某高砷铜锡矿选铜除砷试验研究.pdf

第3 期 2 0 0 7 年6 月 矿 产 综利 No . 3 Mu l t i p u r p o s e U t i l i z a t i o n M i n e r 用 a l Re s o u r c e s J u n . 2 0 0 7 合of 犷 摹 塔 裁 翼 准 会 亏 弓 碍 褚 十 x 干 刹 试 验 奎 今汽召 咭 召 弋 兮 . 某高砷铜锡矿选铜除砷试验研究 廖祥文‘ ， 李成秀‘ ，2 1 . 中国地质科学院矿产综合利用研究所。 四川 成都 6 1 0 0 4 1 ; 2 . 昆明理工大学国土资源工程学院， 云南昆明 6 5 0 0 9 3 摘要 针对云南某高砷铜锡矿矿石的性质， 采用新型环保高效抑制剂E M - 4 2 1 ， 结合” 铜硫混浮一 粗精矿再磨 一 铜砷 硫 分离” 的浮选流程， 取得了含铜2 3 . 7 8 、 回收率8 7 . 6 9 的铜精矿， 其中含砷仅为0 . 1 4 o E M - 4 2 1 是 一种复合抑制剂， 对毒砂和硫铁矿抑制效果明显， 能够较好地实现铜砷及铜硫的分离。 关键词 抑制剂; 毒砂; 硫化矿 中图分类号 T D 9 5 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 - 6 5 3 2 2 0 0 7 0 3 -0 0 0 3 -0 4 砷的化合物是具有类金属特性的原生性毒物， 几乎所有可溶的砷化合物都是有毒的， 而且大多是 致癌、 致畸物质。冶金原料中混入含砷矿物后， 在冶 炼时将会产生砷化氢、 亚砷酸盐以及有机砷化物等， 不仅造成冶炼成本增加， 而且将严重腐蚀设备、 污染 大气、 毒化环境。因此， 探索合理的工艺流程和药剂 制度， 降低选矿产品的含砷量， 为冶金提供高质量的 精矿产品， 从源头上控制砷的污染， 意义重大。 铜砷分离一直是选矿领域的一大难题， 常规的 选矿方法和药剂制度难以取得十分理想的效果。笔 者在研究黄铜矿、 毒砂物理性质及可浮性差异的基 础上， 研制开发出一种铜砷分离的高效抑制剂 E M 一 4 2 1 。 该抑制剂是一种复合药剂， 对黄铁矿、 毒砂 有较强的抑制作用， 同时不影响黄铜矿的回收。采 用该抑制剂， 笔者以某矿区的高砷铜锡矿为研究对 象， 进行了 选铜降砷试验研究， 有效地提高了 铜精矿 品位， 降低了 铜精矿含砷量， 同时为选锡提供了 较好 的给矿条件。 1 原矿性质 1 . 1 原矿多元素分析 矿石多元素分析结果见表1 ， 铜物相分析结果 见表2 ， 砷物相分析结果见表3 0 铜物相分析结果表明， 该矿石中 铜主要以 硫化 物的 形式存在， 原生硫化铜占有率为8 2 . 2 6 ， 次生 硫化铜占有率为 1 1 . 7 6 ， 铜矿物氧化率仅为5 . 9 8 ， 氧化程度较低。砷物相分析结果表明， 该矿石 中砷矿物大部分是毒砂。 表 1 原矿多元素分析结果/ C u S n A s T F e S P hB i C a O S i o z W 0 , N iMgO 0 1 0 . 4 8 2 . 0 3 2 3 . 0 7 1 8 . 6 1 0 . 0 5 8 0 . 0 8 2 0 . 0 5 1 9 . 9 3 2 . 5 41 5 . 2 60 . 0 9 8 0 . 0 0 5 表2 原矿铜物相分析结果/ 表3 原矿砷物相分析结果 / 原生 硫化铜 次生 硫化铜 自由 氧化铜 总 铜砷的氧化物雄黄、 雌黄毒砂 0 . 0 6 9 1 . 9 5 0 3 . 3 8 9 5 . 6 4 总砷 0 . 8 3 9 8 2 . 2 6 0 . 1 2 0 1 1 . 7 6 0 . 0 0 7 0 . 6 9 0 . 0 5 4 5 . 2 9 0 2 0 . 0 0 0 . 0 2 0 0 . 9 8 2 . 0 3 9 1 0 0 . 