某低品位难选氧化铜矿浮选试验研究

摘要：针对某氧化铜矿品位低、氧化率高、结合率高等特点，采用先添加硫化剂硫化和硫酸铵活化，再以水玻璃+六偏磷酸钠组合抑制剂强化抑制，以混合黄药680+丁铵黑药+羟肟酸组合捕收剂强化捕收的新药剂制度，对该矿石进行了系统的浮选试验研究，确定了氧化铜矿最佳分选条件与药剂制度，闭路试验指标达到铜精矿品位17.39%，回收率59.36%。关键词：浮选;氧化铜矿;硫化;选矿药剂

我国氧化铜矿的选矿生产从20世纪50年代中后期开始，至今已有50多年的历史。在处理类型繁多、性质复杂的难选氧化铜矿的过程中，已经积累了比较丰富的经验。广大选矿工作者在新药剂、新工艺、新设备和新方法的研究、开发和推广应用中，已取得了一系列重要成果，有力的推动了选矿技术和生产的发展。氧化铜矿的处理方法有浮选法、硫酸浸出法¨q J、氨浸法H曲J、细菌浸出法"一叫和离析浮选法¨¨等，其中浮选法是氧化铜矿各种处理方法中历史最悠久、应用最广泛、工艺最成熟的一种[12“51。某铜铁矿系为一大型岩浆岩型铜铁矿系，矿体出露地表，遭受深度淋漓氧化，其开采矿石中难选氧化铜矿石占有相当的比例。在长期开采过程中，难选低品位铜矿和废石一起堆放在排土场。本文对该矿区排土场的氧化铜矿石进行了浮选试验研究。 1 矿石性质本次试验试样取自某矿区排土场综合样。矿石主要呈粉状、砂状，其中有部分为碎块状，原生矿泥含量大。矿石肉眼下多显黄褐色～灰黑色。经镜下鉴定、 x射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明，矿石中铜矿物主要是孑L雀石，偶见黄铜矿、辉铜矿和铜蓝零星分布;其它金属矿物以假象赤铁矿居多，其次是磁铁矿、褐铁矿和赤铁矿以及少量黄铁矿;脉石矿物含量较高的是方解石和斜长石，次为白云石、角闪石、透辉石等，其它微量矿物尚见磷灰石、锆石和黝帘石等。矿石的多元素化学成分分析结果见表l，铜物相分析结果见表2。由表1知，矿石中可供选矿回收的主要组分是铜，但其品位仅为0.35%;铅、锌、金和银等其它有价金属元素均因含量太低综合利用的价值不大。表l 矿石的多元素化学成分分析(质量分数】/% Cu Pb zn TFe Fe0 Fe203 Si02 Ti02 AJ203 CaO 1.97 O.18 O.69 1.30 O.065 O.18 O.20 7.90 18.83 1)单位为g/t。 ①收稿日期：2008—12.30 作者简介：张建文(1982一)，男，内蒙古呼和浩特人，硕士研究生。主要研究方向为选矿和生物冶金。万方数据矿冶工程 第29卷表2矿石中铜物相分析结果由表2知，矿石中铜的氧化程度较高，表现为原生硫化铜所占比例很低，矿石铜的氧化率为95.43%。以自由氧化铜、结合氧化铜和硅酸铜3种形式存在的铜分布率大致相近。 2选矿试验研究 2.1磨矿粒度试验浮选前的磨矿作业，目的是使矿石中的有用矿物得到解离，并将矿石磨到适于浮选的粒度。由于该氧化铜矿石中铜矿物具不均匀细粒嵌布的特征，所以细磨才能使有用矿物充分解离¨引。试验采用锥型球磨机对一3 mm原矿石进行磨矿试验。每次称取500 g矿样，磨矿浓度为62.5%。磨矿后产品进行筛析，测定不同磨矿时间的磨矿粒度，磨矿产品筛析结果见表3。表3表明，随着磨矿时间的增加，一O.074咖粒级含量增大，一0.037咖粒级含量也显著增加。表3磨矿产品筛分分析结果磨矿3 min产品的单体解离度分析结果如表4所示。由表4可见，一0.037 mm粒级铜的分布率为 58.8l%。3 min磨矿，铜矿物的单体解离度为 85.34%。一o.037 mm粒级的大量存在会在一定程度上恶化浮选过程，综合分析7 min和9 min磨矿产品，虽然铜的解离度高，但一0.037 mm粒级比例增大，对铜的回收不利，因此，选择3 min为浮选试验的磨矿时间。表4 3 min磨矿产品单体解离度分析考察磨矿粒度对浮选影响，试验条件为：粗选硫化钠2 000 g/t，水玻璃2 000 g/t，混合黄药680与丁铵黑药按2：1混合使用，总用量为150 g/t，2。油80 g/t，扫选药剂用量减半。

