磁黄铁矿与黄铜矿浮选分离研究进展.pdf

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第9卷第6期矿业工程2011年12月MiningEngineering29磁黄铁矿与黄铜矿浮选分离研究进展邱显扬马先峰h何晓娟罗传胜(1．广州有色金属研究院，广东广州510651；2．中南大学，湖南长沙410O83)摘要：介绍了磁黄铁矿与黄铜矿的矿石性质，并联系生产实践总结了二者分离的难点；根据国内外相关工业应用及研究进展，从药剂研发和生产实践两个角度简述了磁黄铁矿与黄铜矿浮选分离的研究现状，并进一步提出未来的发展方向。关键词：磁黄铁矿；黄铜矿；浮选；分离中图分类号：TD923文献标识码：A文章编号：1671—855O(2011)06—0029-03磁黄铁矿分子式为Fe一S，其中X可视为铁0引言原子亏损的程度(一般认为X一0～0．223)，铁、黄铜矿是主要的铜矿物形式，而磁黄铁矿等硫硫原子比例的变化导致磁黄铁矿晶体结构的改变，铁矿是其常见的伴生矿物。磁黄铁矿没有固定的化常见的有单斜和六方两种晶系。x：==0时，即铁原学组成，其晶体结构主要有六方晶系和单斜晶系两子未出现亏损，为理想的FeS，Fe：S一1：1，它种形式。不同晶系的磁黄铁矿在可浮性和磁性上差只见于陨石中的陨硫铁；而x>0．13的磁黄铁矿自异较大，而实际矿石中往往都是两种晶系的混合然界中也很少出现。1964年查彭特(Carpenter)物，二者比例在不同矿山、采区和采矿深度都不尽等_l2通过广泛的采集样本和测定发现，六方磁黄铁相同。这种复杂多变的性质给实际生产的稳定性带矿铁原子摩尔分数为47．8～47．0，即X一来较大影响。加之磁黄铁矿表面极易氧化，这会进0．084~0．113；单斜磁黄铁矿铁原子摩尔分数为一步影响其分离浮选。因此，磁黄铁矿与黄铜矿的47．0～46．5，即x一0．113～0．131，并认为铁分离一直是个难题。摩尔分数在±50．0～±48．0之间(即x一0～不管是从经济价值还是环保需要来考虑，矿山0．077)的磁黄铁矿在自然界中不存在，仅见于人企业现在日益重视硫铁矿资源的综合回收，“重压工合成矿物中。强拉”并将硫铁矿丢弃的做法日益凸显其劣势。新不同晶体结构的磁黄铁矿选别性质有很大差型硫铜矿捕收剂和硫铁矿抑制剂的研究、电位调控异。六方磁黄铁矿的可浮性较差，磁性也极弱；单浮选技术的应用等有望改变这一状况，实现磁黄铁斜磁黄铁矿的可浮性好、磁性强，属铁磁性矿物。矿与黄铜矿的有效分离和综合回收。而自然界中的磁黄铁矿70都是两种晶系的混合体_3]，且二者比例在不同矿山、采区和采矿深度都1磁黄铁矿与黄铜矿性质及浮选分离难点不尽相同，使得用单一的浮选或磁选方法都难以将1．1磁黄铁矿的性质其与黄铜矿有效分离。根据生产经验[1]，磁黄铁矿通常是干扰黄铜矿磁黄铁矿另外一个重要特点是易氧化。据报道浮选的主要因素，磁黄铁矿含量的多少与黄铜矿结在相同条件下，磁黄铁矿的氧化速度是黄铁矿的合的紧密程度决定了该矿石分选的难易程度。因20～100倍。华南理工大学蔡美芳等【4从环保角度此，在研究磁黄铁矿与黄铜矿分离之前，有必要先出发，对磁黄铁矿的氧化机理进行了较全面的论充分了解其矿石性质。述。表面氧化的～个直接结果是影响其分选行为：磁黄铁矿在一定限度内氧化生成FeSO和Fe收稿日期：2Ol1—05—11(SO)。