0 0 收稿日 期 2 0 0 6 - 1 2 - 2 1 基金项目 科技部人口 与健康平台研究项目 2 0 0 4 D I B 3 J 0 7 9 作者简介 廖祥文 1 9 6 3 一 ， 男， 副研究员， 主要从事矿物工程研究和管理工作。 矿产综合利用2 0 0 7 年 1 . 2 矿物组成 该高砷铜锡矿主要产于花岗岩与碳酸盐类岩石 接触带， 属岩浆后期热液充填交代矽卡岩形成的多 金属硫化物矿床。原矿性质较为复杂， 伴生矿物种 类繁多。经显微镜下分析， 原矿金属矿物主要是黄 铜矿、 锡石、 黄铁矿、 白铁矿、 雌黄铁矿、 毒砂等。脉 石矿物主要是方解石、 白云石、 石英、 辉石、 长石、 绿 泥石、 萤石、 石榴石、 粘土矿物等。 2 选矿试验研究 2 . 1 选矿原则流程的确定 在选别含锡多金属硫化矿时， 一方面应尽可能 避免锡石的过粉碎及泥化; 另一方面在力求最大限 度地回 收金属硫化矿物的同时， 应尽可能避免锡石 在浮选硫化矿物泡沫产品中的损失。因此， 笔者将 矿石一段粗磨后， 混合浮选硫化矿物， 先将硫化铜矿 尽可能地富集， 实现对这部分矿物的 早收， 浮选尾矿 再进行重选回收锡石。采用先浮后重的原则流程， 可以 预先浮出密度大的 硫化物， 有利于锡石的重选。 采用混合浮选， 可以减少矿浆在浮选流程中的循环 量， 降低锡石在硫化矿物泡沫产品中的损失。混合 粗精矿经二段再磨后， 进行铜砷 硫 分离， 最终获 得铜精矿产品。其原则流程见图1 0 一段混合粗选试验流程及最终获得的浮选工艺 条件如图2 所示， 试验结果见表4 0 药角用 - e / t 原 矿 P H -8 2 0 0 d 6 5 段粗选 5 田i n 翱精矿尾矿 图2 混合粗选条件试验流程 表4 混合粗选条件试验结果 产品 名称 产率 /c / I 品位/ 回收率/ C u A s 粗精矿1 2 . 0 9 8 7 . 9 1 1 0 0 . 0 0 7 . 6 1 0 . 1 1 1 . 0 2 0 . 7 7 2 . 2 0 2 . 0 3 9 0 . 4 9 9 . 5 1 1 0 0 . 0 0 4 . 5 9 9 5 . 4 1 1 0 0 . 0 0 矿矿 尾原 原矿 锡石重选给矿 铜精矿尾矿 H 图1 选矿原则流程 2 . 2 混合粗选条件试验 在探索试验的基础上， 进行了混合粗选磨矿细 度试验、 矿浆p H值调整剂用量试验、 捕收剂的种类 和用量试验以及2 油用量试验等条件试验。磨矿 细度试验结果表明， 随着磨矿细度增加， 铜回收率增 加， 砷含量降低， 但由于锡石性脆， 容易过粉碎， 因此 磨矿不宜过细。 结合锡石过粉碎的程度和生产现场 的实际情况， 最终选择磨矿细度为- 2 0 0目6 5 ,, 混合粗选条件试验结果表明， 该矿石磨至一 2 0 0 目6 5 ， 经一段铜硫混浮， 可以获得品位7 . 6 1 、 回 收 率9 0 . 4 9 、 含砷0 . 7 7 的 铜 粗精 矿 指 标。 同 时， 锡在铜粗精矿中的损失也很小。 2 . 3 铜砷 硫 分离试验 根据一段混合粗选条件试验确定的最佳用量， 进行了铜砷、 铜硫分离试验研究。从 一 2 0 0目占 6 5 时黄铜矿单体解离度测定结果可知， 在该磨矿 条件下， 铜矿物没有完全单体解离， 2 5 . 6 9 的黄铜 矿呈连体， 特别是2 0 0目以上粒级有4 0 的矿物未 解离。因此要得到高质量的铜精矿， 只有通过粗精 矿再磨使铜矿物得到完全单体解离后， 再添加适当 的抑制剂或铜选择性捕收剂， 浮选富 集铜矿物。 毒砂在中强碱性的水一气介质中易氧化， 表面 生成类似臭葱石〔 F e A s 0 4 2 H 2 0 〕 结构的亲水 膜。 尤 其 在 氧 化 剂存在时， 将 会强 烈 促 进这 二 砷酸 盐的形成。此亲水膜能阻碍黄药捕收剂的吸附， 从 而 大 大 降 低 毒 砂的 浮 游能力 t ’ 一 ’ 〕 。 黄 铁 矿也 易 被氧 化， 使可浮性变差。因此， 在石灰及氧化剂作用下， 可以 较好地抑制毒砂及黄铁矿。石灰由于价格低 廉， 使用方便、 来源广泛等特点， 是目 前选厂应用较 为普遍的铜砷 硫 分选抑制剂。