内蒙古某硫化铜矿石浮选工艺矿物学研究.pdf
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1、2024年第1期doi:10.3969/j.issn.1671-9492.2024.01.002有色金属(选矿部分)内蒙古某硫化铜矿石浮选工艺矿物学研究9冯媛媛1,2,张慧婷1,2,王(1.西部矿业集团科技发展有限公司,西宁8 10 0 0 6;2.青海省高原矿物加工工程与综合利用重点实验室,西宁8 10 0 0 6)朝1.2,胡生福1.2,许永伟1.2,赖春华1.2摘要:为了查明矿石性质对选矿指标的影响,对内蒙古某铜矿石采用BPMA工艺矿物学自动测量仪、化学多元素分析、物相分析、扫描电子显微镜-能谱分析等,研究了矿石的矿物组成、嵌布特征、粒度分布、赋存状态等工艺矿物学特征。研究表明,原矿中铜
2、主要以硫化铜形式存在,主要铜矿物是黄铜矿,主要分布在0.0 38 mm以下粒级范围内,累计含量为90.10%,单体解离度为7 1.59%,未解离颗粒中黄铜矿主要与脉石矿物边缘或被包裹镶嵌连生。影响选矿指标的工艺矿物学因素主要有粒度分布、嵌布特征和铁矿物的影响。基于工艺矿物学研究分析,原矿铜矿物粒度分布较细,与脉石矿物紧密连生,在原工艺流程的基础上,主要提出铜粗精矿再磨新工艺,试验在磨矿细度一0.0 7 4mm含量占7 5%的条件下,采用“一次粗选、三次精选、两次扫选、粗精矿再磨”的工艺流程。在原矿含铜1.0 4%的条件下,可以获得含铜2 4.2 5%、回收率95.2 4%的铜精矿。通过工艺矿物
3、学进行产品检查,可知铜精矿中石英、闪石等矿物主要与铜矿物边缘连生或被包裹镶嵌在铜矿物间隙,影响铜精矿品位。损失在尾矿中的黄铜矿主要以微细粒单体及贫连生体形式存在,且这部分贫连生体的铜矿物主要呈不规则状、斑点状、星点状等嵌布在脉石矿物间隙。关键词:黄铜矿;工艺矿物学;铜赋存状态;浮选中图分类号:TD912Mineralogical Study on Flotation Process of a Copper Sulfide Ore in Inner MongoliaFENG Yuanyuan*2,ZHANG Huiting2,WANG Zhao-2,HU Shengfu*2,XU Yongwei
4、-2,LAI Chunhua-?(1,West Mining Group Technology Development Co.,Ltd.,Xining 810006,China;2.Qinghai Provincial Key Laboratory of Plateau Mineral Processing Engineering and ComprehensiveAbstract:In order to find out the influence of ore properties on mineral processing indexes,theprocess mineralogical
5、 characteristics of a copper ore in Inner Mongolia,such as mineral composition,dissemination characteristics,particle size distribution and occurrence state,were studied by means ofBPMA automatic process mineralogy measuring instrument,chemical multi-element analysis,phase analysisand scanning elect
6、ron microscope-energy spectrum analysis.The results show that the copper in the raw oremainly exists in the form of copper sulfide,and the main copper mineral is chalcopyrite,which is mainlydistributed in the particle size range below 0.038 mm,with the cumulative content of 90.10%and themineral libe
7、ration degree of 71.59%.The chalcopyrite in unliberation particles exists mainly in the form ofchalcopyrite-gangue mineral,which is associated with the edge of gangue mineral or embedded.Thetechnological mineralogy factors that affect the beneficiation indexes are mainly particle size distribution,e
8、mbedding characteristics and iron minerals.Based on the research and analysis of technological mineralogy,the particle size distribution of copper minerals in the original ore is fine and closely associated with gangueminerals.Based on the original technological process,a new process of regrinding c
