CN107350087A

CN107350087A - 一种铜铅硫化矿物的抑制剂及用其进行浮选分离的方法

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Publication number: CN107350087A
Application number: CN201710832883.6A
Authority: CN
Inventors: 焦芬; 覃文庆; 刘维; 王道委; 王云帆; 薛凯
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2017-11-17
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: CN107350087B

Abstract

本发明公开了一种铜铅硫化矿物浮选分离的新型组合抑制剂，由质量浓度为1％‑3％的三氯化铁溶液和质量浓度为8％‑10％的腐植酸类物质溶液混合组成，所述三氯化铁(FeCl₃)溶液和腐植酸类物质溶液的质量比例为1:(6～10)。并提供了一种铜铅硫化矿物的浮选分离方法，包括以下步骤：(1)对原矿进行磨矿；(2)将磨矿进行铜铅混合浮选；(3)浮选分离：将铜铅混合粗精矿进行脱药，然后加入三氯化铁(FeCl₃)溶液和腐植酸类物质溶液组成的抑制剂，再添加捕收剂、起泡剂，经粗选、精选和扫选作业得到铜精矿和铅精矿。本发明抑制剂应用到铜铅硫化矿分离中，能够降低精矿中的铜铅互含比例，提高精矿的品位；而且具有矿物回收率高、经济环保、选矿废水易于处理等优势。

Description

一种铜铅硫化矿物的抑制剂及用其进行浮选分离的方法

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，涉及一种铜铅硫化矿物的抑制剂及用其进行浮选分离的方法。

背景技术

黄铜矿和方铅矿是两种重要的有色金属资源，是国民经济建设的重要物质基础。由于黄铜矿和方铅矿具有相似的天然可浮性，在自然界矿床中，两者经常致密共生，相互包裹现象严重，再加上近些年来随着资源开采的加剧，贫、细、杂的资源特征日益凸显，造成了铜铅矿物浮选分离的难度加剧，开展铜铅硫化矿物的分离研究对于提高铜铅矿产资源的利用率，优化后续的冶金过程具有重要的意义。

在铜铅浮选分离工艺中，研究较多的浮选流程有：优先浮选铜矿物流程、铜铅矿物混合浮选-混合精矿浮选分离流程等，然而，无论使用哪种流程均会面临铜铅分离的问题。因此，选择合适的铜铅浮选分离抑制剂显得尤为重要。目前的抑制剂主要有重铬酸盐、氰化物、亚硫酸盐和CMC等。由于重铬酸盐和氰化物均为有剧毒的药剂，选矿废水难以处理，对生态环境和人体健康有很大的危害，应尽量不用或者少用；亚硫酸盐一般与硫酸锌配合使用，但是其量少抑制作用不充分，量多又会对方铅矿与黄铜矿都产生抑制；CMC一般与其他药剂组合来实现铜铅分离，但是分离效果不彻底，主要表现为铜、铅精矿中互含较为严重，造成矿厂蒙受经济损失和资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜铅硫化矿物的抑制剂及用其进行浮选分离的方法，以解决现有抑制剂存在的环境危害大、抑制效果不佳和铜铅分离效果不彻底的问题。

本发明提供的这种铜铅硫化矿物浮选分离的抑制剂，由质量浓度为1％-3％的三氯化铁溶液和质量浓度为8％-10％的腐植酸类物质溶液混合组成，三氯化铁(FeCl₃)溶液和腐植酸类物质溶液的质量比例为1:(6～10)。

优选的，所述腐植酸类物质为腐植酸、腐植酸钠和腐植酸钾中的一种或一种以上。

优选的，所述腐植酸类物质为腐植酸钠(C₉H₈Na₂O₄)。

优选的，所述三氯化铁(FeCl₃)溶液的质量浓度为2％，腐植酸类物质溶液的质量浓度为9％。所述三氯化铁溶液和腐植酸类物质溶液的质量比例为1:(6～8)。

作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种铜铅硫化矿物的浮选分离方法，包括以下步骤：

(1)对原矿进行磨矿；

(2)将磨矿进行铜铅混合浮选，得到铜铅混合粗精矿；

(3)浮选分离：将铜铅混合粗精矿进行脱药，然后加入三氯化铁(FeCl₃)溶液和腐植酸类物质溶液组成的抑制剂，再添加捕收剂、起泡剂，经粗选、精选和扫选作业得到铜精矿和铅精矿。

优选的，所述步骤(3)中浮选分离过程采用一粗、三精、二扫流程。

优选的，所述步骤(3)中粗选作业的药剂制度：铜铅混合粗精矿中添加活性炭800～1000g/t，搅拌6～10min；添加三氯化铁溶液75～100g/t，搅拌3～5min；添加腐植酸类物质600～800g/t，搅拌5～10min；添加乙硫氨酯(Z200)30～50g/t作为捕收剂，搅拌3～5min。

优选的，所述步骤(3)中精选作业的药剂制度：第一次精选作业添加三氯化铁溶液40～55g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质300～400g/t，搅拌3～10min；第二次精选作业添加三氯化铁溶液20～30g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质150～250g/t，搅拌3～10min；第三次精选作业添加三氯化铁溶液0～20g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质0～100g/t，搅拌3～10min，得到铜精矿。

优选的，所述步骤(3)中扫选作业的药剂制度：第一次扫选作业添加Z200 15～30g/t，2#油10～15g/t；第二次扫选作业添加Z200 10～15g/t，得到铅精矿。

本发明中所述的“g/t”是指药剂相对于原矿的添加量，如腐植酸钠的用量是600g/t，是指处理一吨原矿需要加入腐植酸钠600g。

本发明的技术原理：一方面，三氯化铁具有较好的水溶性，其在水溶液中发生溶解的同时电离出大量的三价铁离子，这些铁离子进入到浮选体系中可以有效地提高矿浆电位，在较高的矿浆电位下，铜铅混合精矿中铅矿物表面形成的一些疏水物质(捕收剂的铅盐PbX₂)，但PbX₂会发生氧化分解，形成亲水性的Pb(OH)₂和X₂等物质，在一定程度上降低了硫化铅矿物的可浮性。相对于硫化铅矿物，硫化铜矿物具有更强的电化学稳定性，其表面形成的疏水物质CuX₂在较高的矿浆电位条件下仍然能够稳定存在，所以硫化铜矿物仍然保持了疏水可浮性。另一方面，腐植酸类物质是一种天然有机高分子聚合电解质，其结构上含有羧基、酚羟基、甲氧基等众多的功能基团，具有离子交换、络合、表面活性等性质。腐植酸钠是一种以腐植酸为主要原料，通过碱提取获得的一种钠盐，腐植酸钠在硫化铜铅矿物浮选体系中，首先可以和矿物表面溶解出的金属离子(如Cu²⁺、Pb²⁺)发生络合作用，一定程度上消除了矿浆中的难免离子对浮选的影响，另外，腐植酸钠与硫化铅矿物发生化学吸附，形成一层亲水性的胶体薄膜罩盖在铅矿物的表面，增强其亲水性。与此同时，腐植酸钠和硫化铜矿物的作用相对较弱，通过控制腐植酸钠的用量，不会对铜矿物的疏水性产生太大的影响。最后，将三氯化铁和腐植酸钠两种药剂组合使用，可以发挥药剂之间的协同抑制作用，因为当腐植酸钠单独使用时，药剂消耗量大且抑制效果不明显，通过加入适量的三氯化铁，提高了矿浆的电位，而在较高的矿浆电位条件下，硫化铅矿物的表面还会发生一定程度的氧化，有利于促进腐植酸钠在铅矿物表面的吸附，增强选择性抑制效果。

与传统的技术相比，本发明具有的优势为：

(1)本发明将无机抑制剂三氯化铁和有机抑制剂腐植酸类物质按照一定的比例组合使用，可以发挥药剂之间的协同作用，该组合药剂可以有效的对硫化铅矿物选择性抑制，对硫化铜矿物影响较小，达到了铜铅分离的目的。

(2)本发明中的腐植酸钠是一种绿色环保型选矿药剂，成本低，可以生物降解，不会对现场生产人员的身体健康造成危害，同时它还可以吸附浮选溶液中的一些重金属离子，有效的降低了选矿废水的处理成本和处理难度。

(3)该组合药剂现场工艺操作简单，与传统的药剂制度相比，精矿产品的质量可以得到保证，可以提高资源的综合回收率，从而促进矿山企业实现清洁生产，提高企业的经济效益。

附图说明

图1为本发明抑制剂进行铜铅硫化矿物浮选分离的工艺流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在发明人的试验中，实验结果表明：三氯化铁(FeCl₃)溶液的质量浓度为2％，腐植酸类物质溶液的质量浓度为9％，三氯化铁(FeCl₃)溶液和腐植酸类物质溶液的质量比例为1:(6～8)时，铜铅硫化矿物的浮选分离效果更好。

