铜矿与铜钼矿的浮选实践

12.4 铜矿与铜钼矿的浮选实践

选矿厂的药剂制度和流程的选择通常由以下因素决定：矿石的性质和矿物结构、矿物类型、脉石矿物的浮选行为、矿石中黄铁矿的含量和赋存状态、矿石中的粘土矿物。

许多出产斑岩铜矿的矿山(例如：智利、美国亚利桑那州)的选矿流程都非常相似（不考虑矿石性质的差异）。例如，大部分智利选矿厂的选矿流程都惊人的相似，尽管各个矿山的矿物结构不同，但在过去的二十年里，各个选厂的药剂制度上几乎没有变化[4]，这也导致了选矿工艺指标的下降。全世界许多选矿厂的实践都证实矿石矿物结构的变化会导致工艺指标的变化，尤其在矿石品位下降时，这一现象更加明显。许多实例证实，这些选矿厂的工艺指标是不准确的，主要有以下两个原因：

·为了节约成本，许多公司的实验室或是关闭或是规模减少到最小，因此选矿厂支持的实验室根本不存在或者没有能力来解决选矿厂工艺指标下降的问题。·在现代矿物加工领域，人们将重点放在发展与应用新的大型设备上，例如浮选柱、大型浮选设备以及大型磨矿设备。大型的浮选槽（或其他设备）不是为了改进冶工艺指标，而是为了降低资金成本和运行成本设计的。实际上，还没有确切的依据可以证实大型浮选槽（100 m3）与浮选能力之间存在联系。到目前为止，我们只是知道使用大型浮选设备，每平方米浮选的精矿量要比小型浮选槽低几倍。

然而，与先进的设备相比，药剂制度的发展速度要慢很多。因此，选矿设

备的发展与选矿化学的发展之间存在很大差距。

需要注意的是，大多数选矿厂铜矿和铜钼矿的处理量都非常大，一般日处理量在20,000到150,000吨之间，因此他们的重点都放在粗磨而不是细磨工艺上。此外，没有专门的捕收剂来捕收粗磨的中粒矿物。但是，我们可以将药剂制度和设备运行控制相结合来捕收中粒矿物。在实际生产中，恰当地选择调整剂、捕收剂、起泡剂，并适当调整运行参数（例如：pH值、矿浆浓度等）是选矿流程选择的重要条件。

12.4.1 磨矿对选矿工艺的影响

在许多老式矿山中，一般使用棒磨机/球磨机进行磨矿，但是现在的发展趋势是将传统磨矿流程变成半自磨机/球磨机配置流程。所有的新型矿山都使用半自磨机/球磨机流程。如图12.3展示的就是典型的半自磨机/球磨机流程。有些矿山的半自磨流程配置不同于图12.3的流程，其流程的设计是根据矿石硬度决定的，如图12.4的流程中，半自磨机的功指数很高。这种流程设计旨在降低功率消耗，但是缺点是无法持续运转。

图12.3 典型的斑岩铜矿磨矿流程

（给料—半自磨机—旋流器—球磨机—旋流器—浮选）

图12.4 高硬度矿石的磨矿流程图，功指数在14-18之间（给料—半自磨机—筛分—旋流器—浮选

--破碎机—棒磨机/球磨机—旋流器—浮选）

表12.4 部分矿山的磨矿流程数据

选矿厂磨矿流程运行功指

数（公制）

磨矿参数

%＜74μm K80（μτm）

在大多数斑岩矿山中，矿石的硬度差别很大，斑岩矿石的功指数要比硫化矿石高很多，因此，尽管粗磨中存在大量的中粒矿石，磨矿的配置仍然是趋向于研磨粗颗粒矿石。一些磨矿流程的数据见表12.4。

在许多流程中，磨矿细度并不稳定，这种不稳定性受以下因素影响：

•矿石本身硬度的差异

•受粘土矿物影响，矿浆粘度升高，降低了矿石的可磨性和浮选效率

•流程控制缺陷

很明显，磨矿程度严重影响了工艺指标。或许主要原因是铜矿物的硬度不同，其可磨度也不同。从表12.4中的实际选矿数据来看，虽然平均磨矿粒度相对较粗，但事实上给料中40%-60%的铜矿粒度通常小于44μm。这是由于铜矿物的比重较重，旋流器分级时通常在沉砂中发现铜精矿，通常过磨。细粒铜矿的浮选率降低，有些铜矿物仍然是粗颗粒，这部分铜的平均回收率不到50%。图12.5给出了粒级与铜回收率的关系图。

许多选矿厂都出现类似趋势，表12.5列出了一些选矿厂浮选给料中铜的分布。表中还给出各个粒度区间内铜的释出分布。在浮选尾矿里流失的铜矿物的粒度一般在粗粒(＞200μm)到细粒(＜20μm)之间。

图12.5 不同精矿的铜收率与粒级

表12.5 Chuquicamata和El Teniente浮选给料中铜的粒度分布与释出分布

Chuquicamata浮选给料El Teniente Sewell浮选给料粒度原矿品位分布铜释出粒度原矿品位分布铜释出（微米）（微米）

12.4.2 斑岩铜矿和铜钼矿的浮选药剂制度

用于斑岩铜矿和铜钼矿的浮选药剂制度相对简单，一般以石灰作为调节剂，以黄原酸盐作为一段捕收剂和二段捕收剂。二段捕收剂的类型根据实际运行的不同而不同，通常包括：二硫代磷酸盐、硫醇、托萘酯、黄原酸盐等。

二段捕收剂的选择通常受很多因素影响，包括：(a)矿石中铜矿物的类型（例如单一铜矿物或多种铜矿物），(b)矿石中脉石矿物的构成，(c)粘土矿物是否存在，及其类型，(d)起泡剂的类型。

起泡剂的类型有许多种，许多选矿厂都使用两种或多种混合起泡剂，主要原因是因为受矿石中粘土矿物的影响，浮选时会出现干燥易碎的泡沫，矿物很难被浮走。而混合起泡剂就会解决这一难题。在某些实例中，醇类的起泡剂会产生易碎的泡沫，也很难从浮选槽中浮走。

调整剂的选择及其浮选效果

在许多选矿厂中，石灰用于调节pH值，在精选过程中也用于抑制黄铁矿，只有少数选矿厂采用其他黄铁矿抑制剂。大多数选厂的浮选pH值高于10，有些甚至超过11。这种高pH值不是用于抑制黄铁矿，而是作为起泡剂的调节剂。

实际上，与低pH值相比，较高的pH值可以为斑岩铜矿浮选带来更稳定的泡沫。

图12.6 PH值对铜矿粗选回收率的影响

在其他情况下，例如矿浆中存在可溶阳离子（例如Cu2+, Fe2+）时会促使pH 值升高，捕收剂的吸附作用增强。图12.6a显示矿浆中铜和铁的浓度以及铜回收率pH值的函数。

这种浮选效果是使用黄原酸盐+二硫代磷酸盐（黄药+黑药）作为捕收剂得到的。

通过大量选厂实验室的实验以及实际跟踪情况（PH值分别设定为[11, 12, 13]）得出，石灰的用量由以下两个主要因素决定：

·在不同pH值下铜矿的可浮性与其使用的起泡剂有关。在起泡剂不变的情况下，维持较低的pH值，铜的回收率可以显着提高。但是有些起泡剂需要较高的pH 值，这样可以使泡沫持久恒定。

·中等颗粒（例如＞200 m）矿物的可浮性可以通过增加pH值来提高。表12.6中给出了粒度大于150微米的铜回收率的PH值函数。