駱 任

(湖南有色金屬研究院,湖南長(zhǎng)沙 410015)

新疆某氧化銅礦的浮選工藝研究

駱 任

(湖南有色金屬研究院,湖南長(zhǎng)沙 410015)

新疆某銅礦石中銅的含量為2.11%,其中硫化銅占36.49%,氧化銅占63.51%,屬于氧化銅礦石。礦石中可供綜合回收的是Ag,Ag可隨銅精礦產(chǎn)品一起回收。在氧化銅浮選試驗(yàn)部分,采用活化劑HN-7,有效地增加了氧化銅礦石的可浮性,提高了氧化銅的回收率。氧化銅浮選閉路試驗(yàn)指標(biāo)為:氧化銅精礦中銅品位為26.87%,銅作業(yè)回收率為77.34%,含Ag 334.06 g/t,Ag作業(yè)回收率為64.57%。

硫化銅;氧化銅;活化劑;可浮性

銅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要原材料之一。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,銅的需求量不斷增加,隨著銅礦的不斷開采,在我國(guó)可選性相對(duì)較好的單一型硫化銅礦石資源不斷減少,因而加強(qiáng)對(duì)氧化銅-硫化銅混合型礦石的應(yīng)用研究與開發(fā)勢(shì)在必行。此類礦石中既有氧化物,亦有硫化物。前者多以孔雀石、赤銅礦、藍(lán)銅礦及部分結(jié)合式銅礦存在,后者多為輝銅礦、藍(lán)銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)、黃銅礦及黃鐵礦等。成分復(fù)雜,分選難度較大。

銅礦石的可選性與銅礦物的種類、脈石的組成、礦物與脈石的共伴生關(guān)系以及含泥量的多少等有密切關(guān)系。目前處理氧化銅-硫化銅混合型礦石的方法主要有浮選法,對(duì)于浮選指標(biāo)不理想的則采用硫酸浸出或浮選-硫酸浸出法。

1 礦石性質(zhì)

該銅礦石中硫化銅礦物以銅藍(lán)為主,占絕大多數(shù),其次可見少量的輝銅礦,微量的黃銅礦。銅的氧化礦物主要是孔雀石以及少量的硅孔雀石、藍(lán)銅礦。脈石礦物主要有角閃石、石英、方解石、白云石及粘土等;磨礦后礦石中含泥較少。

1.1 礦石的化學(xué)組成

原礦多元素分析見表1。

從表1的分析結(jié)果可知,原礦中脈石主要有SiO2、Al2O3、MgO、CaO和 TFe,礦石中Cu含量為2.11%,是主要的目的回收礦物,可供綜合回收的Ag含量為31.28 g/t。

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果 %

1.2 銅礦物的物相分析

原礦銅物相分析結(jié)果見表2。

表2 原礦銅物相分析結(jié)果 %

從表2物相分析結(jié)果可知,礦石中的銅主要以游離氧化銅的形式存在,其次是硫化銅,結(jié)合氧化銅的含量較少。

1.3 主要礦物的分布特征

1.3.1 硫化銅礦物

銅藍(lán):礦石中主要的硫化銅礦物,大多呈自形-半自形的板狀、薄板狀、他形不規(guī)則粒狀集合體。大多銅藍(lán)的周圍有交代殘余的小顆粒的黃鐵礦,或與孔雀石伴生,一起形成細(xì)脈狀,或呈稀疏浸染狀出現(xiàn)在鐵的氧化物赤鐵礦、褐鐵礦及脈石中。與褐鐵礦、赤鐵礦的關(guān)系相對(duì)于黃鐵礦的關(guān)系要密切些,且交叉復(fù)雜鑲嵌嵌生。粒徑較小,一般在短軸在5～20 μm之間,長(zhǎng)軸多在0.04～0.08 mm之間,少見長(zhǎng)軸在0.10 mm以上。