时有单质硫产生，但泥化后其比表面积大，作者简介：邱显扬(1957一)，男，广东普宁人，广州有色金属研究院教授级高工，硕士研究生导师，主要从事选矿技术研究及科技易严重氧化，从而在表面生成Fe(OH)。和FeO管理工作。(oH)亲水层，可浮性下降。矿浆中氧气被消耗 30矿业工程第9卷第6期则又会影响其他硫化矿的捕收J。表。前者为酸性条件捕收剂，而后者则在中性和弱1．2黄铜矿的选别性质碱性条件下才有效。它们是硫化铜和金银矿物的有黄铜矿是自然界中自诱导可浮性和捕收剂诱导效捕收剂。可浮性最好的矿物之一。研究结果表明l6]，在目前——新型硫醇类捕收剂为硫醇衍生物硫醚类捕的浮选控制条件下，黄铜矿在广泛的矿浆pH值和收剂，消除了低级硫醇的臭味，在冷水中能溶解，矿浆电位范围内具有良好的可浮性。在硫化矿物的它们对铜矿物的捕收选择性优于黄药，有工业应用优先浮选和混合精矿的浮选分离研究中，黄铜矿都前景。是作为疏水泡沫产品被优先浮选回收。——新型硫氮类有二硫代氨基甲酸一a一羰基1．3磁黄铁矿与黄铜矿浮选分离的难点丁酯及二硫代氨基甲酸一a一羰基乙酯等，其浮选通过上述矿石性质结合实际生产经验，总结出指标高于丁基黄药，也可减少石灰用量，效果良磁黄铁矿与黄铜矿浮选分离的难点是：1)磁黄铁好。矿性质多变。不同矿床和位置产出的磁黄铁矿性质——新硫胺酯(硫逐)。有烯丙基硫代氨基甲均有差异，不同晶系的磁黄铁矿在可浮性和磁性上酸异丁基酯(代号为Aero5100)和乙氧基羧基硫甚至会有截然相反的表现；2)磁黄铁矿易氧化和代氨基甲酸异丁基酯(代号为Aero5415)，用这泥化。一方面会降低磁黄铁矿的可浮性；另一方面些药剂与戊基黄药混用，对硫化铜等矿石进行浮选会大量消耗矿浆中的氧气，造成浮选环境变差。采试验指标较好。用短暂磨矿可使磁黄铁矿露出新鲜表面，改善其可2．2磁黄铁矿的抑制剂浮性，长时间与碳钢球接触则会降低磁黄铁矿的可从试验结果看L1]，新鲜表面的单斜晶系磁黄铁浮性；3)单斜磁黄铁矿可能产生磁团聚，对磁黄矿的可浮性近似于甚至优于黄铜矿，会与黄铜矿一铁矿的浮选产生不利影响。起上浮，影响铜精矿质量。因此在磁黄铁矿与黄铜矿的分离中，对磁黄铁矿的有效抑制是重要措施。2磁黄铁矿与黄铜矿分离药剂的发展磁黄铁矿的抑制剂有石灰类高碱抑制剂、非石灰无2．1黄铜矿的捕收剂机抑制剂、有机抑制剂等。浮选黄铜矿最常用的捕收剂是黄药类；其次是在磁黄铁矿与黄铜矿分离中，石灰是最常用的黑药类及酯类。黄药类捕收剂乙基、异丙基和丁基抑制剂，故将其与其他无机抑制剂分开表述。石灰黄药较普遍；黑药类捕收剂国外以黑药208、抑制效果好，可以获得较高的铜精矿品位和回收238、242为主，我国以甲酚黑药、丁钠黑药为率。但石灰对矿石中的铜、硫、金、银等矿物均有主；酯类捕收剂是近2O年来研究的硫化矿捕收剂，不同程度的抑制作用，不利于铜指标的进一步提它同常规药剂比较，具有选择性好、对某些矿物具高，尤其不利于伴生金、银等有价元素的综合回有专属性，这类药剂在我国工业生产中应用的有z收；选铜尾矿中的硫被强烈抑制，只有加入活化一200、酯一105、OSN一243及苯硫氨酯(代号剂，才能实现铜尾选硫，造成资源严重浪费，增加OSN一77)[川。了浮选成本_8]。黄铜矿新型捕收剂的研究多集中在如何提高铜其他的无机抑制剂主要有氰化物、SO(或亚矿物的浮选性能和伴生金银回收率。新型捕收剂具硫酸盐)、硫化钠、次氯酸钙、碳酸钠等。