试验结果见表5。表5结果表明，磨矿3，5，7 min条件下，精矿和中矿归队后，铜的回收率分别为57.91%、55.75%和53.4l%，可见，磨矿3 min (一O.074 mm占72.63%)条件下，铜的回收率最高。根据试验结果，磨矿粒度为一0.074 mm占72.63%比较合适，粗选磨矿时间为3 IIlin。表5不同磨矿粒度条件下浮选试验结果 2.2硫化钠和硫酸铵用量对浮选的影响由于矿石氧化程度比较高，故采用硫化浮选，实践中主要采用硫化钠作硫化剂。在浮选溶液中，硫化钠用量适当时，有利于氧化铜矿物浮选;而当硫化钠用量过大时，又不利于氧化铜矿物浮选。由于硫化钠的特殊性质，在浮选氧化铜矿时，硫化钠需分段添加。硫化钠最适宜的添加段数由氧化铜矿物表面生成CuS覆盖膜的脱落速度以及矿物与捕收剂反应后进行浮游的速度决定Ⅲj。硫酸铵在氧化铜矿选矿中用作调整剂，可以排除硫化钠过量时对氧化铜矿的抑制作用。张文彬研究了硫酸铵在氧化铜矿相转移活化中的作用，提出了硫酸铵不仅对氧化铜矿的硫化浮选具有硫化促进作用，表现为催化效应、稳定效用和疏水效应，而且在氧化铜矿的直接浮选中具有活化作用，在“相转移活化”中，硫酸铵主要表现为具有增溶作用、传递作用和万方数据第4期 张建文等：某低品位难选氧化铜矿浮选试验研究 4l 对黄药的增强吸附作用m棚]。粗选抑制剂硫化钠变量，水玻璃2 000 g/t，捕收剂混合黄药680与丁铵黑药按2：l混合使用，总用量为 150 g/t，2。油80 g/t，扫选药剂用量减半，考察了硫化钠用量对铜浮选回收率的影响，试验结果见表6。表6硫化钠用■试验结果由表6可知，硫化钠用量为1 500 g/t时，精矿和中矿回归后的铜回收率为51.5l%，粗选精矿铜品位为2.Ol%;硫化钠用量为3000，4 500 g/t时，精矿和中矿回归后铜的回收率分别为53.03%和52.25%，此时铜品位分别为2.94%和3.95%;硫化钠用量增加到6 000 g/t时，回收率为50.28%，铜品位为4.66%。可见硫化钠用量为3 000—4 500 g/t比较合适。继而考察了硫酸铵用量对铜浮选回收率的影响，试验条件为：粗选硫化钠用量3 000 g/t，抑制剂水玻璃2000 g/t，混合黄药680与丁铵黑药按2：l混合使用，总用量为150 g/t，2。油80 g/t，扫选药剂用量减半，试验结果见表7。表7硫酸铵用量对浮选的影响由表7结果可知，添加活化剂硫酸铵，铜的回收率显著提高，硫酸铵用量为1 000∥t时，精矿与中矿中铜的总回收率为68.1l%，用量为1 500 g/t时，铜的总回收率为65.55%。l 000 g/t为硫酸铵的较好用量。

2.3捕收剂的种类和用量试验黄药类、黑药类和羟肟酸类捕收剂常作为氧化铜矿的捕收剂。本次试验使用四种不同的捕收剂(丁基黄药、680混合黄药、丁铵黑药和羟肟酸)，考察了4种药剂对氧化铜矿的捕收性能，最终确定最佳种类药剂的组合和用量，试验结果见表8。表8捕收剂种类对浮选试验结果捕收剂用量试验中，试验条件为：粗选硫酸铵用量为l 000 g/t，硫化钠用量为3 000 g/t，水玻璃2 000 g/t，2。油80 g/t，扫选药剂用量减半。试验结果表明，单独使用丁黄药或混合黄药680，精矿中矿回归后铜的回收率仅为40.41%和37.35%。两者分别与丁铵黑药按2：1配比使用，铜的回收率分别提高到60.56%和63.06%。