本发明抑制剂在实际使用时先添加三氯化铁溶液，然后添加腐植酸类物质溶液。

在发明人反复的试验中，结果表明：所述腐植酸类物质为腐植酸钠(C₉H₈Na₂O₄)时，铜铅硫化矿物的浮选分离效果更好。

本发明一种铜铅硫化矿物的浮选分离方法，包括以下步骤：

(1)对原矿进行磨矿，得到预定细度的磨矿；

(2)将磨矿进行铜铅混合浮选，得到铜铅混合粗精矿；

优选的，所述步骤(1)中原矿经磨矿后细度至-0.074mm占75％～90％。

优选的，所述步骤(2)中铜铅混合浮选的药剂制度为：丁基黄药15～30g/t、Z20030～40g/t作为捕收剂；2#油15～30g/t为起泡剂；硫酸锌400～600g/t、硫化钠150～200g/t和碳酸钠500～600g/t作为抑制剂。

在发明人的试验中，实验结果表明：添加腐植酸类物质溶液后搅拌10min，有利于组合药剂与矿物充分作用，增强对方铅矿的抑制效果。

所述步骤(3)中浮选分离过程的优选方案：

粗选作业的药剂制度：铜铅混合粗精矿中添加活性炭800～1000g/t，搅拌6～10min；添加三氯化铁溶液75～100g/t，搅拌3～5min；添加腐植酸类物质600～800g/t，搅拌5～10min；添加乙硫氨酯(Z200)30～50g/t作为捕收剂，搅拌3～5min。

精选作业的药剂制度：第一次精选作业添加三氯化铁溶液40～55g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质300～400g/t，搅拌3～10min；第二次精选作业添加三氯化铁溶液20～30g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质150～250g/t，搅拌3～10min；第三次精选作业添加三氯化铁溶液0～20g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质0～100g/t，搅拌3～10min，得到铜精矿。

扫选作业的药剂制度：第一次扫选作业添加Z200 15～30g/t，2#油10～15g/t；第二次扫选作业添加Z200 10～15g/t，得到铅精矿。

在铜铅硫化矿物浮选分离过程中，使用硫酸调节矿浆pH为5.0～7.0时，铜铅硫化矿物的浮选分离效果更好。

以下是发明人在试验中的部分实施例：

实施例1

湖南某铜铅锌复杂多金属硫化矿，原矿中铜含量为0.34％，铅的含量为

1.23％，原矿品位较低，而且不同的矿物之间交代共生，相互包裹，有用矿物的嵌布粒度不均匀，有的呈现微细粒嵌布，物相分析表明，原矿中的铜和铅主要以黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、硫化铅等硫化矿的形式存在，脉石矿物主要以石英为主，还有少量的绿泥石和方解石等。针对该矿石的工艺矿物学特点，采用先铜铅混合浮选得到混合精矿然后再铜铅分离的工艺回收其中的有价金属，具体流程如图1所示，包括以下步骤：

(1)对原矿进行磨矿，磨矿后细度至-0.074mm占84.5％；

(2)将磨矿进行铜铅混合浮选，采用的药剂制度为：丁基黄药20g/t、Z200 35g/t作为捕收剂；2#油20g/t为起泡剂；硫酸锌500g/t、硫化钠180g/t和碳酸钠550g/t作为抑制剂；

(3)铜铅混合粗精矿中添加活性炭900g/t，搅拌8min；添加三氯化铁溶液85g/t，搅拌3min；添加腐植酸钠700g/t，搅拌10min；添加乙硫氨酯40g/t作为捕收剂，搅拌3min进行铜铅分离粗选作业；

(4)将粗选精矿进行3次精选作业得到铜精矿，第一次精选作业添加三氯化铁溶液45g/t，搅拌2min；添加腐植酸钠350g/t，搅拌10min；第二次精选作业添加三氯化铁溶液25g/t，搅拌2min；添加腐植酸钠200g/t，搅拌10min；第三次精选作业添加三氯化铁溶液5g/t，搅拌2min；添加腐植酸钠40g/t，搅拌10min，得到铜精矿；

(5)将粗选尾矿进行2次扫选作业得到铅精矿，第一次扫选作业添加Z200 20g/t，搅拌2min；添加2#油15g/t，搅拌2min；第二次扫选作业添加Z200 10g/t，搅拌2min，得到铅精矿。

其中，丁基黄药的配制浓度为1wt％水溶液，Z-200和2#油为直接加入，硫酸锌、硫化钠、碳酸钠和重铬酸钾配制成浓度为5wt％水溶液，新型组合抑制剂由质量浓度为2％的三氯化铁溶液和质量浓度为9％的腐植酸钠溶液混合而成。