氰化物有3个特点，即对黄铜矿有高效的选择性捕收、在抑制效果虽然好，但因其剧毒易造成环境污染，现低pH条件下使用和成本低。目前新型捕收剂主要在极少使用。SO抑制能力虽然比NaCN弱，但其有：毒性小易被氧化生成SO。，废水易处理；用SO或——新型黄药类捕收剂：该捕收剂主要为Y一亚硫酸钠抑制过的矿物易被CuS0活化；SO(或89系列，具有长碳链和带支链的黄药类捕收剂，亚硫酸钠)对黄铜矿有擦洗、清洁表面的作用，更对硫化铜矿石中的铜和硫有强捕收性能，同时可提促进其分选效果。高硫化铜矿中伴生金银的回收率。刘润清等]研究发现，琉基类有机抑制剂中一——新型黑药类捕收剂以美国CYTEC工业公SH具有还原性、亲矿物性，能牢固地吸附在矿物司研制的二烷基单硫化磷酸盐和单硫代磷酸盐为代的表面，并借助其他基团如一COOH、一OH同矿 2011年第6期邱显扬等磁黄铁矿与黄铜矿浮选分离研究进展31物发生吸附，使矿物与药剂之间形成一层亲水膜，收率不佳，仅约45。广州有色金属研究院通过阻止黄药在矿物表面的吸附，增加了矿物表面的亲对其进行技术改造，采用优先浮铜锌一再磨一磁选水性，从而使矿物受到抑制。张芹等_】叩研究表明，一铜锌分离(铜锌尾矿浮硫)流程，与原指标相有机抑制剂RC对磁黄铁矿有抑制作用。比，铜回收率提高了0．66，硫品位提高了螯合剂类也是磁黄铁矿的有效抑制剂。雷克别5．29，硫回收率提高了42．04，同时石灰用量克等口研究认为，单用EDTA和TATE对磁黄铁降至原来的52．94。实践表明，在磁黄铁矿与黄矿的抑制较弱，但是它们与二氧化硫或SMBS(焦铜矿等的浮选分离中，合理地引入磁选作业可有效亚硫酸钠)联合使用可大幅增强对磁黄铁矿的抑制提高选别指标。作用。二乙烯三胺和三乙烯四胺(多胺)是很强的4结语螯合剂，当这种多胺存在时，磁黄铁矿表面吸附的黄药明显减少。要提高磁黄铁矿与黄铜矿浮选分离及综合回收效果，还需要在浮选药剂和选别工艺上做进一步的3磁黄铁矿与黄铜矿浮选分离实践研究：1)新型药剂的开发。从磁黄铁矿与黄铜矿磁黄铁矿与黄铜矿的浮选分离，一般采用抑硫浮选分离的难点来看，对硫化铜选择性好、效率浮铜的原则流程。在生产实际中，各铜硫矿山企业高，并能在高碱条件下有效的捕收剂，和低碱低钙和研究单位在充分了解各自矿石性质基础上，总结的磁黄铁矿抑制剂是未来研究的重要方向；2)分完善了适合自身实际情况的分选工艺。离工艺的优化。合理的中矿再磨、磁选工艺的应用大宝山矿业有限公司铜选厂磁黄铁矿含量高达等可以提高选别指标，并适应原矿中磁黄铁矿性质39．6，是较典型的磁黄铁矿型铜矿石，在磨矿细的变化；3)电化学调控电位浮选的研究。随着铜度为一74m占75，石灰用量5kg／t，pH9～10矿石资源的日益贫化，传统浮选方法愈来愈趋向强的条件下，采用腐植酸钠作抑制剂，DY一1、异丁抑制强捕收的方法，耗费大量药剂，电化学调控浮基黄药作捕收剂，2油作起泡剂，获得铜精矿品选技术的意义越来越显著。磁黄铁矿和黄铜矿都具位为16．11，回收率为8O．41的分选指标L1。有良好的自诱导浮选性能和各自的诱导浮选区间，四川里伍铜矿的主要金属矿物为磁黄铁矿可以通过调节矿浆pH和矿浆电位使其浮选分离；(Fe。．。S)和黄铜矿，在生产中发现，对于易浮磁4)微生物冶金方法的应用。