但单独使用石灰， 往往需要在很高的p H值条件下， 才能较好地实现 . 第3 期廖祥文等 某高砷铜锡矿选铜除砷试验研究 5 铜砷、 铜硫的分离， 因此石灰用量通常较大。生产上 石灰用量的增加， 不仅会造成浮选泡沫发粘， 生产不 稳定、 难以 控制， 而且还有可能导致设备结垢、 堵塞 管道。 中国 地质科学院矿产综合利用研究所自 行研制 开发的一种新型环保高效抑制剂E M一 4 2 1 ， 是一种 复合抑制剂。该药剂性质稳定、 操作方便， 是毒砂、 硫铁矿等的高效抑制剂。通过对E M一 4 2 1 , 漂白 粉、 高锰酸钾等砷抑制剂的对比试验研究， 笔者明显 地发现， 采用E M - 4 2 1 ， 矿浆无须很高p H值就可以 有效地分离铜砷 硫 ， 得到高质量的铜精矿， 一定 程度上减轻高碱给设备带来的不利影响。 选取二段磨矿粒度一 2 0 0目 含量为9 5 , p H值 在1 0 一 1 1 之间， 并在此条件下进行 E M一 4 2 1 用量 试验。其流程如图3 所示， 试验结果见表5 0 从表5的试验结果可知， 用石灰调节矿浆p H 值到1 0 一 1 1 之间， 不添加E M一 4 2 1 ， 直接分选， 铜精 矿品位仅为1 3 . 2 8 ， 砷在铜精矿中的分布率达2 0 . 2 5 ， 分选效果不佳。随着E M一 4 2 1 用量的增加， 铜精矿品位提高， 砷在铜精矿中的分布率降低。当 E M一 4 2 1 用量为1 0 0 酬t 时， 铜精矿品位为1 7 . 7 0 ， 砷在铜精矿中的分布率为 1 2 . 5 3 。综合考虑选别 指标和药剂成本， 选择E M一 4 2 1 用量1 0 0 岁t 较为 适宜。 2 . 4 浮选流程闭路试验 通过一段混合粗选条件试验和二段分离粗选条 件试验， 最终确定的闭路浮选试验工艺流程如图4 所示， 其试验结果见表6 。铜精矿多元素分析结果 见表7 。铜精矿中矿物含量见表8 a 从闭路试验结果可知， 采用” 混合浮选一粗精 原i f -药 剂 用 量 g / t 药剂用量 二段给矿 1 0 . 1 1 磨 4000X43.-200 H 65 .,k__ 2 m i n 扣一基 黄 药 ‘“ ‘ “ 于 二 号 油 ““ “ - 2 0 0 目9 5 棍 合 粗 选 J 一 基黄药 巧 二号油1 0 选 In 分 离 粗 选 尾矿 1 锡石重选给矿 二段粗精矿中矿 1 图3 铜砷 硫 分离粗选条件试验流程 表5 铜砷 硫 分离粗选条件试验结果 E M一 4 2 1 用 量 / 9 t 一 ’ 产品 名称 产率 / 品位/ Cu As 回收率/ Cu As 精矿5 3 . 8 4 1 3 . 2 8 0 . 3 2 9 5 . 9 1 2 0 . 2 5 中矿4 6 . 1 6 0 . 6 6 1 . 4 7 4 . 0 9 7 9 . 7 5 给矿 1 0 0 . 0 0 7 . 4 5 0 . 8 5 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 精矿4 9 . 5 1 1 4 . 3 5 0 . 2 3 9 5 . 7 8 1 3 . 0 0 中矿 5 0 . 4 9 0 . 6 2 1 . 5 1 4 . 2 2 8 7 . 0 0 给矿 1 0 0 . 0 0 7 . 4 2 0 . 8 7 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 精矿3 9 . 7 9 1 7 . 7 0 0 . 2 6 9 7 . 7 4 1 2 . 5 3 中矿6 0 . 2 1 0 . 2 7 1 . 2 0 2 . 2 6 8 7 . 4 7 给矿 1 0 0 . 0 0 7 . 2 1 0 . 8 3 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 精矿 3 7 . 8 1 1 9 . 0 1 0 . 2 8 9 7 . 1 4 1 1 . 8 2 中矿6 2 . 1 9 0 . 3 4 1 . 2 7 2 . 8 6 8 8 . 1 8 给矿 1 0 0 . 0 0 7 . 4 0 0 . 9 0 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 铜精矿尾矿 1 1 图4 闭路浮选试验工艺流程 表6 闭路浮选试验结果 品位/ Cu A s S n 回收率/ Cu As S n 率沦 产户 品称 产名 铜精矿 3 . 9 7 2 3 . 7 8 0 . 1 4 0 . 1 5 8 7 . 6 9 0 . 2 8 1 . 1 5 尾矿 1 8 6 . 0 0 0 . 0 9 7 2 . 2 0 0 . 5 8 7 . 7 5 9 3 . 8 0 9 5 . 9 6 尾矿II 1 0 . 0 3 0 . 4 9 1 . 1 9 0 . 1 5 4 . 5 6 5 . 9 2 2 . 8 9 原矿 1 0 0 . 0 0 1 . 0 8 2 . 0 2 0 . 5 2 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 050100150 矿产综合利用2 0 0 7 年 表7 铜精矿多元素化学分析结果/ C u A s P b Z n B i M g 0 2 4 . 0 6 0 . 1 4 0 . 2 6 0 . 6 1 0 . 0 3 8 0 . 2 2 表8 铜精矿中矿物含量/ 黄铜矿黄铁矿磁黄铁矿毒砂脉石 7 4 . 1 2 1 6 . 2 3 5 . 5 8 0 . 3 5 3 . 7 2 矿再磨一铜砷分离” 的浮选流程， 最终取得了含铜 2 3 . 7 8 、 回收率8 7 . 6 9 的铜精矿， 其中含砷仅为 0 . 1 4 ， 尾矿铜品位降至0 . 0 9 7 o锡在浮选过程 中的损失仅为4 . 0 4 。铜精矿杂质含量也远低于 国家颁布的有色金属行业标准 Y S / T 3 1 8 一 1 9 9 7 所 规定的三级铜杂质要求。铜精矿中大部分是黄铜 矿， 还有部分黄铁矿和磁黄铁矿， 毒砂和脉石的含量 很低。 3 结论 I . 采用先浮后重的工艺， 可以 避免先重后浮流 程带来的重选尾矿难以浓缩脱水以及浮选流程难以 操作控制的弊端， 而且预先浮出密度大的硫化物， 可 以改善锡重选的可选性， 降低硫化物对选锡的影响。 混合浮选工艺可以减少矿浆在浮选流程中的循环 量， 降低锡石在硫化矿物泡沫产品中的 损失。 2 . 选矿闭路试验结果表明 在磨矿细度为 - 2 0 0目占6 5 时混合浮选硫化矿， 采用一粗一扫的 工艺流程， 获得了品位7 . 1 2 、 回收率9 2 . 2 5 、 含 砷0 . 8 9 的 铜粗精矿。铜粗精矿再磨后， 采用新型 环保高效抑制剂 E M一 4 2 1 ， 经一粗一精一扫， 可以 获得铜品位2 3 . 7 8 、 含砷 0 . 1 4 、 铜回收率 8 7 . 6 9 的高质量铜精矿， 其中有害元素砷的含量远低 于限定标准。 3 . E M - 4 2 1 是中国地质科学院矿产综合利用 研究所自 行研制开发的新型环保抑制剂。该抑制剂 能扩大黄铜矿与毒砂和黄铁矿之间的可浮性差异， 很好地抑制毒砂、 硫铁矿， 而基本不影响黄铜矿的回 收， 表现出良 好的选择性。该药剂性能稳定、 操作方 便。 4 . 采用E M - 4 2 1 抑制剂， 无需较高的p H值就 能较好地实现铜砷、 铜硫的分离， 提高铜精矿品位， 降低铜精矿含砷量。 参考文献 [ 1 」 徐朝刚， 等. 高砷铜精矿降砷工艺研究及工业试验【 J ] . 云锡科技， 1 9 9 9 1 . 3 6 一 4 3 . [ 2 〕 高利坤， 张宗华， 等. 大厂硫砷锡混合矿工艺矿物特性及 硫砷分离试验研究【 J ] . 有色金属 选矿部分 , 2 0 0 3 l 6-9 [ 3 ] 温蔚龙， 等. 硫化铜矿选矿除砷工艺「 J ] . 