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黄铜矿的浮选工艺

发布日期:2017-10-16  来历:天道研讨院  阅读次数:2319

浮选技能被广泛运用于硫化矿的富集与别离,可以完成对低档次矿藏的有用运用。19 世纪末浮选技能完成工业运用,阅历了全油浮选、表层浮选和泡沫浮选三个阶段,浮选捕收剂也由几种简略的矿藏油、焦油不断开展,呈现了黄药、黑药、硫代酸盐等硫化矿捕收剂,浮选别离效果得到了增强和改善。跟着黄矿资源日趋“贫、细、杂”,单一的浮选工艺和传统捕收剂现已难以到达要求。近年来研讨者对浮选工艺和浮选捕收剂进行了广泛研讨,尤其在高挑选性、强捕收才能浮选药剂的研发和运用方面获得了长足的前进。本文就黄铜矿浮选工艺和浮选捕收剂的研讨进展进行了扼要概述。

1 黄铜矿矿藏特征和浮选特性

1.1 黄铜矿的矿藏特征

天然界已发现的含铜矿藏有280 余种,首要为黄铜矿、辉铜矿和斑铜矿,其间黄铜矿占70% 左右。黄铜矿的晶体结构为四方晶系,晶格能为17500 kJ,Cu原子和Fe原子处在四面体的顶角,每个S 原子被2 个Cu 原子和Fe 原子围住,常为细密块状或粒状。黄铜矿具有很好的电子导电功能,可以促进药剂与矿藏外表的效果,增强其可浮性。

到2012 年,我国已探明的铜储量为3000 万t,根底储量为6300 万t,居国际第6 位,绝大部分散布在江西、云南、湖北、安徽、甘肃、内蒙古、四川、山西等省区。我国的铜矿类型首要为黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿等,低档次多属难处理矿石较多,矿石均匀档次仅为0.87%,而且常伴生、金、等稀贵金属,归纳收回难度大。

1.2 黄铜矿的浮选特性

黄铜矿是天然界中自诱导可浮性和捕收剂诱导可浮性较好的矿藏之一,在弱碱性及中性环境下具有杰出的疏水性,但在高碱环境下会与水构成氢键,然后下降其可浮选性。Gardner 等用改性的单泡浮选管对黄铜矿浮选粒子进行了研讨,研讨标明,矿藏外表的阳极氧化生成的附着在矿藏外表的单质硫是改动矿藏亲水性的关键要素。

Heyes 等研讨了黄铜矿的天然可浮性,并以为黄铜矿的可浮性与其氧化复原电位和阳极氧化亲近相关。他经过分批浮选试验对混合单矿藏进行了浮选研讨。成果标明,黄铜矿在氧化环境下表现出天然的可浮选性。在浮选进程中运用球磨机会发生较强的复原环境,然后影响其浮选功能,随后添加氧化剂或许与空气触摸,则可以康复其浮选功能。

2 黄铜矿浮选工艺

黄铜矿浮选工艺流程依据矿石的性质和对精矿质量要求而异,现在得到工业运用的工艺流程首要有混合浮选、全优先浮选、部分优先-混合浮选和等可浮浮选等工艺。

2.1 混合浮选工艺

混合浮选流程先浮选出黄铜矿以及矿石中存在的其它的有用矿藏,然后选用优先浮铜而按捺其它矿藏的流程,得到合格的铜精矿。该工艺合适于处理原矿档次低、矿石性质简略的矿石,具有节省磨矿费用、浮选药剂、浮选设备的长处; 可是该工艺流程有有用矿藏之间别离较为困难、精矿档次不高级缺陷。

Ge 等对九顶山铜钼硫化矿石浮选工艺进行改善,选用一次球磨混合浮选工艺,获得铜档次19.23%,收回率85.5%; 钼档次48.53%,收回率90.96%的浮选目标,与原铜钼混合精矿再磨别离工艺比较,可以防止再磨时或许发生的过磨现象,进步浮选目标。

2.2 全优先浮选工艺

黄铜矿的全优先浮选流程首要有两种方法,一是经过添加石灰等按捺剂来按捺黄铁矿等伴生矿藏,这种工艺尽管可以到达很好的浮选效果,可是一般需求耗费许多的石灰,还会下降铜精矿的档次和铜和伴生的Au、Ag、Mo 等稀贵金属的收回率。还有一种途径是运用对黄铜矿具有高效挑选性的药剂在中性至弱碱性条件下浮选黄铜矿。全优先浮选工艺合适于处理成分简略、可收回有用矿藏品种不多、有用矿藏之间的浮选差异较大,或许与黄铜矿共生的矿藏可以被很好的按捺而对黄铜矿的浮选则没有显着影响的矿石。