輝銅礦:少量,呈不規(guī)則粒狀,粒徑0.01～0.04 mm,一般是在銅藍(lán)的周邊出現(xiàn)。

黃銅礦:微量,主要呈它形粒狀,粒徑較小,在0.01～0.03 mm之間。偶在銅藍(lán)周邊可見到他形不規(guī)則狀的黃銅礦。

1.3.2 氧化銅礦物

孔雀石:礦石中主要的氧化銅礦物,顏色為綠色,常見其呈針柱狀、毛發(fā)狀,集合體呈細(xì)脈狀存在于礦石裂隙中,或呈他形粒狀集合體充填于赤鐵礦、褐鐵礦中,或與赤鐵礦、褐鐵礦構(gòu)成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。填充于裂隙中的孔雀石脈寬一般在0.2～0.4 mm;呈它形粒狀集合體充填赤鐵礦、褐鐵礦中的孔雀石,嵌布粒度一般在0.05～0.2 mm之間;填充在蜂窩狀赤鐵礦、褐鐵礦中的孔雀石粒徑大小不等,可以從0.02～0.3 mm之間。

藍(lán)銅礦:主要呈它形粒狀存在于礦石孔隙中;或呈它形粒狀集合體充填于赤鐵礦、褐鐵礦中。嵌布粒度與銅藍(lán)相近,一般在0.01～0.03 mm之間。

硅孔雀石:少量,顏色淡藍(lán)綠色,多與孔雀石、銅藍(lán)一起伴生,或者呈細(xì)微脈狀(1～10μm)出現(xiàn)在脈石中,部分呈苔斑狀分布于褐鐵礦表面或粒間。硅孔雀石嵌布粒度相對(duì)細(xì)小,多在0.03 mm以下。

1.3.3 其它礦物

黃鐵礦:主要呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu),偶見部分呈半自形晶粒狀;嵌布粒度較細(xì),一般在0.01～0.1 mm之間。黃鐵礦多沿其邊部或裂隙、解理被氧化成赤鐵礦、褐鐵礦,甚至呈氧化殘余狀的細(xì)粒被嚴(yán)密包裹于赤鐵礦、褐鐵礦中。

氧化鐵礦物:主要為赤鐵礦,少量磁鐵礦、褐鐵礦。鐵礦物集合體常見呈蜂窩狀、多孔狀,孔隙中有時(shí)見有孔雀石銅藍(lán)的晶粒生長(zhǎng)。磁鐵礦多為他形粒狀出現(xiàn),赤鐵礦、褐鐵礦一般呈不規(guī)則粒狀集合體出現(xiàn),少見針狀的赤鐵礦。赤鐵礦、褐鐵礦主要是黃鐵礦等硫化物的氧化產(chǎn)物,其集合體中有時(shí)可見包裹殘余的黃鐵礦。

2 氧化銅“硫化浮選”試驗(yàn)研究

“硫化浮選”法的實(shí)質(zhì)就是將磨細(xì)的氧化銅礦漿加硫化物進(jìn)行硫化,然后添加黃藥類捕收劑浮選。此法對(duì)以孔雀石、赤銅礦為主的氧化銅礦石,可以得到較好的指標(biāo)。是目前國(guó)內(nèi)外采用的主要浮選法。

根據(jù)礦石特點(diǎn),采用“先硫化礦后氧化礦”的技術(shù)方案,首先在較低pH值下浮選回收礦石中的硫化礦部分。對(duì)于礦石中的氧化銅浮選部分,進(jìn)行必要的條件試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)氧化銅礦物的有效回收。

2.1 再磨細(xì)度浮選試驗(yàn)

原礦在磨礦后首先進(jìn)行硫化銅礦物的浮選,硫化礦浮選確定的磨礦細(xì)度為-74μm占70%(-43 μm占52.24%)。為了確定該細(xì)度下對(duì)氧化銅的浮選是否適宜,進(jìn)行了氧化銅浮選前的再磨細(xì)度浮選試驗(yàn)。試驗(yàn)工藝流程及藥劑用量如圖1所示,試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)工藝流程

圖2 再磨細(xì)度浮選試驗(yàn)結(jié)果

從圖2的試驗(yàn)結(jié)果可知,隨著磨礦細(xì)度的增加,所得粗精礦銅的回收率和品位沒有多大改變,因此,氧化銅浮選前沒有必要進(jìn)行再磨。

2.2 氧化銅浮選硫化鈉用量試驗(yàn)