考虑到部分可浮氧化铜矿没能充分上浮，加入羟肟酸强化氧化铜矿的回收，精矿中铜回收率提高到65.35%。尾矿损失铜为34.65%。可见混合黄药680、丁铵黑药与羟肟酸的组合使用比单独使用效果好。选羟肟酸、混合黄药680与丁铵黑药的比例为 2：2：l的配比混合使用，考察药剂用量对铜回收率的影响，试验条件为：粗选硫酸铵和硫化钠用量分别为 1 000和3 000 g/t，抑制剂水玻璃用量2 000 g/t，2。油用量80 g/t，扫选药剂用量减半，试验结果见表9。万方数据 42 矿冶工程 第29卷表9捕收剂用量试验结果蜂摹鍪算o+………萃享：‘等：：雾：’努 丁篓器鍪+300+150+soo三》芸.磊;：磊s;.二 羟肟酸 尾删 7)‘uu ”‘16 ”‘… 合计 100.00 0.38 loo.00 实验结果表明，选用羟肟酸、混合黄药680与丁铵黑药按2：2：l混合使用，粗选总用量为250 g/t、扫选总用量为125 g/t，是比较合理的药剂用量。 2.4抑制剂用量对浮选的影响由工艺矿物学结果可知，主要的脉石矿物为方解石和斜长石，次为白云石、角闪石、透辉石等。磨矿特性研究表明，在磨矿过程中，一O.037 mm粒级含量较大，因此选择水玻璃和六偏磷酸钠作为抑制剂和分散剂，考察其对浮选的影响，试验条件为：粗选硫酸铵和硫化钠用量分别为l 000和3 000 g/t，水玻璃与六偏磷酸钠的配比为3：l，捕收剂混合黄药680与丁铵黑药用量分别为100和50 g/t、羟肟酸100 g/t，2。油80 g/t，扫选药剂用量减半，试验结果见表10。其中抑制剂用量为粗选和扫选用量的总和。试验结果表明，水玻璃和六偏磷酸钠的使用，有效地改善了浮选。随着抑制表10抑制剂用量试验结果精矿 7.96 2.64 48.15 4 soo 童享 刍荒 ：霆 二墨 、盒生 !塑：塑 Q：竺 !塑：丝剂用量的增加，精矿铜的品位逐渐增大。当抑制剂用量为3 600 g/t时，精矿中矿回归铜的总回收率为71.55%，铜精矿的品位为5.7%;用量小于3 600 g/t时，铜的总回收率和铜精矿品位下降;用量为4 800 g/t时，铜精矿回收率仅为33.83%，铜精矿品位为 5.34%。综合分析试验结果可知，水玻璃与六偏磷酸钠按3：1配比使用，抑制剂的最佳用量为3 600 g/t。 2.5全流程开路试验在条件试验的基础上，进行了全流程开路试验，粗选精矿经三次精选，粗选尾矿经两次扫选，试验结果见表1l。试验结果表明，经过三次精选所获得铜精矿的品位为18%，回收率为46.54%。精矿和所有中矿的铜的总的回收率为68.75%，尾矿铜损失率为31.25%。表11开路试验结果 2.6全流程闭路试验根据开路试验结果进行了闭路试验研究，试验流程如图l，试验结果见表12。原矿图1闭路试验流程万方数据第4期 张建文等：某低品位难选氧化铜矿浮选试验研究表12闭路试验结果由表12可知，原矿硫化浮选闭路试验所获铜精矿铜品位为17.39，回收率为59.36%。对闭路试验尾矿进行了筛分分析，结果见表13。表13尾矿筛析试验结果由表13可见，一0.074 mm产率为69.63%，且品位较高，铜分布率为87.15%。其中一O.037 mm矿泥中铜的分布率为64.95%，相对原矿的铜分布率为 23.99%。铜主要损失在一0.037 mm粒级矿泥中。从本次浮选试验研究来看，浮选回收率并不高，而且药剂成本比较高，泥化程度也比较严重，故可考虑采用脱泥、泥沙分别处理，酸浸·细菌浸出，氨浸等试验方案来进行多方案比较和综合回收利用。 3结 论 1)通过工艺矿物学、多元素和物相分析知，该矿石中铜矿物主要是孔雀石，偶见黄铜矿、辉铜矿和铜蓝零星分布，主要脉石矿物为方解石和斜长石。