王立刚等对蒙古某铜钼矿进行了浮选工艺技能研讨,依据矿石中有用矿藏可浮性的差异选用优先浮选工艺进行试验,优先得到铜钼混合精矿而按捺黄铁矿,得到的铜精矿的档次和铜收回率别离为24. 32%和96.77%,钼和金、银的收回率别离为81.04%,82.00%和84.03%,浮选目标抱负而且具有工艺流程简略、易于施行,粗精矿不需求再磨等长处。

2.3 部分优先-混合浮选工艺

部分优先-混合浮选工艺流程是先快速浮选出易浮选的铜矿石,再混合浮选出铜和其它有用矿藏的混合精矿,之后进行混合精矿的浮选别离,并依据实践情况兼并或独自处理铜精矿。该工艺流程合适处理矿石中存在的部分易浮选的黄铜矿,可以在磨矿细度不是很高的情况下优先浮选出来,完成铜的快收、早收,较难浮选部分在再磨或许不再磨的情况下,可以运用捕收功能强的捕收剂和其他矿藏一同收回的矿石。该工艺可以下降药剂的运用量,消除剩余药剂对别离浮选的影响,进步浮选目标,首要缺陷是需求更多的浮选设备。

Liu 等对德兴某铜钼矿石浮选工艺流程和浮选药剂进行研讨,选用部分优先-混合浮选工艺流程时,先运用MC-103 浮选易浮选的铜钼矿,再运用具有强捕收才能的药剂浮选难浮的铜钼矿。整个浮选流程可以将钼档次和收回率别离进步到48.83% 和90.60%,处理了钼收回率低下这一难题,而且减少了药剂用量,节省本钱。

2.4 等可浮浮选工艺

等可浮工艺合适处理多金属矿石,而且矿石中要有一种矿藏可浮性较好,其它矿石又可分为易浮选和难浮选两部分。等可浮浮选一般不需求添加调整剂、按捺剂和活化剂,坚持了矿藏天然可浮性。可浮性较好的矿藏可以在不遭到按捺剂影响的条件下天然上浮,一同又防止活化剂的效果使有用矿藏一同上浮,导致需求耗费许多药剂和设备进行矿藏别离的缺陷。该流程一般可以获得很好的技能目标,而且可以较少药剂的运用,简化浮选设备。

Liu 等对以黄铜矿为首要铜矿藏的多金属铜、钼、、铁矿石进行了浮选试验研讨。矿石中铜矿藏散布率很大,到达91.36%,钴和铁亲近共生。选用等可浮浮选工艺,先浮选出铜钼混合精矿,再从尾矿中浮选出钴精矿和铁精矿。终究获得的铜、钼、钴、铁的档次和收回率别离为21.25%,45.78%,0.46%,63.73% 和93.38%,45.72%,46.42%,38.26%。

在实践出产进程中,浮选工艺的挑选较为灵敏,而且常常会遭到药剂的浮选功能的影响,企业会依据矿石的性质和出产经历,选用合适本身开展的工艺流程。跟着黄铜矿贫、细、杂的开展,以及与多种金属伴生,考虑到收回其间的有用元素,单一的浮选工艺较难获得满足的目标,一般选用多种浮选工艺的联合运用,如分步优先浮选工艺流程是依据矿石中有利矿藏浮选的难易程度,依照必定的次序别离进行优先浮选,可以得到独自的合格精矿。该流程一般可以获得较高的精矿档次,简化工序流程,而且有利于矿藏中伴生的稀贵金属的收回。

3 黄铜矿浮选捕收剂

黄铜矿浮选捕收剂分子内部一般都含有硫原子,只对硫化矿具有捕收才能,而对脉石矿藏则根本不浮选。依照捕收剂中官能团来区分,可以将常见的捕收剂分为黄药及其衍生物类捕收剂、黑药及其衍生物类捕收剂、硫氮类捕收剂、巯基化合物和其它新式黄铜矿捕收剂这五类,不管是依据何种浮选工艺,浮选捕收剂的研讨都是为了进步其捕收才能和挑选性。

3.1 黄药及其衍生物类捕收剂

黄药及其衍生物类捕收剂首要有黄药、双黄药、黄原酸酯和硫氨酯这四类化合物。黄药是现在工业上运用最为广泛的黄铜矿捕收剂,具有很强的捕收才能。一般的黄药挑选性较差,会将其它的硫化矿藏一同浮选上来,添加了后续的别离进程,在工业上构成不方便。朱继生将甲基异戊醇和氢氧化钠、二硫化碳依照摩尔比1. 1 ∶ 1. 1 ∶ 1. 2 的份额,制备出无味、性质安稳且水溶性极好的新式甲基异戊基黄药,具有浮选速度快和挑选性好等长处,将其与丁基黄药依照1∶ 1 配成复合黄药,对冬瓜山混合铜硫矿进行试验,发现复合黄药的挑选性和捕收才能要好于甲基异戊基黄药,甲基异戊基黄药又好于丁基黄药。

