铜硫矿是我国主要的铜矿类型之一,其矿床属多含铜黄铁矿床和含铜矽卡岩矿床,分布较广。如安徽铜陵、甘肃白银、湖北大冶及江西永平等地区。
铜硫矿有致密块状含铜黄铁矿和浸染状含铜黄铁矿两种。致密块状含铜黄铁矿的特点是,矿石中主要是黄铁矿,脉石矿物很少;浸染状含铜黄铁矿中,铜和铁的硫化物含量都低,而且是以浸染状分布于脉石中。
一、铜硫矿的浮选流程
(一)优先浮选:一般是先浮铜,然后再浮硫。致密块状含铜黄铁矿,矿石中黄铁矿的含量相当高,常采用高碱度(pH=11~12,CaO含量=600~800g/m3)、高黄药用量的方法浮铜抑硫,其尾矿中主要是黄铁矿,脉石很少,所以尾矿便是硫精矿。浸染状含铜黄铁矿,浮铜后的尾矿还要浮硫,为了降低浮硫时硫酸的消耗,浮铜时应尽量在低碱度的条件下进行。
(二)混合浮选:对于原矿含硫较低,铜矿物易浮的铜硫矿石选用这种流程较有利。一般先在中性介质(pH=7左右)中进行混合浮选,混合精矿再加石灰在高碱性矿浆中进行铜硫分离。
(三)半优先混合-分离浮选:此种流程的特点是以Z-200、OSN-43等选择性好捕收剂,先浮出易浮的铜矿物,得到部分合格铜精矿,然后再进行铜硫混合浮选,所得铜硫混合精矿再进行铜硫分离。该流程优点是避免了高石灰用量对易浮铜矿物的抑制,达到能收早收的目的;同时也大量不需消耗大量的硫酸活化黄铁矿。
当然,对难选铜硫矿,从磨浮流程来说,采用阶段磨浮流程更为有利。如采用粗精矿和混合精矿再磨再选,中矿再磨返回或单独处理等方法,已在国外许多选厂所采用。
二、铜硫分离
对铜硫矿石无论采用哪一种浮选方案,都存在一个铜硫分离的问题,分离的原则一般是浮铜抑硫。
(一)石灰法:石灰是抑制黄铁矿的常用抑制剂。采用石灰法进行铜硫分离时,矿浆pH值或矿浆中的游离的CaO含量能明显地影响分离效果。一般规律是,处理含黄铁矿量多的致密铁矿。对含黄铁矿少的浸染矿,pH值在9左右就能浮铜抑硫。
(二)石灰+氰化物法:对于浮游活性大的黄铁矿,用石灰加氰化物法抑制是有效的。但由于氰化物有剧毒,会污染环境,因此人们力图用别的方法如石灰加亚硫酸法取代之。
(三)石灰+亚硫酸法:这种方法是广泛使用的无氰抑制黄铁矿的方法。对于原矿含硫、含泥高或黄铁矿浮游活性较大不易被石灰抑制的铜硫矿石,可采用石灰加亚硫酸(或SO2)抑制黄铁矿进行铜硫分离。此法的关键是要根据矿石性质控制合适的矿浆pH值及亚硫酸(SO2)的用量,并注意适当的加强充气搅拌。有实验研究指出,在pH=6.5~7的弱酸性介质中,采用石灰加亚硫酸法抑制黄铁矿较有效。此法与石灰法比较具有操作稳定,铜指标好,硫酸等活化剂用量低等特点。
(四)加温氧化法:对于比较难处理的铜硫混合精矿可用此法。此法可分为加石灰或不加石灰的蒸汽加温法,都可以加速黄铁矿表面的氧化,使黄铁矿受到抑制。如某公司加石灰调整pH=11,再用蒸汽加温到60~70℃,获得了良好分选效果。
在铜硫分离浮选中,有人还做过石灰加腐殖酸钠的研究,也取得了显著的分选效果。另外,采用选择性好的捕收剂或捕收剂的混合用药,不仅可以减少抑制剂和活化剂用量,而且操作稳定。如某选矿厂用丁基黄药加丁胺黑药或丁基黄药加OSN-43的混合用药,其结果大大提高了铜精矿品位和回收率。
被抑制的黄铁矿活化时,为了节省硫酸、硫酸铜、碳酸钠或二氧化碳气体等活化剂的用量,浮铜尾矿可先用水力旋流器浓缩,脱除一部分高碱度泥浆水,然后再加新鲜水稀释。