9、opper coarse concentrateis proposed.Under the condition that the grinding fineness is-0.074 mm and the content is 75%,theexperiment adopts“one roughing,three cleaning,two scavenging and regrinding of rough concentrate The文献标志码:AUtilization,Xining 810006,China)文章编号:16 7 1-9492(2 0 2 4)0 1-0 0 0 9-0 9
10、收稿日期:2 0 2 2-11-13基金项目:青海省高原矿物加工工程与综合利用重点实验室基金项目(2 0 2 2-ZJ-Y09)作者简介:冯媛媛(1994一),女,陕西延安人,硕士研究生,主要从事硫化矿浮选及工艺矿物学研究。通信作者:张慧婷(1990 一),女,河南焦作人,博士研究生,主要从事有色金属矿选矿技术开发及工艺矿物学研究。:10product examination by process mineralogy analysis shows that quartz,amphibole and other minerals in thecopper concentrate are mai
11、nly associated with copper-minerals at the edges or enclosed by copper minerals,which affects the grade of the copper concentrate.The chalcopyrite lost in tailings mainly exists in the formof fine-grained monomers and poor symbionts,and the copper minerals of these poor symbionts are mainlyirregular
12、,speckled,star-shaped and disseminated among gangue minerals.Key words:chalcopyrite;process mineralogy;copper occurrence;floatation铜矿资源是金属矿产资源之一,其本身具有良好的使用性能,因此有广泛的应用前景,当前世界铜矿资源主要集中在南美洲的智利、秘鲁和北美洲的美国等国家1。因受矿山地质复杂程度、稳定程度的影响,加上大部分矿山铜品位偏低且伴生矿床多,导致我国铜矿资源的开采难度高、开发率低且生产成本高,使中国成为主要的铜矿进口国。查明影响矿石分选的矿物学因素,最大限度
13、地提高有价元素的综合回收利用率对当前乃至今后一段时期我国铜矿山生产具有重要意义 2 。工艺矿物学主要研究与选矿工艺有关的矿物学问题,被称为“选矿工程师的眼睛”L3。BPM A 是矿冶科技集团有限公司研发的工艺矿物学自动测试系统 4,结合扫描电子显微镜背散射电子图像处理和X射线能谱图分析能够自动运行并快速完成矿物鉴别 3,能够有效查明矿石中的组成及含量、解离及连生程度、粒度分布、赋存状态等特征。韩江峰等 5 对某斑岩型铜多金属矿进行详细的工艺矿物学研究,发现金主要以独立矿物的形式赋存于自然金之中,Table 1 Results of chemical multi-element analysis
14、 of the ore元素Cu含量0.98元素Cao含量3.17注:单位为g/t,下同。相别含量占有率原矿中含铜0.98%,矿石中的铜主要以原生硫化铜的形式存在,分布率为7 7.17%,其次以次生硫化铜的形式存在,分布率为2 1.32%。矿石中SiO2含量占6 7.13%,脉石矿物以含二氧化硅的矿物为主。1.2原矿的矿物组成及其相对含量矿石中主要铜矿物是黄铜矿,还有砷铜矿、铜有色金属(选矿部分)银矿物主要以类质同象形式赋存于自然金、黄铜矿、铁矿物及脉石矿物中。黄迎春 6 为查明西藏玉龙I号矿体氧化铜矿的矿石性质,通过工艺矿物学研究发现铜赋存状态复杂,主要赋存于辉铜矿和孔雀石中,其次赋存于褐铁矿
15、、赤铜铁矿中,少量铜以黄铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、蓝铜矿等铜矿物的形式存在。由于选厂指标不稳定且铜原矿品位逐年呈下降趋势,为提高铜矿的生产效率及降低选矿成本等,本文结合BPMA工艺矿物学自动测量仪、化学多元素分析、物相分析、扫描电子显微镜-能谱分析等手段,对巴彦淖尔某铜矿石进行工艺矿物学研究,获得更为系统、详细的矿物学资料,为后续选矿制定适宜的综合高效的回收工艺、合理开发利用矿石资源提供依据。1矿石性质1.1原矿化学多元素及物相分析原矿的化学多元素分析结果如表1。原矿中铜的物相分析结果见表2。表1原矿化学多元素分析结果PbZn0.160.06AsS0.0214.11表2 铜物相化学分析结果Tabl
16、e 2IResults of phase chemical analysis of copper原生硫化铜次生硫化铜0.760.2177.1721.322024年第1期/%FeMgo13.381.79SiO2AuO67.130.035自由氧化铜结合氧化铜0.00810.00680.820.69矿以及微量斑铜矿。铁矿物主要有磁黄铁矿、磁铁矿以及少量钛铁矿。还有少量方铅矿、铁闪锌矿和微量的脆硫锑铅矿等金属矿物。黄铜矿的矿物量为2.68%,砷铜矿的矿物量为0.0 5%,铜矿的矿物量为0.0 1%,是选矿中回收的主要矿物。脉石矿物主要有石英、闪石、辉石、铁铝榴石、云母等,其次有长石、橄榄石、方解石、阳
17、起石、磷灰Al2036.73Ag03.25总铜0.97100.0/%2024年第1期石、绿泥石等。这些脉石矿物大多相互紧密镶嵌,构成各种金属矿物的嵌布基底。矿石中石英的含Table 3 Mineral composition and relative content of the ore矿物名称含量黄铜矿2.68砷铜矿0.05铜矿0.01斑铜矿微量磁黄铁矿8.47磁铁矿0.67钛铁矿0.05方铅矿0.092原矿中主要矿物的嵌布特征2.1主要矿物的组成及粒度分布铜矿物:黄铜矿(CuFeSz)的矿物量为2.6 8%,平均粒径为0.0 18 mm,主要分布在一0.0 38 mm粒级范围内,累计含量为
