低碱度铜硫分离新工艺的工业应用

低碱度铜硫分离新工艺的工业应用
作者: 黄崇惠,刘建国,尹启华,欧乐明,冯其明,陈建华, 矿产保护与利用
低碱度铜硫分离新工艺的工业应用黄崇惠刘建国尹启华欧乐明冯其明陈建华（德兴铜矿，江西德兴 ，３３４２２４）（中南工业大学，长沙，４１００８３）摘要低碱度铜硫分离新工艺在德兴铜矿大山选矿厂试验成功，并使后续硫浮选成为可能。详细介绍了低碱度铜硫分离新工艺的生产应用情况，说明了低碱度工艺比石灰高碱度工艺容易实现铜硫分离的技术特点；对生产应用中存在的问题和解决方法进行了分析讨论。关键词低碱度ＣＴＰ抑制剂铜硫分离硫浮选工业应用大山选矿厂传统的铜硫混合精矿浮选分离方法是采用加入大量石灰，形成高碱度矿浆环境抑制黄铁矿，实现铜硫分离。但正是由于加入大量石灰而产生了许多有害的后果：石灰制乳、添加困难，管道结垢；伴生金、银、钼等不能有效地富集到铜精矿中。德兴铜矿大山选矿厂选铜时加入了大量的石灰，导致后续浮选硫无法进行。相对于添加石灰的高碱度铜硫分离工艺，中南工业大学矿物工程研究所研究了一种新型小分子有机抑制剂，可降低矿浆碱度。１９９５年１～７月，中南工业大学与德兴铜矿在大山选矿厂共同完成了低碱度铜硫分离新工艺的小型试验和工业试验研究。工业试验指标为：用新药剂ＣＴＰ５４．４６ｇ／ｔ，石灰单耗降低３．７３ｋｇ／ｔ，铜精矿品位２５．１１％，铜硫分离作业铜回收率９７．４１％；选硫作业给矿硫品位为８．２３％，获得硫精矿品位４３％，作业回收率９１．０２％；同时，金、银、钼在铜精矿中的回收率较石灰工艺都有较大幅度的提高。工业试验后，为了使该项成果尽快转化为生产力，于１９９６年元月份开始在德兴铜矿大山选矿厂前、后两系统同时推广低碱度铜硫分离新工艺。并于六月份进入正常的生产阶段。现在不仅生产出合格的硫精矿，而且铜、硫、金、银、钼等有价元素的回收率都有所提高，同时大幅度地降低了铜硫分离的石灰用量，低碱度铜硫分离新工艺在德兴铜矿大山选矿厂得到了成功的应用。１原矿性质与工艺流程１．１原矿性质德兴铜矿属特大型斑岩铜矿，矿石类型以细脉浸染型硫化矿为主。铜矿物以黄铜矿为主，其次为黝铜矿、砷黝铜矿、铜蓝、辉铜矿、蓝辉铜矿等，斑铜矿含量极少。硫矿物以黄铁矿为主，其次为极少量的磁黄铁矿。钼的独立矿物为辉钼矿。金的独立矿物主要为自然金，其次为银金矿。脉石矿物主要有石英、绢云母、绿泥石、绿帘石、水白云母及硫酸盐类矿物等。黄铜矿多不规则嵌布于脉石矿物中；其次呈脉状或网状嵌布于黄铁矿或脉石矿物中，有时黄铜矿呈星点状浸染于脉石中或包裹于黄铁矿中，嵌布粒度很细。黄铁矿呈它形、半自形晶粒，以浸染状或细脉状分布于脉石中，粒度为０．１～０．３ｍｍ，少量可达５ｍｍ。１．２工艺流程大山选矿厂设计的工艺流程为Ⅰ段铜硫混合浮选、粗精矿再磨、Ⅱ段铜硫分离、Ⅱ段选铜尾矿再选硫。采用低碱度铜硫分离新工艺以前，由于Ⅱ段铜硫分离需要加入大量的石灰形成矿浆高碱度环境（ｐＨ值大于１２．５）以及Ⅱ段铜硫分离需要很高的磨矿细度（－７４μｍ占９５％），使选铜尾矿无法选硫。采用低碱度工艺后，成功地实现了选铜尾矿中硫的回收。工业应用现场生产流程如图１。图１低碱度铜硫分离工艺流程该流程的特点在于：针对Ⅰ段铜硫混合粗精矿，以新药剂ＣＴＰ代替部分石灰，控制矿浆ｐＨ值在１０左右，经一粗二精二扫得铜精矿（同时提高了金、银、钼在铜精矿中的回收率），选铜尾矿经浓缩后，用活化剂ＤＺ－１活化黄铁矿，加黄药捕收并以丁铵黑药作为辅助捕收剂并稳定矿化泡沫可实现硫的浮选，生产出合格的优质硫精矿。