有色矿山， 1 9 9 2 6 4 0 一 4 4 . R e s e a r c h o n C o p p e r F l o t a t i o n a n d A r s e n i c R e m o v a l f r o m a T i n n y C o p p e r O r e C o n t a i n i n g H i g h A r s e n i c L I A O X ia n g - w e n ， L I C h e n g - x iu z 1 . I n s t i t u t e o f M u l t i p u r p o s e U t i l i z a t i o n o f M i n e r a l R e s o u r c e s ， C A G S ， C h e n g d u ， S i c h u a n , C h i n a ; 2 . K u n m in g U n i v e r s i ty o f S c ie n c e a n d T e c h n o l o g y ， K u n m i n g , Y u n n a n ， C h i n a A b s t r a c t ; A c c o r d i n g to t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f a t i n n y c o p p e r o r e c o n t a i n i n g h i g h a r s e n i c i n Y u n n a n p r o v i n c e , a n e w e n v i r o n m e n t a l l y - f r i e n d l y h i g h - e f f i c i e n t d e p r e s s a n t E M一 4 2 1 i s d e v e l o p e d . B y u s i n g t h i s n e w - t y p e d e p r e s s a n t , a d e - s i r a b l e c o n c e n t r a t e c o n t a i n i n g 2 3 . 7 8 C u w i t h c o p p e r r e c o v e ry o f 8 7 . 6 9 a n d 0 . 1 4 a r s e n i c w a s o b t a i n e d b y a - d o p tin g th e te c h n o lo g ic a l fl o w s h e e t o f b u lk fl o ta t io n o f c o p p e r a n d s u lp h u r - r e g r in d in g o f r o u g h c o n c e n tr a t e - s e p a r a t i o n o f c o p p e r a n d a r s e n i c s u l p h u r ， I t w a s s h o w n t h a t E M一 4 2 1 i s a c o m p o s i t e d e p r e s s a n t w h ic h i s v e ry e f f e c t iv e f o r d e p r e s s a r s e n o p y r it e a n d p y r i t e ， a n d t h e s e p a r a t io n o f c o p p e r f r o m a r s e n i c a n d s u l p h u r w a s s a t i s f a c t o r il y r e a li z e d . K e y w o r d s D e p r e s s a n t ; A r s e n o p y r i t e ; S u l p h u r