黄原酸酯类捕收剂是浮选Cu、Au 以及Pb、Zn、Hg、Mo 等硫化矿的优秀捕收剂。蔡春林等对丁基黄原酸甲酸乙酯(BXEF) 的组成工艺及其对黄铜矿的浮选功能进行了研讨,确认了BXEF 的最佳组成工艺条件为: 丁基黄药和氯甲酸乙酯依照摩尔比1.04∶ 1,在25 ℃下反响200 min,可以到达94.5%的产率。用BXEF 对武山铜矿进行研讨,获得铜精矿含铜22.8%,铜收回率82.40%的目标,与平等条件下丁基黄药的浮选成果比较,BXEF 展现出更强的捕收力和较好的挑选性,可以获得更高的收回率和更高的铜精矿档次。

硫氨酯(ROCSNR’R’’) 具有挑选性强、用量少的特色。乙硫氨酯( Z-200) 是最常用的硫氨酯类捕收剂,俞继华对Z-200 的组成工艺进行了改善,选用一步法制备Z-200,产品纯度大于96%,产率大于95%,组成工艺简略易于操作,产率和纯度高。

3.2 黑药及其衍生物类捕收剂

黑药及其衍生物类捕收剂一般具有很好的挑选性,可是捕收才能稍差,可以用于分选含有黄铁矿的铜矿石,首要包含黑药、双黑药和黑药酯。朱一民以五硫化二磷、异丁醇和液氨为质料,组成了新式的异丁基铵黑药。用异丁基铵黑药和正丁基铵黑药别离作捕收剂,对辽宁八家子铜矿进行了比照试验,试验标明,异丁基铵黑药作捕收剂,获得的铜、铅、锌、硫、银的收回率都有进步,阐明异丁基铵黑药的捕收功能要强于正丁基铵黑药,而且存在着质料异丁醇价格较正丁醇廉价许多的长处。

3.3 硫氮类捕收剂

硫氮类捕收剂运用较多的是乙硫氮,是将二乙胺、二硫化碳、氢氧化钠和水依照摩尔比为

1.07∶ 1∶ 1∶ 2的份额在冰盐水浴里反响制备的。乙硫氮的捕收功能与黄药类似,可是效果比黄药好,具有更强的捕收功能,可以使药剂用量较黄药成倍乃至数十倍的下降,而且具有更快的浮选速度和更好的挑选性。

硫氮酯一般比相应的硫氮具有更强的捕收才能和挑选性,是将硫氮与烯烃类化合物反响制得的,首要有硫氮丙烯酯、硫氮丙烯腈酯、硫氮丙腈酯(酯-105)等。王彩虹研讨了酯-105对酒钢桦树沟铜矿石的选别效果,而且与丁基黄药进行了比照。用酯-105 作捕收剂,添加少数的水玻璃就可以获得铜精矿档次22.51%,铜收回率93.41% 的技能目标,而丁基黄药作捕收剂铜精矿的档次仅有18.79%,阐明酯-105 比丁基黄药具有更强的捕收才能和挑选性。

3.4 巯基化合物

巯基化合物首要有硫醇、硫酚、白药、噻唑、咪唑硫醇等,一般都用作硫化矿捕收剂,既可以独自运用,也可以与黄药复合运用。东川矿务局运用咪唑对以黄铜矿和斑铜矿为首要硫化铜矿藏的难选高钙的因民矿石进行了小型的浮选研讨,成果显现,不管独自运用咪唑,仍是与黄药复合运用,都可以使铜精矿的档次根本保持不变,可是收回率可以进步2.98%。

3.5 其它新式捕收剂

Natarajan 等组成并研讨了几种芳基氧肟酸在Cu-Zn 硫化矿上的运用,展现了很好的挑选性,对黄铜矿具有很强的捕收才能,而对锌和铁则很弱,而且捕收才能会跟着酰基上烷烃碳原子数的添加而增强,可是当添加到6 个时,反而会下降浮选功能,丁酰基苯基羟胺显现出最佳的浮选功能,在药剂用量很低时,铜收回率达93%,铜档次32%,浮选效果较好。

