新型捕收剂KMC-1浮选分离某铜钼矿试验研究_张琳.pdf

矿物加工工程新型捕收剂 KMC-1 浮选分离某铜钼矿试验研究张琳1,2,3，张晶1,2,3，简胜1,2,3，吕向文1,2,3，唐鑫1,2,31.昆明冶金研究院有限公司,云南 昆明 650031；2.云南省选冶新技术重点实验室,云南 昆明 650031；3.共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南 昆明 650031中图分类号：TD923+.13文献标识码：A文章编号：10010076（2023）01012008DOI：10.13779/ki.issn1001-0076.2023.01.012摘要为了查明新型捕收剂 KMC-1 对某铜钼矿铜钼分离的影响，通过浮选试验、筛分-水析的方法，对比了丁基黄药、AP、Y89（C6H13OSSNa）、异戊基黄药、丁铵黑药、KMC-1 等捕收剂对浮选指标的影响。研究结果表明：新型捕收剂 KMC-1 优于其他 5 种捕收剂，采用“铜钼混合浮选铜钼分离”工艺流程，可以获得产率 0.021%、钼品位 47.79%、钼回收率 89.14%的钼精矿和产率 1.85%、铜品位 29.87%、铜回收率 91.23%的铜精矿，钼精矿含铜 0.51%、铜精矿含钼 0.021%，铜钼互含较低，铜钼分离效果良好。捕收剂 KMC-1 可实现粗粒级条件下铜矿物及钼矿物的高效捕收，在较宽的粒级范围内，铜精矿铜品位及钼精矿钼品位较高。关键词铜钼分离；捕收剂；混合浮选 铜是我国重要的有色金属资源，属大宗紧缺矿产之一。我国又是铜消费量大国，其中大部分铜是从硫化铜矿精炼出来的1。我国铜矿资源具有“四多四少”特点2,3：贫矿多，富矿少；共伴生矿床多，单一矿床少；中小型矿多，大型矿少；难选矿多，易选矿少。据中国矿产资源报告（2021）4：2020 年我国铜储量为2 701.30 万 t，主要分布在西藏、江西和云南三个省（区）。我国铜矿的可采储量仅占世界可采储量的2.96%，但精炼铜产量为世界第一。2020 年，我国保持世界主要精炼铜生产国地位，产量达 1 002.5 万 t，远超其他国家，产量占比约为 42%。同时，中国又是铜矿资源需求大国，虽然产量较高，但是需求量更大，铜的对外依存度很高。因此提高铜矿资源综合利用率，将提升我国在铜矿资源方面的竞争力。钼也是一种重要的工业材料，2020 年我国钼储量为 373.61 万 t4，我国钼矿探明储量虽多，但其品位与世界主要钼资源国相比显著偏低，多属低品位矿床。硫化铜钼矿是获得铜金属和钼金属的主要来源之一，主要存在于斑岩型铜矿与矽卡岩型铜矿床中5，斑岩型铜矿床或多或少地伴生有辉钼矿，因此需同时考虑铜和钼的回收。铜钼矿石一般采用选矿分离以期得到合格的铜、钼精矿。铜钼矿选矿分离常规浮选工艺主要包括等可浮浮选流程、优先浮选流程和混合浮选分离浮选流程以及分支浮选流程等3,6。选别的关键是铜、钼、硫多金属矿石的分离与富集，即铜、钼的富集与硫的抑制。由于铜钼矿中铜、钼品位较低，一般采用混合浮选富集然后再进行分离，因此捕收剂的选择至为关键，既要对铜钼有良好的捕收性，而不捕收黄铁矿，同时又能易于实现铜钼分离7,8。铜钼硫化矿的捕收剂种类比较多，常规药剂有非极性油类、丁基黄药类、乙基硫氮脂类、丁基铵黑药、苯胺黑药、Z-200 等9-12。由于铜钼矿中铜、钼都具有良好的可浮性，得到铜钼粗精矿很容易，如何从铜钼精矿中分离出铜精矿和钼精矿依旧是后续分选的关键问题。因此，寻找合适的捕收剂，在铜钼混选阶段获得高质量铜钼精矿可为后续铜钼分离奠定良好的技术基础。本文选用 6 种代表性捕收剂进行浮选试验研究，根据捕收剂的特点分别考察各自的捕收特性，查明不同捕收剂在铜钼混选中对铜钼回收的影响，尽可能地挑选出效果比较好的捕收剂提高进入铜钼分离的铜钼混合精矿铜、钼品位，保证后续铜钼有效分离。