矿石中可供选矿回收的主要组分是铜且品位比较低，仅 0.35%，矿石中铜的氧化程度较高，为95.43%，结合率为41.43%。属较难选氧化铜矿石。 2)由于矿石氧化程度比较高，在采取硫化浮选时，除了添加丁黄药、丁铵黑药外，还添加了羟肟酸螯合捕收剂，同时添加活化剂硫酸铵，抑制剂采用水玻璃与六偏磷酸钠按3：l的比例进行组合，闭路试验获得铜品位为17.39%，回收率为59.36%的指标。 3)对尾矿进行筛析发现，一0.037咖矿泥中铜的分布率为64.95%，相对原矿的铜分布率为23.99%。铜主要损失在一0.037 mm粒级矿泥中。 4)从本次浮选试验研究来看，浮选回收率并不高，而且药剂成本比较高，泥化程度也比较严重，故可考虑采用脱泥、泥沙分别处理，酸浸.细菌浸出，氨浸等试验方案来进行多方案比较和综合回收利用。参考文献： [1] 王中生.宁夏某氧化铜矿柱浸·置换试验研究[J].矿产保护与利用，2003(2)：38一加. [2] 刘小平，刘炳贵.氧化铜矿搅拌酸浸试验研究[J].矿冶工程， 2004，24(6)：5l一52. [3] Anton妇cvic M M，DiⅡ6响evic M D，stev咖vic z O，拼甜.IIl懈6伊ti∞of￡}m possjbjl毋0f copper姗yery f硒theno妇lj鲫lailif咿坷 ∽id le们hing[J].JOIlⅡIal 0f HazaId伽8 M砒erial8，2008：23—34. [4]程琼，张文彬.汤丹高钙镁氧化铜矿氨浸技术的进展[J].云南冶金。2005，34(6)：17—20. [5】 李运刚.低品位氧化铜矿还原焙烧一氨浸试验研究[J】.矿产综合利用，2000(6)：7—9. [6]程琼。章晓林，张文彬，等.某高碱性氧化铜矿常温常压氨浸试验研究[J].湿法冶金，2006，25(2)：74—77. [7]李小燕，张卫民，高曙光，等.微生物浸矿技术在处理低品位铜矿中的现状及发展趋势[J].中国矿业，2007，16(7)：9l一93. [8] 尤腾胜，文书明，徐凤平，等.低品位铜矿微生物浸出技术研究及应用现状[J].国外金属矿选矿，200r7(11)：27—29. [9] YIN sheng.h∞，wu Ai-虹mg，QIu Gu∞.zhⅢ.Biole∽hing 0f lwgmde e叩per鲫lphjd∞7rhls∞ti帆s《Nonfe删s metals S∞iety《 chi聃[J].2007(11)：7cr7—713. [10] Briedey c L.B卵te“aJ椰cce鹪ion in bioh悦p kachiIlg[J].Hy击ometallufgy，2000(3)：249—254. [11]陈连秀。刘中华.难选氧化铜矿离析-浮选试验研究[J].新疆有色金属，2003(1)：15一17. [12]周源，艾光华.提高某难选氧化铜矿石铜回收率的试验研究 [J].金属矿山，2005(10)：44—46. [13]张文彬.氧化铜矿浮选研究与实践[M].长沙：中南工业大学出版社.1992. [14]赵涌泉.氧化铜矿的处理[M].北京：冶金工业出版社，1980. [15]董英，王吉坤，冯桂林.常用有色金属资源开发与加工[M].北京：冶金工业出版社，2005. [16]许时.矿石可选性研究[M].北京：冶金工业出版社，2006. [17] 高起鹏，宿静，秦贵杰.氧化铜矿硫化浮选几个问题[J].有色矿冶，2003，19(2)：22—23. [18]高起鹏，宿静，秦贵杰，等.硫酸铵在浮选中的应用[J].铜业工程，2004(1)：20一21. [19] 戈保梁，张覃，张文彬.硫酸铵在氧化铜矿相转移活化浮选中的作用[J】.有色金属，1999，5I(I)：22—24. [20] 朱玉霜，朱建光.浮选药剂的化学原理[M].中南工业大学出版杜，1987.万方数据