微生物在硫化矿物表黄铁矿与黄铜矿的分离，采用一般的抑制剂石灰和面的生命活动和附着可以改变矿物表面性能，利用充气搅拌法难以奏效，而采用亚硫酸钠+石灰组合这一特性可以扩大不同矿物的表面性质差异，达到抑制剂，不仅使易浮磁黄铁矿被有效抑制，而且还浮选分离的目的。能促进黄铜矿浮游，获得理想的分离效果。参考文献：[1]祁忠旭．高硫难选铜矿石的研究[D]．中南大学硕士论文，江西某含铜磁黄铁矿l_1有用矿物为磁黄铁矿、2009．黄铁矿和黄铜矿，采用混合优先浮选流程，丁基黄[2]梁冬云，何国伟，邹霓．磁黄铁矿的同质多象变体及其选别性质差异[J]．《广东有色金属学报》，I997(7)：1～5．药作捕收剂，石灰、亚硫酸钠、硫酸钠作调整剂，[3]J．D．Miller，J．，J．C．Daviatz．AreviewofpyrrhotitefloatationchemistryinprocessingofPGMoresI-J]．获得铜精矿品位17．85，铜回收率72．84，硫MineralsEngineering，2005，18：855～865．精矿硫品位35．56，硫回收率90．089／6的指标。I-4]蔡美芳，党志．磁黄铁矿氧化机理及酸性矿山废水防治的研究进展[J]．《环境污染与防治》，2006(1)：58～61．大厂巴里选厂[15]原矿中磁黄铁矿含量高达[5]刘能云，邓海波，王虹．分离高硫磁铁矿中磁黄铁矿的研究38．5，用磁选脱除部分磁黄铁矿后，剩余部分的进展[J]．《有色矿冶》，2009(10)：17～20．[6]冯其明．硫化矿物浮选电化学[M]．长沙：中南工业大学磁黄铁矿对后续浮选作业影响极大。因此，在优先出版社，1992．I-7]朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理[M]．长沙：中南作业中采用硫酸锌和亚硫酸钠联合强烈抑制磁黄铁工业大学出版社，1987．矿、黄铁矿、铁闪锌矿；混浮作业则采用硫酸[8]李崇德，孙传尧．铜硫浮选分离的研究进展[J]．《国外金属矿选矿》，2000(8)：2～7．lO325g／t，硫酸铜869g／t，黄药1371g／t，2油[9]刘润清等．琉基类小分子有机抑制剂对复杂硫化矿物浮选行为的抑制机理[J]．《中国有色金属学报》，2006(4)：746386g／t，甚至添加柴油或机油促使硫化矿上浮。～751．广东某铜选厂原矿含铜0．51％、含硫[1O]张芹．铅锑锌铁硫化矿电化学浮选行为及表面吸附的研究[D]．长沙：中南大学，2004．18．75，原先采用混合优先浮选工艺，对硫的回[11]倪朝东等．第二届全国矿产资源综台利用会议．1998． 矿业工程第9卷第6期32MiningEngineering2011年12月优化碎矿干选系统稳定入磨矿石质量李忠林(河北联合大学，河北唐山063009)摘要：分析了庙沟铁矿原碎矿系统存在的问题，阐述了具体改进措施，并取得了较好的效果。关键词：碎矿；干选系统；优化中图分类号：TD926．2文献标识码：A文章编号：1671—8550(2011)06—0032—03生产管理过程中对精矿质量要求较高，随着选1碎矿干选系统存在问题比的增大，要求提高人磨矿石品位，以降低碎矿和——矿系统生产工艺。矿原系统采用典型的三选矿成本。段破碎、一段闭路筛分工艺。矿石经粗碎为0～2碎矿干选系统优化的必要性200mrn块矿，供给中碎。中碎生产0～75mm块矿经双层振动筛生产0～12mm的合格粒级供给磨——稳定人磨矿石质量的要求。