采用“硫化浮選”法對(duì)氧化銅進(jìn)行回收時(shí),硫化劑的用量很關(guān)鍵:用量過大時(shí),會(huì)造成礦漿pH過高,使已經(jīng)硫化的氧化銅礦物受到抑制,因此,浮選過程中硫化鈉在礦漿中的濃度是影響硫化浮選的重要因素。最常用的硫化劑就是硫化鈉,為此,進(jìn)行了硫化鈉用量試驗(yàn)。試驗(yàn)工藝流程如圖3所示,試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖3 氧化銅粗選Na2S用量試驗(yàn)工藝流程

圖4 氧化銅粗選硫化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4的試驗(yàn)結(jié)果可知,硫化鈉總用量為1 100 g/t左右時(shí),氧化銅硫化浮選能獲得銅品位約為9%、回收率約為63%的氧化銅粗精礦,硫化效果較好。

米特羅法諾夫[1](前蘇聯(lián))等人的研究結(jié)果表明,當(dāng)?shù)V漿中存在過量的HS-離子時(shí)會(huì)抑制經(jīng)硫化的銅礦物浮選,還抑制混合礦石中的硫化銅礦物的浮選。礦泥會(huì)消耗HS-,而使粗顆粒對(duì)捕收劑的吸附量降低。多段添加硫化劑有利于防止這種現(xiàn)象。

為此進(jìn)行了硫化鈉分段添加試驗(yàn)。試驗(yàn)工藝流程如圖5所示,試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 硫化鈉分段添加試驗(yàn)結(jié)果 %

對(duì)比表3和圖5所示兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果可知,硫化鈉分段添加、浮選時(shí)間延長(zhǎng)4 min的情況下,銅的回收率可提至65.94%,可見在沒有活化劑的情況下,氧化銅的浮游速度較慢。硫化鈉分段添加時(shí),其總用量高于不分段添加時(shí)的用量,浮選時(shí)間變長(zhǎng),但是浮選指標(biāo)相差不大,說明氧化銅浮選時(shí)除需要適量的硫化鈉總量外,更需要一定的硫化鈉起始濃度。

圖5 氧化銅粗選硫化鈉用量試驗(yàn)工藝流程

2.3 氧化銅浮選調(diào)整劑的選擇及用量試驗(yàn)

在確定了磨礦細(xì)度及硫化鈉用量和添加方式的情況下,采用同樣的工藝流程進(jìn)行了水玻璃、六偏磷酸鈉、CMC、D2[2]、H7、硫酸銨等的試驗(yàn)研究。水玻璃對(duì)分散礦泥和提高精礦品位有一定作用,但是對(duì)氧化銅的回收率不利;六偏磷酸鈉和CMC均對(duì)氧化銅礦物有較大抑制作用;D2為昆明冶金研究院研制的氧化銅活化劑,試驗(yàn)研究結(jié)果表明該藥劑的添加有利于縮短氧化銅的浮游時(shí)間及提高精礦品位但是對(duì)降低尾礦中的銅損失作用不明顯。研究結(jié)果表明[1]:控制合適的pH值對(duì)氧化銅礦物的硫化作用起著重要的作用,硫酸、硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸銨等可用來(lái)降低礦漿的pH值,其中硫酸銨的效果最好。礦漿中硫酸銨的存在,可加速硫化過程,生成較為牢固的硫化銅薄膜,并且沉積在礦物表面上的膠體硫化銅也顯著減少。氧化銅粗選硫酸銨用量試驗(yàn),藥劑及用量分別為:硫化鈉(700+400)g/t、戊黃藥(100+ 60)g/t、2#油(40+40)g/t,硫酸銨用量為變量(一段與二段的添加比例為3∶2)試驗(yàn)流程如圖3所示,試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

由圖6的試驗(yàn)結(jié)果可知,隨著硫酸銨用量的增加,氧化銅的回收率先上升后趨于平緩,精礦品位波動(dòng)較小,綜合考慮,確定硫酸銨用量以(300+200) g/t為宜。