在铜铅硫化矿物浮选分离过程中，矿浆的酸碱度控制在pH＝5.0～7.0，浮选分离结果如表1所示，实验结果表明：本发明工艺的铜精矿品位为30.47％，铜回收率为89.16％；铅精矿品位为50.34％，铅回收率为98.42％。

对比例1

针对实施例1中的原矿，发明人利用传统的重铬酸钾和本发明中的组合抑制剂进行了对照试验，按照图1所示的流程进行铜铅硫化矿物的浮选分离，工艺条件和实施例1保持一致，浮选试验的结果如表1：

表1试验结果对比

从表1可以看出，重铬酸钾工艺的的铜精矿品位为21.13％，铜回收率为87.59％；铅精矿品位为59.80％，铅回收率为97.89％。通过实验结果表明，应用新型的组合抑制剂三氯化铁+腐植酸钠，可以达到和传统抑制剂重铬酸钾相近或更优的指标，且本发明工艺的铜精矿品位和铜回收率更高，铜铅精矿中的互含比例进一步降低。因此，本发明的新型组合抑制剂可以有效地提高了精矿质量。

实施例2

安徽某原矿中铜的含量为0.51％，铅的含量为0.96％，铜铅嵌布粒度较细，共生关系复杂，针对该原矿，采用先铜铅混合浮选得到混合精矿，然后采用一粗三精两扫的流程进行分离，具体工艺流程如图1所示，包括以下步骤：

(1)对原矿进行磨矿，磨矿后细度至-0.074mm占86.5％；

(3)铜铅混合粗精矿中添加活性炭1000g/t，搅拌8min；添加三氯化铁溶液100g/t，搅拌3min；添加腐植酸钠800g/t，搅拌5min；添加乙硫氨酯50g/t作为捕收剂，搅拌3min进行铜铅分离粗选作业；

(4)将粗选精矿进行3次精选作业得到铜精矿，第一次精选作业添加三氯化铁溶液55g/t，搅拌2min；添加腐植酸钠400g/t，搅拌3min；第二次精选作业添加三氯化铁溶液30g/t，搅拌2min；添加腐植酸钠250g/t，搅拌3min；第三次精选作业添加三氯化铁溶液15g/t，搅拌2min；添加腐植酸钠100g/t，搅拌3min，得到铜精矿；

(5)将粗选尾矿进行2次扫选作业得到铅精矿，第一次扫选作业添加Z200 30g/t，搅拌2min；添加2#油15g/t，搅拌2min；第二次扫选作业添加Z200 10g/t，搅拌2min，得到铅精矿。

其中，丁基黄药的配制浓度为1wt％水溶液，Z-200和2#油为直接加入，硫酸锌、硫化钠、碳酸钠和重铬酸钾配制成浓度为5wt％水溶液，新型组合抑制剂由质量浓度为3％的三氯化铁溶液和质量浓度为8％的腐植酸钠溶液混合而成。

在铜铅硫化矿物浮选分离过程中，矿浆的酸碱度控制在pH＝5.0～7.0，浮选分离结果如表2所示，实验结果表明：本发明工艺的铜精矿品位为20.01％，铜回收率为90.66％；铅精矿品位为45.91％，铅回收率为96.56％。

对比例2

针对实施例2中的原矿，利用传统的重铬酸钾进行了对照试验，按照图1所示的流程进行铜铅混合粗精矿的浮选分离，具体工艺条件和实施例2保持一致，浮选试验的结果如表2：

表2试验结果对比

通过实验结果表明，利用组合抑制剂三氯化铁+腐植酸钠进行混合精矿分离，可以得到与重铬酸钾相近的指标，并且铅精矿的品位可以得到保证，说明新的组合抑制剂具有较好的抑制效果，能够减少或者替代重铬酸钾在铜铅分离时应用。

实施例3

贵州某原矿中铜的含量为0.78％，铅的含量为1.42％，铜铅嵌布粒度较细，共生关系复杂，针对该原矿，采用先铜铅混合浮选得到混合精矿，然后采用一粗三精两扫的流程进行分离，具体工艺流程如图1所示，包括以下步骤：

(1)对原矿进行磨矿，磨矿后细度至-0.074mm占82.5％；

(3)铜铅混合粗精矿中添加活性炭800g/t，搅拌6min；添加三氯化铁溶液75g/t，搅拌3min；添加腐植酸钠600g/t，搅拌5min；添加乙硫氨酯30g/t作为捕收剂，搅拌3min进行铜铅分离粗选作业；