收稿日期：2022 04 24基金项目：云南省科学技术厅基础研究专项-重点项目（202201AS070054）作者简介：张琳(1991)，女，硕士研究生，助理工程师，主要从事浮选工艺研究，E-mail：。通信作者：张晶(1985)，女，硕士研究生，高级工程师，主要从事选矿技术管理工作，E-mail：happy-。第 1 期矿产保护与利用No.12023 年 2 月Conservation and Utilization of Mineral ResourcesFeb.20231试验材料及方法1.1矿石性质试验样品取自云南某铜钼矿，矿石中主要铜矿物为黄铜矿，微量斑铜矿和砷黝铜矿等；钼矿物主要为辉钼矿，未见氧化钼矿物；其他金属硫化矿物主要有黄铁矿，少量磁黄铁矿、毒砂、闪锌矿；脉石矿物主要为长石，其次为石英、黑云母、白云母、绿泥石等。原矿化学多元素分析结果见表 1，铜物相分析结果分别见表 2。从表 1 和表 2 可知，矿石中主要有价元素为铜、钼，品位分别为 0.53%、0.012%。通过对该矿石的铜物相分析可知，绝大部分的铜以硫化物形式存在，说明该矿石为典型的硫化矿。镜下观察，黄铜矿呈他形粒状，粒度变化大。部分集合体星散状分布于脉石矿物颗粒间（见图 1a），部分粒度极细的黄铜矿被石英等包裹。部分黄铜矿沿矿石裂隙或矿物裂隙、解理缝进行充填（见图 1b），黄铜矿与磁铁矿、黄铁矿、辉钼矿连生，或相互包裹。黄铜矿的粒度一般在 0.060.2 mm，最大为 0.8 mm，最小为 0.002 mm 左右。多数黄铜矿嵌布特征对铜的回收较为有利，少量细粒（粒径0.02 mm）黄铜矿稀疏浸染状分布于矿石或被石英、长石等包裹，对铜的回收有一定影响。镜下观察可见，钼矿物为辉钼矿（0.018%），辉钼矿呈片状(见图 1c)，他形粒状，多数为集合体片状嵌布于脉石矿物颗粒间，部分与黄铜矿、黄铁矿连生，部分包裹于黄铜矿、黄铁矿中(见图 1d)。粒度悬殊较大，片状辉钼矿粒度在 0.10.2 mm 之间，细粒辉钼矿粒度0.01 mm，对钼的回收有一定影响。1.2试验药剂铜钼混合浮选流程：采用石灰为调整剂，HCCL为起泡剂，捕收剂包括丁基黄药、AP、Y89（C6H13OSSNa）、异戊基黄药、丁铵黑药、KMC-1，药剂均为工业级。其中，黄药3,11是最常用的硫化矿捕收剂。丁基黄药、表 1 原矿化学多元素分析结果/%Table 1 Results of chemical multi-element analysis of raw ore成分CuMoFeSMgOSiO2Na含量0.530.0123.470.892.0662.171.74成分ZnPbCaOAl2O3Au*Ag*含量0.0170.051.7712.930.101.29注：*代表含量单位为g/t。表 2 铜物相分析结果/%Table 2 Results of copper phase analysis元素物相胆矾 游离氧化铜 结合氧化铜 硫化铜 其他铜总铜含量0.010.0150.0130.480.0120.53分布率1.892.832.4590.572.26100.00 图 1原矿显微镜下观察图Fig.1 Observation diagram of raw ore under microscope第 1 期张琳，等：新型捕收剂 KMC-1 浮选分离某铜钼矿试验研究 121 Y89（C6H13OSSNa）、异戊基黄药是不同碳链结构的黄药；丁铵黑药9对硫化矿中的伴生金、银回收有明显捕收效果，且选择性较好；HCCL14-15为醇类起泡剂，与松醇油相比，泡沫黏度低，有利于混合精矿分离；AP3,17,17 是北京矿冶研究总院研制的一种高选择性捕收剂，对硫化铜矿物具有良好的选择性和捕收能力，而对硫捕收能力弱，已在德兴铜矿成功应用；KMC-1是昆明冶金研究院自主研发的新型铜捕收剂，是一种烃油类不同比例复配的捕收剂，透明液体溶剂，水溶性好，选择性强。铜钼分离流程：采用硫化钠为铜抑制剂，水玻璃和氟硅酸钠为脉石抑制剂和分散剂，煤油为捕收剂，药剂均为工业纯药剂。其中，硫化钠不仅是铜抑制剂，还可以吸附在硫化铜矿石表面的疏水膜还原解吸具有脱药作用18。