随着2008年选车间，筛上产品经细碎后返回振动筛。中碎和细6月选厂改造完成，人磨矿石质量有所增加，针对碎后各安有干选作业以提高矿石入磨品位。庙沟铁矿矿体形态复杂、夹岩多、矿石性质差异一一干选系统存在问题：该统生产能力有限最大、矿石质量变化频繁等问题，必须采取措施稳定终造成入磨矿石品位降低。庙沟铁矿采出矿石品位入磨矿石质量；日趋下降、选矿比逐步升高，对矿石量的需求日益——降低选矿成本的要求。庙沟铁矿采出矿石品位日趋下降、选矿比逐步升高，对矿石量的需求增大，2009年综合选比为3．39t／t，2010年综合日益增大。2009年综合选比为3．39t／t，2010年选比预计为3．4t／t以上。主要原因是破碎矿石量为3．4t／t以上。造成生产中破碎矿石量供应不足，供应量增加，同时矿石中夹杂大量废石达不到完全同时低品位矿石中夹杂大量废石也给生产带来极大选别，所以会最终造成入磨矿石品位降低。浪费。收稿日期：201l—O7一O13碎矿干选系统优化作者简介：李忠林(1968一)，男(满族)，河北青龙人，河北联合大学，高级工程师。——优化干选系统生产工艺简介。在原碎矿干_．一◆+-．_◆一◆_◆·●-．_◆一◆-◆+-◆一◆-·-0◆-．-◆·El2]陈强，黎国进，黄火根．大宝山矿铜选厂磁黄铁矿型铜矿石[14]朱维成．EJ3．《化工矿山技术》，1994(3)：3O～31．选矿试验[J]．《南方金属》，2003(4)：17～19．[15]崔毅琦，童雄，周庆华等．国内外磁黄铁矿浮选的研究概况[13]邱允武．黄铜矿与易浮磁黄铁矿浮选分离的研究EJ3．《有EJ]．《金属矿山》，2005(5)：24～26．色金属》(选矿部分)，1991(6)：5～9．ResearchProgressinFlotationSeparationofPyrrhotitefromChalcopyriteQIUXian—yang，MAXian—feng，HEXiao-juan，LUOChuan-sheng(1．GuangzhouResearchInstituteofN0n—ferrousMetals。Guangzhou510651；2．CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：Orepropertiesofpyrrhotiteandchalcopyritearedescribedcomprehensively，andthedifficultiesintheirseparationaresummarisedonthebasisofproductionpractices．Accordingtotherelevantindustrialapplicationandresearchprogressbothhomeandabroad，theresearchstatusofflotationseparationofpyrrhotitefromchalcopyriteisbrieflyreviewedfromthepointofbothreagentdevelopmentandproductionpractice，andfuturedirectionofdevelopmentispresentedfurther．Keywords：pyrrhotite；chalcopyrite；flotation；separation