非洲某硫化铜矿浮选试验研究.pdf
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1、第 38 卷 第 2 期2024 年 4 月有色设备NONFERROUS METALLURGICAL EQUIPMENTVol.38 No.2Apr.2024引用格式:徐家林,徐冰,朱东方.非洲某硫化铜矿浮选试验研究J.有色设备,2024,38(2):38-45.XU Jialin,XU Bing,ZHU Dongfang.Experimental study on flotation of a copper sulfide ore in AfricaJ.Nonferrous Metal鄄lurgical Equipment,2024,38(2):38-45.非洲某硫化铜矿浮选试验研究徐家林,
2、徐摇 冰,朱东方(沈阳隆基电磁科技股份有限公司,辽宁 沈阳 110000)摘摇 要 非洲某硫化铜矿中全铜品位 2郾 085%,氧化铜品位 0郾 151%。为确定适合该矿石中铜矿物有效回收的工艺流程及工艺技术条件,保证铜精矿的品位和回收率,进行浮选试验研究。结果表明,当磨矿细度-0郾 074 mm 占67%时,进行一段粗浮选,二段扫浮选和二段精浮选流程。采用硫化钠为浮选调整剂(活化及调浆作用);混合黄药+丁铵黑药为捕捉剂,2#油为起泡剂,最终获得铜品位 31郾 24%的铜精矿,铜回收率 91郾 40%。关键词 硫化铜矿;浮选;药剂用量;回收率;选矿;氧化铜;混合黄药;丁铵黑药中图分类号 TD95
3、摇 摇 摇 文献标志码 A摇 摇 摇 文章编号 1003-8884(2024)02-0038-08DOI:10.19611/11鄄2919/tg.2024.02.0070摇 引言铜具有良好的导热性、导电性、延展性、耐磨性和耐腐蚀性及抗磁性,被广泛地应用于电气电子行业、机械和冶金行业、轻工业行业、国防等诸多领域1-3。但是随着铜矿资源日益减少,铜矿石逐渐向“贫、细、杂冶转变,难选矿多,易选矿少,所以对于铜矿分选技术的要求也在不断提高4-6。硫化铜矿是铜矿主要存在形式之一,其选别是铜矿选矿行业的重要研究方向7-8。为能够全面开发非洲某硫化铜矿,确定适合该矿石中铜矿物有效回收的工艺流程及工艺技术条件
4、,保证铜精矿的品位和回收率,进行了硫化铜矿浮选试验研究。1摇 矿石性质经分析,该铜矿的原生矿石主要包含黄铜矿、斑铜矿及少量辉铜矿;氧化矿矿石有孔雀石、硅孔雀石、假孔雀石、含铜蛭石、含铜软锰矿(含铜黑土)、含铜褐铁矿及少量黄铜矿、辉铜矿;脉石矿物包括石英、黑云母、微斜长石、白云石和透闪石。对原矿矿样进行了光谱分析,结果见表 1。表 1摇 原矿矿样光谱分析结果Table 1摇 Results of spectral analysis of raw ore化学成分CuCoSFeNiZnSbPbBiAl2O3CaOMgOSiO2含量/%2郾 100郾 0474郾 0553郾 9280郾 0180郾 0
5、040郾 0360郾 084郾 9298郾 7319郾 65244郾 261收稿日期 2023-12-20第一作者 徐家林(1973),男,湖北钟祥人,高级工程师,大学本科,主要研究方向为选矿工艺,现任沈阳隆基电磁科技股份有限公司副总经理。摇摇由表 1 可知,原矿主要有用组分为铜,含量2郾 10%;原矿含钴 0郾 047%、含铁 3郾 928%,品位均较低,本次选矿试验不考虑回收。主要脉石矿物为SiO2,含量 44郾 261%。摇 摇 对原矿进行化学多元素分析可知,原矿全铜2郾 085%,酸 可 溶 性 铜 品 位 0郾 16%,铜 氧 化 率8郾 12%。2摇 试验设备及试验方案2郾 1摇
6、试验设备试验所用主要设备见表 2。2郾 2摇 试验方案本试验分别进行磨矿时间和细度试验、捕收剂摇 摇 摇 摇表 2摇 主要试验设备Table 2摇 Instruments used in the experiments设备名称型号生产厂家XRF 荧光光谱分析仪S8TLGER德国布鲁克公司球磨机XMQ240 伊90江西龙中机械有限公司单槽浮选机3L、1L、0郾 5L湖南省长沙顺泽矿冶机械制造有限公司电子天平YP1102上海光正医疗仪器有限公司电子天平TB-214北京赛多利多仪器有限公司集热式磁力加热搅拌箱DF-1江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司电热恒温干燥箱DHG-9247A上海精宏试验设备有限
