收率82. 36 ,精矿含铜39. 95 ,尾 矿含铜0. 28 。焙烧条件为物料温度1 020℃,煤 粉1. 85 ,食盐0. 65 [13]。 图1 用焙烧离析浮选联合流程 3. 2 氨浸2硫化沉淀2浮选法 氨浸2硫化沉淀2浮选法[14]是加压浸取过程中, 加入元素硫硫粉 , 在氧化铜矿物被NH32CO2溶解 后,立即又被沉淀为硫化铜。矿浆不经过固液分离 而直接进行蒸馏,在回收了NH3和CO2之后,沉淀 的 “人造硫化铜” 和矿石中原有的自然硫化铜一并用 72 罗良烽 文书明等氧化铜选矿的研究现状及存在问题探讨 2007年8月第8期 常规浮选法回收,产品为浮选精矿。整个过程的原 则流程如图2。 通过对汤丹难选氧化铜的实验研究得到很好的 指标,并证实氨浸硫化沉淀2浮选流程取得了突破性 进展。铜的回收率提高了17 ,精矿品位也提高了 一倍多。究其原因是嵌布极细的氧化铜矿物,经过 浸出和沉淀后,形成了在浮选过程中易于与脉石单 体分离的人造硫化铜颗粒。 图2 氨浸硫化沉淀2浮选原则流程图 3. 3 氧化铜矿的化学选矿方法[15～18、 24] 化学选矿已逐渐成为难选氧化铜的重要选矿方 法,根据矿石中铜的矿物组成和结构构造,其中酸浸 2萃取2电积法应用广泛。项则传等运用此方法对江 西永平铜矿已废弃低品位表外矿、 含铜铁矿、 难选氧 化矿等含铜废石进行处理,通过一系列的技术改造, 最终获得了良好的经济效益。 酸浸法是湿法处理难选氧化铜矿的主要手段, 该工艺适合处理含酸性脉石为主的矿石,常用于低 品位、 残矿中提取铜。酸浸法主要分为渗滤浸出和 搅拌浸出两种。 细菌浸出法主要是依靠微生物细菌自身的氧化 还原特性及其代谢产物,使金属矿物的某些组分还 原或氧化,使有用矿物以可溶性或沉淀形式与原矿 物分离,从而得到目的矿物的选矿方法。细菌浸铜 适用于处理硅酸盐型或碳酸盐含量较少的、 含硫化 铜的氧化铜矿和铜炉渣等。当铁硫杆菌发生生物化 学反应,可产生硫酸高铁和硫酸作为浸矿剂,该浸矿 剂能把铜矿物中的铜呈硫酸铜溶解出来[19 ,20]。 4 结语 氧化铜矿的含泥量较高,粒度较细。在硫化浮 选时矿泥将产生不良的影响,使得浮选回收率不高, 所以在浮选时需选择分散矿泥的分散剂及脉石矿泥 的有效抑制剂[21 ,22]。 微生物选矿技术已替代湿法冶金工艺中的新工 艺,在回收矿山资源和环境保护等领域正发挥着重 要作用。 参 考 文 献 [1] 张文彬.氧化铜矿浮选研究与实践[M].长沙中南大学出版 社,1992 ,2. 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