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难选铜矿石选矿工艺的选择及确定

编辑:红星机器时间:2015-04-04

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铜矿石及铜精矿是工矿行业重要资源,铜的矿物及矿床可以按氧化率进行分类,氧化率小于10%称之为硫化矿石,氧化率大于30%为氧化矿石,还有一种是氧化率介于10%~30%之间,称为混合矿石。随着铜矿资源逐渐减少,并且呈现难选发展趋势时,当矿石中氧化矿可浮性差异较大,伴生一定量的贵金属矿物时,如何保证铜及伴生矿物的高效选别及贵金属矿物的有效回收,对此种矿石进行高效浮选流程以及难选矿物氧化铜矿物强力捕收剂的研究具有十分重要的意义。下面大家进行了矿石性质查定和选矿工艺试验,实现了有价元素铜和伴生银的综合回收。

铜矿石

1、矿石性质

大家用某铜矿选矿厂较难选的铜矿石为例,矿石中可供利用的有价元素主要为铜,其含量为4.54%;有益伴生组分主要为银,其含量为55.41g/t,可进行综合回收利用;有害元素含量较低;造岩元素以Si、Al为主,Ca、Mg含量低,说明该矿石中脉石主要为酸性脉石。

该矿石铜的氧化率高达84.58%,因此该矿石属于氧化铜矿。铜主要以自由氧化铜形式存在,其占有率为76.43%;硫化铜和结合氧化铜占有率分别为15.42%和7.05%;水溶铜矿物较少。

原矿铜矿物种类繁多,主要硫化铜矿物为黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿和铜蓝;氧化铜及含铜氧化矿物主要有孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、水胆矾等;银主要以螺状硫银矿等硫化银矿物形式存在;脉石主要为石英、绿泥石、长石和方解石等。

铜矿石选矿生产现场实拍

2、选矿工艺流程的选择及确定

浮选法是目前处理氧化铜矿常用的方法之一,其可分为直接浮选法和硫化浮选法两大类。直接浮选法,即矿物不经预先硫化而用脂肪酸类等药剂作为捕收剂直接进行浮选,但该法选择性较差,只适用于脉石含钙、镁碳酸盐较少的氧化铜矿,通常还要添加碳酸钠、水玻璃和磷酸盐作矿浆的调整剂和脉石的抑制剂。硫化浮选法是用硫化钠、硫氢化钠等可溶性硫化物将氧化矿物预先硫化后,再用浮选硫化矿的捕收剂进行浮选,此法适用于处理以孔雀石、蓝铜矿、氯铜矿为主的矿石,是浮选氧化铜矿广泛采用的一种方法。

根据该矿石的化学分析、物相分析和矿物组成测定结果可知,该矿为氧化铜矿。工艺矿物学研究表明,该矿石矿物组成较复杂,铜矿物种类达10余种,其中易选铜矿物有孔雀石、黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、铜蓝,中等可选或难选型铜矿物有硅孔雀石、水胆矾、氯铜矿、锌-橄榄铜矿、砷钙铜矿、砷铜铅矿。这些铜矿物的可浮性和浮选速率存在较大差异,综合回收存在很大难度,且铜矿物以自由氧化铜孔雀石为主,可采用硫化浮选法进行铜的回收,即原矿直接添加硫化钠作用后进行浮选。但是该矿中含有一定量的黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿和铜蓝等硫化铜矿物,硫化钠的添加使用,当用量大时会对这些硫化矿物造成不利影响;同时,也可能会对银矿物起到抑制作用。所以,为了确定比较适宜的工艺流程,经过大量试验探索,进行了硫化浮选原矿和优先浮选硫化铜—硫化浮选氧化铜的方案对比。

采用优先浮选硫化铜—硫化浮选氧化铜的工艺流程,可以获得铜总精矿平均品位为25.49%,总回收率为77.58%,银总回收率为77.49%的技术指标;而硫化浮选原矿工艺可获得铜精矿品位25.26%、总回收率71.05%和银总回收率22.80%的技术指标。对比而言,两者的铜精矿品位较为接近,但前者的铜回收率比后者高出6.53%;同时,前者银的总回收率比后者高54.69%,这也证明了硫化钠不仅对硫化铜矿起到了抑制作用,而且强烈抑制了银的回收。因此,综合考虑该矿中主金属铜和伴生银的综合回收,确定采用优先浮选硫化铜—硫化浮选氧化铜的工艺流程结构进行后续工作。

铜矿石浮选生产工艺展示

3、选矿结果总结

(1)矿石性质研究结果表明,该矿石中的主金属元素铜和伴生元素银可综合回收;该矿铜的氧化率为84.54%,是氧化铜矿,但铜矿物种类繁多,主要含有黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿和铜蓝等硫化矿物和孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、水胆矾等氧化铜及含铜氧化矿物;伴生的银矿物主要以螺状硫银矿等硫化银矿物形式存在。

(2)硫化浮选原矿和优先浮选硫化铜—硫化浮选氧化铜的流程结构对比结果表明,以较大限度地综合回收铜和伴生银为分选目标,后者的银和铜选别指标明显优于前者,确定采用优先浮选硫化铜—硫化浮选氧化铜的流程结构。

(3)由于该矿石中自由氧化铜矿物孔雀石易浮,且浮选速率优于赤铜矿,采用分段添加硫化钠的硫化浮选有利于提高氧化铜的选矿回收率。

(4)全流程浮选闭路结果表明,在原矿铜品位4.54%,银品位55.42g/t条件下,获得了铜和伴生银的平均品位分别为24.30%和180.76g/t,总回收率分别为87.39%和79.26%的技术指标,实现了该氧化铜矿中有价元素铜和银的综合回收。

(5)全浮选工艺获得的浮选尾矿中铜和银的品位仍含有0.68%和13.74g/t,这与该矿石中结合铜和银的赋存状态有关,全浮选工艺难以有效回收该部分有价元素,需采用选冶联合的方式进行后续研究。

铜矿石浮选生产现场展示

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