(4)将粗选精矿进行3次精选作业得到铜精矿，第一次精选作业添加三氯化铁溶液40g/t，搅拌2min；添加腐植酸钠300g/t，搅拌3min；第二次精选作业添加三氯化铁溶液20g/t，搅拌2min；添加腐植酸钠150g/t，搅拌3min；第三次精选作业为空白精选，得到铜精矿；

(5)将粗选尾矿进行2次扫选作业得到铅精矿，第一次扫选作业添加Z200 15g/t，搅拌2min；添加2#油15g/t，搅拌2min；第二次扫选作业添加Z200 10g/t，搅拌2min，得到铅精矿。

其中，丁基黄药的配制浓度为1wt％水溶液，Z-200和2#油为直接加入，硫酸锌、硫化钠、碳酸钠和重铬酸钾配制成浓度为5wt％水溶液，新型组合抑制剂由质量浓度为1％的三氯化铁溶液和质量浓度为8％的腐植酸钠溶液混合而成。

在铜铅硫化矿物浮选分离过程中，矿浆的酸碱度控制在pH＝5.0～7.0，浮选分离结果如表2所示，实验结果表明：本发明工艺的铜精矿品位为33.12％，铜回收率为88.93％；铅精矿品位为57.73％，铅回收率为95.67％。

对比例3

针对实施例3中的原矿，利用传统的重铬酸钾进行了对照试验，按照图1所示的流程进行铜铅混合粗精矿的浮选分离，具体工艺条件和实施例3保持一致，浮选试验的结果如表3：

表3试验结果对比

通过实验结果表明，针对贵州的铜铅硫化矿，用三氯化铁+腐植酸钠的组合抑制剂，具有铜精矿品位高，铅精矿品位损失小等优势，整体的选矿指标可以达到和重铬酸钾作抑制剂时的相同效果。

Claims

1.一种铜铅硫化矿物浮选分离的抑制剂，由质量浓度为1％-3％的三氯化铁溶液和质量浓度为8％-10％的腐植酸类物质溶液混合组成，所述三氯化铁溶液和腐植酸类物质溶液的质量比例为1:(6～10)。

2.根据权利要求1所述的铜铅硫化矿物浮选分离的抑制剂，其特征在于，所述腐植酸类物质为腐植酸、腐植酸钠和腐植酸钾中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1或2所述的铜铅硫化矿物浮选分离的抑制剂，其特征在于，所述三氯化铁溶液的质量浓度为2％，腐植酸类物质溶液的质量浓度为9％，所述三氯化铁溶液和腐植酸类物质溶液的质量比例为1:(6～8)。

4.一种铜铅硫化矿物的浮选分离方法，包括以下步骤：

(1)对原矿进行磨矿；

(2)将磨矿进行铜铅混合浮选，得到铜铅混合粗精矿；

5.根据权利要求4所述的铜铅硫化矿物的浮选分离方法，其特征在于，所述步骤(1)中原矿经磨矿后细度至-0.074mm占75％～90％。

6.根据权利要求4所述的铜铅硫化矿物的浮选分离方法，其特征在于，所述步骤(2)中铜铅混合浮选的药剂制度为：丁基黄药20g/t、Z200 35g/t作为捕收剂；2#油20g/t为起泡剂；硫酸锌500g/t、硫化钠180g/t和碳酸钠550g/t作为抑制剂。

7.根据权利要求4所述的铜铅硫化矿物的浮选分离方法，其特征在于，所述步骤(3)中粗选作业的药剂制度：铜铅混合粗精矿中添加活性炭800～1000g/t，搅拌6～10min；添加三氯化铁溶液75～100g/t，搅拌3～5min；添加腐植酸类物质600～800g/t，搅拌5～10min；添加乙硫氨酯(Z200)30～50g/t作为捕收剂，搅拌3～5min。

8.根据权利要求4所述的铜铅硫化矿物的浮选分离方法，其特征在于，所述步骤(3)中精选作业的药剂制度：第一次精选作业添加三氯化铁溶液40～55g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质300～400g/t，搅拌3～10min；第二次精选作业添加三氯化铁溶液20～30g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质150～250g/t，搅拌3～10min；第三次精选作业添加三氯化铁溶液0～20g/t，搅拌2～4min；添加腐植酸类物质0～100g/t，搅拌3～10min。

9.根据权利要求7或8所述的铜铅硫化矿物的浮选分离方法，其特征在于，所述添加腐植酸类物质溶液的搅拌时间为10min。

10.根据权利要求4所述的铜铅硫化矿物的浮选分离方法，其特征在于，所述步骤(3)中扫选作业的药剂制度：第一次扫选作业添加Z200 15～30g/t，2#油10～15g/t；第二次扫选作业添加Z200 10～15g/t。