H7是湖南有色金屬研究院自行配置的一種磷酸鹽類氧化銅活化劑,它的添加有利于提高氧化銅的回收率。氧化銅粗選H7用量試驗(yàn),藥劑及用量分別為:硫酸銨(300+200)g/t、硫化鈉(700+400) g/t、戊黃藥(100+60)g/t、2#油(40+40)g/t,H7用量為變量(一段與二段的添加比例為3∶2)試驗(yàn)流程如圖3所示,試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖6 氧化銅粗選硫酸銨用量試驗(yàn)結(jié)果

圖7 氧化銅粗選H7用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖7的試驗(yàn)結(jié)果可知,H7的添加提高對(duì)氧化銅的回收率效果明顯,綜合考慮,其用量以(240+ 160)g/t為宜。

2.4 氧化銅浮選捕收劑的選擇及用量試驗(yàn)

在確定了磨礦細(xì)度、硫化鈉用量及調(diào)整劑種類和用量的情況下,采用同樣的流程進(jìn)行了捕收劑種類及用量試驗(yàn)。試驗(yàn)重點(diǎn)進(jìn)行了丁黃藥、戊黃藥、乙黃藥、丁銨黑藥以及各種藥劑的配比試驗(yàn),同時(shí)亦進(jìn)行了黃藥與氧肟酸鈉組合試驗(yàn)的研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用單一戊黃藥所獲得試驗(yàn)效果最佳。戊黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

由圖8的試驗(yàn)結(jié)果可知,隨著戊黃藥用量的增加,回收和品位均呈上升趨勢(shì),綜合考慮,戊黃藥用量以(100+60)g/t為宜。

圖8 氧化銅粗選戊黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

3 氧化銅浮選閉路試驗(yàn)

在上述條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行了氧化銅浮選閉路試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)工藝流程如圖9所示,試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖9 氧化銅浮選閉路試驗(yàn)工藝流程

表4 氧化銅浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

浮選閉路試驗(yàn)可以獲得氧化銅精礦產(chǎn)率為3.86%,銅品位為26.87%,銅回收率為77.34%,伴生的銀在氧化銅精礦中也得到了較好的回收。

4 結(jié) 語(yǔ)

1.該礦石的典型特點(diǎn)是既含硫化銅又含氧化銅的氧化銅銅礦石,選礦難度較高。

2.研究表明對(duì)該氧化銅的浮選需要一定的硫化鈉起始濃度。

3.活化劑 H7的添加有利于氧化銅的浮選回收。

4.本試驗(yàn)確定的試驗(yàn)流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,藥劑制度合理,就氧化銅的浮選而言,其指標(biāo)較為優(yōu)異。

[1] 趙涌泉.氧化銅礦石的處理[M].北京:冶金工業(yè)出版社, 1982.

[2] 見百熙.浮選藥劑[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1979.119-130.

[3] 任志偉.活化劑在氧化銅浮選中的應(yīng)用[J].云南冶金,2003, (1):30-31.

[4] 戈保梁.氧化銅礦選礦研究進(jìn)展[J].云南冶金,1994,(4):25 -26.

[5] 李松春,楊新華,陳福亮,等.大姚某難選氧化銅礦工藝礦物學(xué)特征與浮選試驗(yàn)研究[J].有色金屬:選礦部分,2010,(1):1-4.

Study on Flotation Technology of a Copper Oxide Ore in Xinjiang

LUO Ren
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

A copper ore of xinjiang contains Cu 2.11%,which accountes for 36.49%of copper sulfide and 63.51%of the copper oxide.So it belongs to copper oxide ore.Ag can be recoveried comprehensively with the copper concentrate product.In the copper oxide flotation tests,using the HN-7 activator could increase the floatability effectively and improve the recovery rate of copper oxide.The indexes of closed flotation tests as followes:the content of Cu in copper concentrate is 26.87%;copper operation recovery rate is 77.34%with Ag 334.06 g/t,Ag 64.57%recovery rate.

copper sulfide;copper oxide;activator;floatability

TD923

A

1003-5540(2012)02-0009-04

駱任(1984-),男,助理工程師,主要從事有色金屬選礦工藝研究工作。

2012-01-10