氟硅酸钠作为铜钼分离抑制剂已在某铜矿选厂使用16,19，主要用于脉石抑制和矿泥分散；水玻璃是浮选中常用的分散剂，研究表明20，水玻璃对硅酸盐等脉石矿物具有一定的抑制效果，铜钼分离时加入一定量的水玻璃有利于降低钼精矿杂质含量，还可以提高辉钼矿的回收率。1.3试验方法（1）浮选：每组试验称取 500 g 矿样，装入磨机中磨至所需要的细度，磨矿质量浓度恒定为 55%，再将矿浆转移至 1.5 L 浮选机中进行粗扫选，粗精矿在小型棒磨机再磨后矿浆再转移至 1 L 浮选机中进行第一次精选，后续精选在 0.5 L 浮选机中进行。试验结束后对产品进行过滤、烘干及称重，化验分析后处理数据。（2）筛分-水析：取 100 g 左右待检测矿样，用 200目标准筛进行粒度筛析，将+0.074 mm 筛上产品混匀、缩分、送检化验；0.074 mm 筛下产品与一定比例的水混合成矿浆充分润湿后，采用 BXF 旋流粒度水析仪进行测定，水析出不同粒级样品，对产品进行过滤、烘干及称重，送检化验分析。（3）工艺流程：由于原矿铜、钼品位低、共伴生严重、嵌布粒度细、铜硫矿物连生体较多。前期经详细上的探索试验，等可浮浮选流程、优先浮选流程等均未能取得较理想的浮选指标，本次试验最终确定采用“铜钼混合浮选铜钼分离”的工艺流程。铜钼混合浮选粗选条件：石灰 200 g/t，HCCL 20 g/t，控制变量，探索磨矿细度、捕收剂种类及用量的最佳参数。混合浮选试验流程如图 2 所示。2试验结果及分析2.1选矿试验研究2.1.1磨矿细度试验磨矿细度试验采用一次粗选浮选流程，在石灰200 g/t，捕收剂异戊基黄药 100 g/t，起泡剂 HCCL 20 g/t的条件下，考察了磨矿细度对铜钼浮选的影响。试验结果如图 3 所示，随着磨矿细度的增加，混合精矿中钼品位及回收率基本不变，混合精矿中铜品位和铜回收率呈先增加后下降的趋势，当磨矿细度为0.074 mm 占 55%时，混合精矿铜品位和回收率最高，因此确定适宜的磨矿细度为0.074 mm 占 55%。45505560657075808590950123456789107075808590回收率/%品位/%-0.074 mm含量/%铜品位钼品位铜回收率钼回收率图 3磨矿细度试验结果Fig.3 Results of grinding fineness test 2.1.2不同捕收剂对比试验不同捕收剂对比试验采用一次粗选浮选流程，在磨矿细度为0.074 mm 占 55%，石灰 200 g/t，捕收剂100 g/t，起泡剂 HCCL 20 g/t 的条件下，选取了丁基黄药、Y89、异戊基黄药、AP、丁铵黑药及 KMC-1 等 6种捕收剂，考察不同捕收剂对铜钼混合浮选的影响。试验结果见图 4。试验结果可知，采用丁铵黑药和黄药系列捕收剂，混合精矿铜品位较低，且丁黄药、异戊基黄药及 Y89，原矿尾矿磨矿细度:变捕收剂:变HCCL:20混合粗选431HCCL:103HCCL:53石灰 20011精选1精选24333扫选1扫选2捕收剂:变捕收剂:变中矿1中矿2中矿3中矿4捕收剂:变HCCL:2精矿药剂单位：g/t31磨矿细度:变图 2铜钼混合试验流程Fig.2 Experimental flowsheet of Cu-Mo bulk flotation 122 矿产保护与利用2023 年随着碳链的增长，捕收能力增强，选择性变差。采用捕收剂 AP，精矿铜品位较高，但混合精矿中铜回收率偏低，说明 AP 也不适应于该铜钼矿；采用捕收剂 Y89与 KMC-1 混合精矿中铜回收率与钼回收率都比较高，但是 KMC-1 作为捕收剂时，混合精矿中铜品位及钼品位比较高。从选择性和捕收能力综合来看，KMC-1 更好。为了进一步考察 6 种不同捕收剂作用所获得的混合精矿粒度分布情况。将试验得到的混合精矿通过筛分-水析的方法进行粒度筛析，结果见图 5、图 6。由图 5、图 6 可以看出，通过粒级品位的比较，KMC-1 的捕收性