焦芬等研讨了捕收剂Mac-10、丁黄、680 在不同试验条件下对黄铜矿的捕收功能。成果标明,Mac-10 具有更好的挑选性和更强的捕收功能,可以在运用更少的捕收剂、在广泛的矿浆pH 下完成铜硫别离,并获得较好的浮选目标。

顾国华等经过单矿藏浮选试验研讨了捕收剂DLZ 对黄铜矿和黄铁矿的捕收机理。成果显现,捕收剂DLZ 在中性及弱碱性条件下对黄铁矿的捕收才能很弱,可以完成铜硫别离。FTIR剖析标明,DLZ 在黄铜矿外表是化学吸附,而在黄铁矿外表只发生了物理吸附。

孙小俊等研讨了捕收剂CSU31 对黄铜矿和黄铁矿的捕收机理。单矿藏试验研讨标明,在整个pH 范围内,CSU31 对黄铜矿都具有很好的浮选功能,而且在弱碱性条件下受石灰的影响不大,而对黄铁的浮选才能则相对弱的多。CSU31 与矿藏效果的动电位测验标明,CSU31 可以更多的吸附在黄铜矿外表,对黄铁矿具有挑选性,可以用于铜硫浮选别离试验。

祈忠旭研讨了新式药剂DY-1 对矿石性质杂乱、硫含量高、多种矿藏的可浮性类似、铜硫别离困难的实践矿石的浮选功能。试验时将DY-1 与丁基黄药组合运用,闭路试验获得铜精矿铜档次为20.54%,铜收回率72.96%,选矿技能目标抱负。

覃文庆等比照了不同的捕收剂Z-200、丁黄、二丁基二硫代磷酸铵和新式捕收剂MBT 对铜-锌矿的挑选性浮选,试验标明,MBT 在浮选黄铜矿和铁闪锌矿时显现出最好的挑选性。循环伏安法和极化曲线研讨显现,在铁闪锌矿的外表构成有氢氧化锌和氢氧化铁,会导致矿藏外表亲水,阻止MBT 对其浮选,而在黄铜矿外表则会构成疏水物质(MBT)2和Cu(MBT)2,促进对黄铜矿的浮选,因而,MBT 可以用于铜-锌硫化矿的浮选与别离。

传统的硫化矿捕收剂对黄铜的捕收才能很强,但一般挑选性较差,构成黄铜矿与其它矿藏的别离功率较低,难获得满足的浮选目标,一些捕收剂存在着毒性较大、水溶性差等缺陷,也约束了它们在黄铜矿浮选中的运用,为此,依据药剂的捕收机理规划并制备新式高效适用性强的黄铜矿捕收剂遭到了广泛注重。

近年来,组合捕收剂的运用也得到越来越多的运用,一般选用一种捕收功能强与另一种挑选性好的捕收剂联合运用,不只可以节省药剂本钱,而且可以进步浮选目标。Hangone研讨了黄原酸盐、二硫代磷酸盐、二硫代氨基甲酸盐类及其混合药剂在浮选Okiep 矿山硫化铜矿上的运用,试验成果显现,运用单一的捕收剂,2-乙基-二硫代氨基甲酸盐浮选功能最差,2-乙基-二硫代磷酸盐获得的收回率最高,而且还有起泡性; 将90% 的乙基黄原酸盐和10%的2-乙基-二硫代磷酸盐进行组合,可以获得最高的铜收回率; 90%的乙基黄药和10% 的二硫代氨基甲酸盐组合可以获得最高的铜精矿档次。试验成果标明,合理配比的组合药剂可以表现出比独自药剂更好的浮选目标,在工业上可以得到很好的运用。

4 完毕语

黄铜矿捕收剂品种许多,浮选功能各异,其间黄药类捕收剂因其质料来历便当、价格廉价、浮选才能强有利等要素,在往后仍将得到广泛运用,但其存在着的挑选性差、有臭味和一般需求合作运用许多石灰等缺陷也需求得到正确认识和改善,规划而且制备出具有挑选性、气味较弱以至于无味且环境友好的新式黄药将是未来黄药研讨的关键范畴。

面临日趋稀缺的铜矿资源,高效的运用贫、细、杂的铜矿石现已成为必然趋势。近年来,国内外选矿研讨人员,对杂乱难选的硫化铜矿进行了广泛研讨,研讨开发了一些高效的新式捕收剂,并得到工业运用,发明了巨大的经济价值,对一些旧的浮选工艺进行了改造,运用愈加合理的新工艺,进步了资源运用率。依据药剂与矿藏的效果机理来研发高效、低毒、高挑选性的新式黄铜矿捕收剂和研讨新式工艺流程进步有用矿藏收回率和多金属矿藏的别离功率,然后完成现有资源的充分运用应得到越来越广泛的注重。

 

 
 
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