18、90.10%,一0.0 15mm的细粒级含量占54.90%。砷铜矿的矿物量为0.0 5%,平均粒径为0.0 10 mm,在一0.0 15+0.0 0 5mm粒级范围内占99.6 6%。默铜矿的矿物量为0.0 1%,集中分布在一0.0 10 mm粒级内,一0.0 0 5mm粒级含量黄铜矿粒级/mm含量0.074+0.053-0.053+0.043-0.043+0.0380.038+0.0200.020+0.015-0.015+0.010-0.010+0.005-0.005平均粒径(a)冯媛媛等:内蒙古某硫化铜矿石浮选工艺矿物学研究表3矿石的矿物组成及相对含量矿物名称含量铁闪锌矿0.05脆硫锑铅矿
19、微量石英54.31闪石10.54辉石5.43铁铝榴石4.31云母3.61长石2.50表4矿石中主要矿物的嵌布粒度分布Table 4The size distribution of the main minerals in the ore7.282.6223.7811.4216.7025.0313.17量最多,矿物量为54.31%。矿物组成及相对含量见表3。/%矿物名称含量橄榄石2.23方解石1.59阳起石1.04磷灰石0.61绿泥石0.58绿帘石0.36石膏0.27白云石0.12占50.2 9%。微量的斑铜矿在一0.0 10+0.0 0 5mm粒级内占94.58%。黄铜矿的嵌布粒度分布见表4,
20、嵌布粒度特征见图1(a)。铁矿物:磁黄铁矿(Fei-S)矿物量为8.47%,平均粒径为0.0 19mm,主要分布在一0.0 38 mm粒级范围内,累计含量占8 8.7 4%,在一0.0 15mm粒级内含量占48.2 9%。磁铁矿的矿物量为0.6 7%,平均粒径为0.0 12 mm,主要分布在一0.0 10 mm粒级范围内,其含量占57.0 8%。磁黄铁矿的嵌布粒度分布见表4,嵌布粒度特征见图1(b)。%磁黄铁矿累积量含量2.697.283.569.905.0233.6825.4845.1014.9761.8015.3486.8322.71100.010.240.018矿物名称铝硅钡石黄玉褐帘石
21、石金红石重晶石锆石蓝锥矿0.019(b)含量0.110.080.050.030.020.020.010.01累积量2.696.2511.2736.7451.7167.0589.76100.0黄铜矿石英铁铝榴石磁黄铁矿一30 m图1主要矿物的嵌布粒度特征(a)黄铜矿;(b)磁黄铁矿Fig.1 The distribution size characteristics of the main minerals(a)chalcopyrite;(b)pyrrhotite磁黄铁矿辉石闪石方解石石英53m122.2主要矿物的解离度及连生程度矿物的解离度和连生程度分析是用BPMA工艺矿物学参数自动分析仪测量
22、完成。主要矿物的解矿物名称0a10黄铜矿4.88砷铜矿0.34磁黄铁矿1.74磁铁矿5.30矿物名称60a70黄铜矿2.27砷铜矿0.00磁黄铁矿0.84磁铁矿0.90Table 6Statistics of the degree of association of mineral liberation in the ore矿物名称单体黄铜矿71.59砷铜矿6.91磁黄铁矿60.61磁铁矿56.99有色金属(选矿部分)离度分析及矿物连生程度统计见表5、6。图2 为原矿的背散射电子图。表5矿石中各矿物解离度分析Table 5Analysis of mineral dissociation in
23、the ore10200.840.000.693.3370800.5524.421.651.33表6 矿石中各矿物连生程度统计连生体与铜矿物与铁矿物0.042.2039.230.005.442.130.005.342024年第1期/%目标矿物占比203030 x403.131.040.000.000.621.261.024.17目标矿物占比8090901001.887.810.0068.332.2627.7211.7912.34与其他金属矿物0.070.000.020.0040501.120.000.741.6710071.596.9160.6156.99与脉石矿物26.1053.8631.7
24、937.6750 90%的富连生体解离度为7.8 1%,未解离颗粒中有2 6.10%与石英等脉石矿物连生,石英和铁橄榄石毗邻黄铜矿紧密连生,或见黄铜矿与石英边缘连生,也可见黄铜矿呈细脉状被石英包裹连生;2.2 0%与磁黄铁矿等铁矿物连生;0.0 7%与方铅矿等其他金属矿物连生;仅有0.0 4%与砷铜矿等铜矿物连生。砷铜矿的单体解离度为6.91%,且 90%的富连生体解离度为6 8.33%,未解离颗粒中有53.8 6%与石英等脉石矿物连生;39.2 3%与黄铜矿等铜矿物连生。磁黄铁矿的单体解离度为6 0.6 1%,且 9 0%的富连生体解离度为2 7.7 2%,未解离颗粒中有31.79%与石英等
25、脉石矿物连生,可见磁黄铁矿与绿帘石边缘连生;5.44%与黄铜矿等铜矿物连生;2.13%与磁铁矿等其他铁矿物连生;仅有0.0 2%与方铅矿等其他金属矿物连生。磁铁矿的单体解离度为56.9 9%,且 9 0%的富连生体解离度为12.34%,未解离颗粒中有37.6 7%与石英等脉石矿物连生;5.34%与磁黄铁矿等铁矿物连生。3影响选矿指标的工艺矿物学因素3.1矿物粒度分布的影响当矿浆内部存在微细粒的时候,会有矿泥进行覆盖,在常规粒度被分选的过程中,会不可避免地承受消极影响。微细粒矿物质量小、粒度小,与气泡的碰撞概率小,且比表面积大、表面能高、容易形成异相团聚,导致矿泥罩盖机械夹杂,造成分选选择性差。
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