２工业应用２．１新药剂ＣＴＰ用量与石灰用量新药剂ＣＴＰ添加的主要作用是减少铜硫分离作业的石灰用量，降低矿浆ｐＨ值，同时有效地抑制黄铁矿。小型试验及工业试验表明，ＣＴＰ可部分取代石灰，而大山选矿厂石灰耗量一直在８ｋｇ／ｔ以上。随着前后两系统的投产，在采用石灰工艺的情况下，每天需要４００多ｔ石灰，给石灰的乳化及供应带来了困难，还需投入２００多万元增建石灰乳化系统。使用低碱度铜硫分离工艺后，大山选矿厂石灰供应和石灰制备影响生产的情况基本得以缓解。大山选矿厂历年石灰单耗及１９９６年ＣＴＰ用量与石灰用量情况见表１。表１大山选矿厂历年石灰及ＣＴＰ用量项目１９９２～１９９５年平均１９９６年１～８月１９９６年６～８月石灰单耗（ｋｇ／ｔ）８．２３６５．６２４４．１１ＣＴＰ单耗（ｇ／ｔ）－３９．３４５．５３从表１可以看出，１９９６年１～８月份，石灰单耗比未用ＣＴＰ时降低２．６１２ｋｇ／ｔ，按大山选矿厂日处理原矿５万ｔ计，每天可减少石灰消耗１３０．６ｔ，大大缓解了石灰供应的矛盾；特别是进入正常生产的６～８月份，石灰用量稳定在４ｋｇ／ｔ左右，超过了工业试验指标。２．２低碱度工业生产铜指标大山选矿厂历年铜选别指标如表２所示。该厂铜选别指标一直比较低，主要原因是大山选矿厂处理的矿石中有一部分为北山高氧化矿，在现有工艺条件下，Ⅰ段混合浮选对氧化矿的回收差，导致Ⅰ段混合浮选铜回收率低，而Ⅱ段铜硫分离由于磨矿细度－７４μｍ在９５％以上，单体解离度高，铜回收率在９７．５％左右。氧化率对大山选矿厂铜的回收影响较大，但１９９６年１～８月份原矿氧化率７．６８％，１９９５年处理的矿石氧化率７．８０％相近，但其粗选、精选铜回收率分别高０．２５％和０．０２％，可以看出采用低碱度铜硫分离工艺对浮铜有利。表２大山选矿厂历年铜选别指标（％）年份氧化率原矿品位精矿品位作业回收率粗选精选１９９１４．６００．５２３２２．９８８４．２６９７．６４１９９２３．５２０．４９５２３．７１８７．７８９７．７１１９９３４．４６０．４８０２３．６０８６．１３９８．０８１９９４５．３７０．４６２２４．１１８４．１７９７．４８１９９５７．８００．４５０２４．１０８３．０４９７．２９１９９６７．６８０．４６９２４．４７８３．２９９７．３１２．３低碱度工艺对金、银、钼指标的影响金、银、钼在大山选矿厂不能作为独立产品，而在铜精矿中回收，其回收率的高低除与选铜指标有关外，还与浮选作业矿浆碱度有关，碱度高，金、银、钼回收率会有所降低，而低碱度铜硫分离新工艺所采用的新药剂ＣＴＰ对铜、金、银、钼无抑制作用，因此更有利于金、银、钼的回收。采用低碱度新工艺后，１９９６年大山选矿厂金、银、钼回收率明显高于泗洲选矿厂（见表３）。表３大山与泗洲选厂１９９６年金、银、钼选别指标选厂处理量（ｔ）原矿品位（ｇ／ｔ）回收率（％）金银钼（％）金银钼泗洲６２９６３２８０．２２６４０．９３０．００９４６１．２７５９．４６５１．８６大山９０６３７７７０．２６４５０．９５０．００７７６４．６５６５．６８５６．２１２．４选硫指标大山选矿厂在使用石灰工艺进行铜硫分离时，由于选铜尾矿含硫低（８％以下），粒度细（－７４μｍ占９５％以上）、浓度小，曾采用各种方法选硫，均未成功；采用低碱度工艺后，不仅提高了选铜段各种元素的综合回收率，而且选铜尾矿中硫的含量达到１０％以上，矿浆ｐＨ值也控制在１０以下，为浮选选硫创造了条件。表４为大山选矿厂１９９６年硫生产指标。