7、公司多用真空过滤机XTLZ辽宁省地质矿产勘查开发局种类及用量试验、调整剂种类及用量试验、药剂用量试验、粗浮选时间试验、浮选次数确定试验等条件试验及综合开路试验和闭路试验确定最终浮选流程和最终产品指标。条件试验对矿样进行一段磨矿,磨矿后产品经过一次粗浮选选别,将选别得到的产品进行过滤、烘干、取样、化验,具体流程如图 1 所示。图 1摇 条件试验流程Fig.1摇 Experiments fiowsheet of condition test摇3摇 试验结果与讨论3郾 1摇 磨矿时间和磨矿细度试验为确定最佳的磨矿时间和细度,进行了磨矿时间和细度条件试验。本试验在浮选槽容量为 1 L 的浮选机中进行,
8、取矿样重量 380 g,确定矿浆浓度30郾 5%,在捕收剂为混合黄药 40 g/t,起泡剂为 2#油20 g/t 时,改变磨矿时间和磨矿细度,进行一次浮选选别,从而确定最佳的磨矿时间和磨矿细度。具体磨矿时间及细度条件试验的工艺流程如图 2 所示,结果见表 3。图 2摇 磨矿细度试验工艺流程及条件Fig.2摇 Experiments fiowsheet of grindingfineness test and condition摇表 3摇 磨矿时间及细度试验结果Table 3摇 Experiments results of grinding time andgrinding fineness磨矿
9、时间磨矿细度(-0郾 074 mm占比)/%产品名称产率/%铜品位/%铜回收率/%粗精矿7郾 3719郾 2664郾 823忆10义57尾矿92郾 630郾 8335郾 18原矿100郾 002郾 19100郾 00粗精矿8郾 1018郾 7670郾 353忆30义62尾矿91郾 90郾 6929郾 65原矿100郾 002郾 16100郾 00粗精矿8郾 2518郾 8271郾 553忆50义67尾矿91郾 750郾 6728郾 45原矿100郾 002郾 17100郾 00粗精矿8郾 3219郾 0371郾 214忆10义72尾矿91郾 680郾 6928郾 79原矿100郾 002郾 2
10、0100郾 0093徐家林等:非洲某硫化铜矿浮选试验研究摇 摇 由表3 可知,随着磨矿细度-0郾 074 mm 占57%由增加到 67%,精矿产率由 7郾 37%增加至 8郾 25%,精矿铜回收率由 64郾 82%增加至 71郾 55%。通过数据分析可以判断出,随着磨矿细度的增加,铜矿物逐渐达到单体解离,脉石和贫连生体能够与铜精矿实现良好分离,产生了粗精矿产率和铜回收率逐渐增加的效果;但是当磨矿细度-0郾 074 mm 占比超过67%时,磨矿细度过细,发生过磨现象,将大颗粒精矿磨细,导致部分微细粒精矿随脉石矿物一同排出,铜回收率有所下降,由 71郾 55%下降至 71郾 21%,下降了 0郾
11、34%。因此,为保证精矿铜回收率,选择磨矿细度为-0郾 074 mm 占 67%。3郾 2摇 捕收剂种类及用量试验鉴于该非洲硫化铜矿现有浮选工艺使用的捕收剂为丁基黄药,本文将采用丁基黄药与混合黄药、混合黄药与丁铵黑药的联合添加进行药剂种类及用量的对比试验。由于该硫化矿石在浮选过程中所得精矿品位很容易达到要求,故在药剂选择时主要考虑能获得较高回收率的捕收剂。在浮选槽容量为 1 L 的浮选机中进行试验,取矿样重量 380 g,在确定矿浆浓度 30郾 5%,磨矿细度-0郾 074 mm 含量占 67%的条件下,改变捕收剂种类及用量、起泡剂 2#油用量,进行一次粗浮选。具体流程如图 3 所示,结果见表
12、 4、5。图 3摇 捕收剂种类试验工艺流程及条件Fig.3摇 Experiments fiowsheet of collectortype and condition摇摇 摇 由表 4 可知,当捕收剂为丁基黄药时,粗精矿产率为 7郾 23%,精矿铜品位为 21郾 31%,精矿铜回收率为 73郾 03%;当捕收剂为混合黄药时,粗精矿产率为8郾 67%,精矿铜品位为 17郾 97%,精矿铜回收率为74郾 55%。由于混合黄药含碳链,捕收能力增强,在药剂用量相同的情况下,虽然采用混合黄药获得的精矿铜品位低于丁基黄药,但是使用混合黄药的精矿产率比丁基黄药提升了1郾 44%,回收率提高1郾 52%。表
13、4摇 黄药捕收剂对比试验结果Table 4摇 Comparative results of xanthate collector捕收剂种类及用量/(g t-1)产品名称产率/%铜品位/%铜回收率/%丁基黄药 402#油 20混合黄药 402#油 20粗精矿7郾 2321郾 3173郾 03尾矿92郾 770郾 6126郾 97原矿100郾 002郾 11100郾 00粗精矿8郾 6717郾 9774郾 55尾矿91郾 330郾 5825郾 45原矿100郾 002郾 09100郾 00因此,选择混合黄药作为本试验的捕收剂。摇 摇 由表 5 可知,在降低混合黄药用量情况下,增加少量丁铵黑药,可发
14、挥两者的协同效应,在保证捕收能力的同时,使浮选泡沫更为稳定。在药剂总用量相同的情况下,加入少量丁铵黑药,虽然粗选精矿的产率由 8郾 67%降低至 8郾 08%,但是精矿铜 品 位 由 17郾 97%提 升 至 20郾 75%,提 高 了2郾 78%,精 矿 铜 回 收 率 由 74郾 55%提 升 至78郾 74%,提高了 4郾 19%。在混合黄药和丁铵黑药联合使用的情况下,粗选精矿的铜品位和回收率提高效果较明显,所以确定混合黄药和丁铵黑药联合使用作为试验流程捕收剂。表 5摇 捕收剂种类及用量试验结果Table 5摇 Experiments results of collector type
15、and dosage捕收剂种类及用量/(g t-1)产品名称产率/%铜品位/%铜回收率/%混合黄药 402#油 20混合黄药 302#油 10丁铵黑药 20粗精矿8郾 6717郾 9774郾 55尾矿91郾 330郾 5825郾 45原矿100郾 002郾 09100郾 00粗精矿8郾 0820郾 7578郾 74尾矿91郾 920郾 4921郾 26原矿100郾 002郾 13100郾 003郾 3摇 调整剂种类试验为确定最佳的调整剂种类,进行调整剂种类条件试验。在浮选槽容量为 1 L 的浮选机中进行试验,取矿样重量380 g,在确定矿浆浓度30郾 5%,磨矿细度为-0郾 074 mm 含量
16、占 67%,捕收剂为混合黄04有色设备摇 2024 年第 2 期药 30 g/t、丁铵黑药 15 g/t,起泡剂 2#油10 g/t 的条件下,改变调整剂种类,进行一次粗浮选。具体流程如图 4 所示,结果见表 6。图 4摇 调整剂选择试验工艺流程及条件Fig.4摇 Experiments fiowsheet of regulatortype and condition摇表 6摇 调整剂选择的试验结果Table 6摇 Experiments results of regulator type调整剂种类用量/(g t-1)产品名称产率/%铜品位/%铜回收率/%石灰500硫化钠260粗精矿8郾 21
17、21郾 3878郾 36尾矿91郾 790郾 5321郾 64原矿100郾 002郾 24100郾 00粗精矿8郾 0522郾 0080郾 13尾矿91郾 950郾 4819郾 87原矿100郾 002郾 21100郾 00摇 摇 由表 6 可知,采用石灰作为试验调整剂时,获得精矿产率为 8郾 21%,精矿铜品位为 21郾 38%,精矿铜回收率为 78郾 36%;采用硫化钠作为试验调整剂时,获得的精矿产率为 8郾 05%,精矿铜品位 22郾 00%,精矿铜回收率为 80郾 13%。硫化钠能够将氧化矿硫化为类硫化矿,进而易与黄药类捕收剂发生作用,得到更好的选别指标9-10。硫化钠作为调整剂与石灰
18、作为 调 整 剂 相 比,虽 然 精 矿 产 率 略 微 下 降 了0郾 16%,但是精矿铜品位提高了 0郾 62%,精矿铜回收率提高了 1郾 77%。硫化钠的调整作用效果比石灰明显,在精矿品位相当的情况下,铜回收率有明显提高。因此,选择硫化钠作为调整剂。3郾 4摇 硫化钠用量试验从初步试验结果可知,硫化钠对选铜有一定的促进作用,具体用量的差异对指标也有较大的影响,故而进行了药剂用量的条件试验。在浮选槽容量为1 L 的浮选机中进行试验,取矿样重量380 g,在确定矿浆浓度 30郾 5%,磨矿细度为-0郾 074 mm 含量占67%,捕收剂为混合黄药 30 g/t、丁铵黑药 15 g/t,2#油
19、 10 g/t,活化剂为硫化钠的条件下,改变硫化钠的用量,进行一次粗浮选。具体流程如图 5 所示,结果见表 7。图 5摇 硫化钠用量试验流程Fig.5摇 Experiments fiowsheet of sodium sulfidedosage摇表 7摇 硫化钠用量试验结果Table 7摇 Experiments results of sodium sulfide dosage硫化钠用量/(g t-1)产品名称产率/%铜品位/%铜回收率/%粗精矿10郾 0019郾 2484郾 240尾矿90郾 000郾 4015郾 76原矿100郾 002郾 28100郾 00粗精矿9郾 3320郾 1885
20、郾 58180尾矿90郾 670郾 3514郾 42原矿100郾 002郾 20100郾 00粗精矿9郾 5220郾 0786郾 85260尾矿90郾 480郾 3213郾 15原矿100郾 002郾 20100郾 00粗精矿9郾 0520郾 7286郾 03400尾矿90郾 950郾 3313郾 97原矿100郾 002郾 18100郾 00摇 摇 由表 7 可知,随着硫化钠用量的增加,精矿铜品位也逐渐提升。随着硫化钠用量增加,在氧化铜表面形成一层硫化膜,可以使氧化铜能够被捕收剂捕收,提高精矿铜品位和回收率,但是过量使用硫化14徐家林等:非洲某硫化铜矿浮选试验研究钠,会对硫化铜矿的浮选效果造
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