武山铜矿北矿带为一含铜黄铁矿类型矿床,属于广义的中温热液矽卡岩矿床,近期开采的是次生富集带矿石。这类矿石中主要金属矿物为黄铁矿(包括胶状黄铁矿)、其次为辉铜矿和胆矾。非金属矿物主要为石英,其次为高岭土、水云母和蒙脱石。
选厂采用的优先浮选流程,先选铜后选硫,选铜尾矿的pH值在12.2至12.5之间,矿浆浓度12%左右。由于矿石易氧化。为了抑制它们上浮,选铜时石灰加入量为20公斤/吨原矿,硫化铁矿物被严重抑制,生产指标不好,近年来生产指标见下表。
近年来选硫生产情况 | |||||
时间 | 含硫品位(%) | 回收率(%) | |||
原矿 | 铜尾矿 | 硫精矿 | 尾矿 | ||
1981 | 27.2 | 23.56 | 26.32 | 19.73 | 42.17 |
1982(1-6月) | 29.25 | 25.45 | 27.82 | 21.72 | 41.87 |
一般认为:石灰对黄铁矿的抑制作用是由OH与矿物表面作用,生成亲水性的氢氧化铁薄膜,同时Ca2+对它也有明显的抑制作用。因此,要复活它,就必须破坏这种氢氧化铁薄膜一或使它溶解,或使它剥落,或使它转化为疏水性薄膜。
硫酸是工业上常用的有效活化剂,其活化机理是溶解矿物表面的氢氧化铁薄膜,活化作用可靠而稳定,但对石灰用量大的矿浆,不太经济,同时对设备有腐蚀作用,并往往伴生有毒气体逸出,污染环境。从理论上讲,应用矿山酸性污水来代替硫酸,应该是可能的。武山铜矿北矿带废石堆的污水,是一种有大量硫酸盐的酸性溶液,其成份见下表。
“污水”成份表 | ||||||||||
含量(mg/L) | 铜 | 铁 | 铅 | 锌 | 铬 | 砷 | 镉 | 汞 | 氟 | PH |
废石堆水(一) | 421 | 3000 | 1 | 14.9 | <0.02 | 16.25 | 6 | 0.01 | 6 | 2 |
废石堆水(二) | 982 | 6360 | 1.2 | 73 | 0.125 | 38.75 | 1.1 | <0.006 | 11.98 | 2 |
小型试验用水 | 900 | 15230 |
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| 1.5 |
工业试验用水 | 266.07 | 784.31 | 1.25 | 90.09 |
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| 1.5 |
酸性污水中含有大量铁离子,少量铜离子,其它阳离子含量甚微。在碱性矿浆中,铁离子对被石灰抑制的黄铁矿确实有较好的复活作用,矿浆中加入Fe3+以后,立即有Fe(OH)3沉淀生成,新生成的Fe(OH)3是一种良好的团聚剂,有很强的共沉作用,可以认为,由于新生的氢氧化铁的团聚作用,将Ca2+吸附共沉,矿物表面得到清洗,所以,当加污水或硫酸铁溶液将pH值降至10~11时,就能使黄铁矿大部分活化。
用“污水”代替硫酸,经小型试验与工业试验证明,是可行的,试验结果见下表。[next]
日期 | 类型 | 药剂用量(克/吨) | PH | 项目 | 重量(吨) | 产率(%) | 硫品位(%) | 硫含量(吨) | 硫作业回收率(%) |
1982年6月 | 工业试验 | 污水:1.0M3/H | 6~8 | 原矿 | 3275.69 | 100 | 29.28 | 59.06 |
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(127L/T) | 铜精矿 | 1160.35 | 35.42 | 41.6 | 480.93 |
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Na2S2000 | 铜尾 | 2115.34 | 64.58 | 22.6 | 478.13 | 100 | |||
丁黄药200 | 硫精矿 | 1137.15 | 34.72 | 35.19 | 400.12 | 83.63 | |||
2#油120 | 尾矿 | 978.19 | 29.86 | 7.97 | 78.01 | 16.32 |
用酸性污水代替硫酸调整浆pH值,用硫化钠作活性剂,活 化被大量石灰抑制的黄铁矿,经小型试验及工业试验证明,是一种效果好、工艺简单、经济合理的方法,它的另一个显著优点是将工业污水变为工业药剂,并在生产过程中使这部分污水得到了合格处理,从下表可以看出:硫精矿溢流水和尾矿水中,各种金属离子均淀沉完全,符合排放标准,为矿山酸性污水处理开辟了一条新途径。
尾矿与精矿水中金属离子含量表(mg/L) | |||||||||||
编号 | 项目 | 铜 | 镉 | 铁 | 砷 | 铬 | 铅 | 锌 | 汞 | 氟 | PH |
NS—307 | 硫精矿溢流水 | 0.1 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | / | / | 9.6 |
NS—302 | 尾矿水 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | 痕 | / | / | 6.6 |
新兴县铜矿采用丁黄酸丙腈酯(OSN—43)作铜的捕收剂,并值此加强硫铁矿的综合回收,企业摆脱亏损,经济效益显著提高。
原矿主要金属矿物有黄铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿、氧化铜矿物、硫酸铜矿物,其次为黄铁矿、闪锌矿。矿石受到不同程度的风化和蚀变作用,松散易碎,粘性大,含泥多(-200目达37.88%),易产生大量铜离子干扰浮选。
现场生产工艺流程:高碱抑硫,以乙黄药加丁黄药(4:1)为混合捕收剂优先浮铜,采用一次粗选,三次精选,三次扫选流程。尾矿间辅以“拉槽”的方法回收少量低品位的硫铁矿。
用药条件:石灰27公斤/吨、乙黄药加丁黄药(4:1)100克/吨、二号油50克/吨,根据原矿变化的情况,有时需加入适量的硅酸钠、硫化钠、硫酸锌等。
生产指标:1972~1982年原矿平均含铜1.19%,硫10左右,铜精矿品位9.7%,回收率55.07%,硫精矿品位25%,回收率在25%左右。
用丁黄酸丙腈酯作捕收剂优先浮铜进行了试验,初步综合选别条件是:原矿磨矿-200目占80%,石灰5公斤/吨,pH=8。
浮铜:粗选I丁黄酸丙腈酯12克/吨,丁黄药1.2克/吨,粗选II丁黄酸丙腈酯6克/吨,丁黄药1.2克/吨。精选I 丁黄酸丙腈酯3克/吨,丁黄药2.5克/吨。精选II丁黄药酸丙腈酯3克/吨,丁黄药0.5克/吨。扫选丁黄酸丙腈酯6克/吨,丁黄药1.2克/吨。
选硫:丁黄药400克/吨,二号油50克/吨。
技术指标:铜精矿品位11.03%,回收率80.41%,硫精矿品位38.54%,作业回收率为98.74%。
试验表明,采用丁黄酸丙腈酯为铜的捕收剂,在优先浮铜过程中,即使是复杂的铜矿石以及硫铁矿严重被铜离子活化的情况下,亦可在弱碱介质中进行,无需用过量石灰(硫化钠、氰化物等)预先抑硫,在选硫时也就不用加大量硫酸进行中和,铜的品位和回收率也有所提高。
该矿及时把这项研究成果在现场推广使用,生产取得良好效果,节约了药剂费用,增产了硫铁矿,加以改善了铜的回收指标,使存在严重亏损的新兴县铜矿得以扭亏为盈,经济效益将会得到明显的改善。