表４表明，采用低碱度新工艺产出了合格硫精矿，充分体现了低碱度新工艺在铜硫分离及选硫中的优势。６～８月份选硫作业回收率稳步提高，说明新技术在实用中有一个随操作人员适应而逐步完善的过程。表４大山选矿厂１９９６年６～８月份选硫生产指标月份处理量（ｔ）给矿品位（％）精矿量（ｔ）精矿品位（％）作业回收率（％）６１２２７７．１１６．８６２５８１．８４２．０３５２．４３７１８０８１．８１０．０１３１１６．７３６．１１６２．２０８１６１４１．１９．８８３７０３．９３５．６０８２．７０∑４６５６０．０１１．７７９４０２．４３７．５４６４．５０３存在的问题及对策１９９６年大山选矿厂使用低碱度铜硫分离新工艺的情况说明，低碱度铜硫分离新工艺是成功的。目前存在的问题主要表现在以下两个方面：（１）铜硫混浮的影响。由于大山选矿厂处理原矿性质变化大，处理北山矿（特别是表层矿）时，原矿含泥多、硫低、氧化率高；处理南山矿时，原矿含硫高。大山选矿厂在处理不同矿体的矿石时混合精矿指标波动大，给铜硫分离造成很大影响。（２）石灰的控制问题。由于在采用新工艺实现铜硫分离时需要一定的碱度（ｐＨ９～１０），因此尚需补加少量石灰调节矿浆ｐＨ值。但是，由于受石灰质量和操作条件的影响，石灰添加量往往偏大，不仅影响了低碱度新工艺的应用效果，而且给选铜尾矿回收硫造成了很大的困难。针对上述问题，为了更好地发挥低碱度工艺的技术优势，首先应加强生产管理，在采场解决原矿问题，充分发挥矿点预报的作用，选矿厂根据矿石性质及时调整工艺操作条件和药剂制度，为铜硫分离提供稳定的原料；其次对石灰制乳和添加系统进行完善，使石灰的添加量得到有效控制。经过一段时间的实践，大山选矿厂对石灰添加系统进行了多次改进，取得了明显的效果。４结语低碱度铜硫分离新工艺在大山选矿厂的应用，不仅能部分取代石灰，降低石灰用量以及铜硫分离作业的矿浆ｐＨ值，而且有利于铜及伴生元素的回收，也使浮硫成为可能。生产实践证明低碱度铜硫分离新工艺是成功的。ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＮＥＷＴＥＣＨＮＩＱＵＥＦＯＲＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮＯＦＣｕＳＩＮＬＯＷＢＡＳＩＣＩＴＹＭＥＤＩＵＭＨｕａｎｇＣｈｏｎｇｈｕｉ，ＬｉｕＪｉａｎｇｕｏ，ＹｉｎＱｉｈｕａｅｔ．ａｌＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｎｅｗｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｓｂｅｎｔｅｓｔｅｄｓｕｃｅｓｆｕｌｙｉｎＤａｓｈａｎＰｒｏｃｅｓｉｎｇＰｌａｎｔ，ＤｅｘｉｎｇＣｏｐｐｅｒＭｉｎｅ，ｓｏｔｈｅｓｕｌｐｈｕｒｆｌｏｌａｔｉｏｎｆｏｌｏｗｅｄｕｐｉｓｏｆｐｏｓｓｉｂｌｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｎｅｗｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｒｅｄｗｅｌｔｏｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｎｅｗｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃａｎ