CN109266842B - 一种用于铜矿除砷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于铜矿除砷的方法，具体为含砷铜矿粗磨后经过第一次浮选得到铜粗精矿和一次浮选尾矿，铜粗精矿进行第二次浮选脱砷得到铜精矿和二次浮选尾矿，二次浮选尾矿返回粗磨，一次浮选尾矿细磨后经过第三次浮选分别得到三次浮选精矿和三次浮选尾矿，第三次浮选精矿返回第一次浮选作业，第三次浮选尾矿在超声波波辐射环境下采用浸出方法得到浸出渣和浸出液，浸出液氧化后经硫化沉淀对浸出液净化，沉淀与浸出渣一并进入尾矿，沉淀后的滤液则为铜贵液。该方法工艺简单，易于实现，对铜矿除砷效果好，可同时处理含有硫化铜和氧化铜的含砷复杂铜矿，可以广泛的应用于工业中铜矿脱砷。

Description

一种用于铜矿除砷的方法
技术领域
本发明涉及一种用于铜矿除砷的方法，属于矿物加工技术领域。
背景技术
铜是一种具有战略价值的金属，在国民经济建设中扮演着重要角色。随着社会的发展，对铜的需求量与日俱增，国家统计局的调查数据显示，2006年我国铜的消费量为340万吨，到2016年我国铜的消费量增长至1020万吨，并且继续保持上涨态势。但是随着近年来铜矿资源的大规模开发，富矿越来越少，资源整体趋于贫化，同时，大量铜矿山有害杂质As含量高，而目前各种硫化铜冶炼工艺虽比较成熟，但大都只适用于砷含量低的物料（0.3~0.5%），这些物料可以不经处理，直接入炉冶炼。针对处理高砷铜矿大多采用与低砷铜精矿搭配后进行火法冶炼，该工艺复杂且成本较高，后续废水、废渣的处理难度大。此外，采用湿法处理高砷硫化矿，会产生大量高砷矿浆，储存难度大，掩埋处理在环保方面要求极高。目前，我国铜矿资源贫化，有害杂质含量高等问题，直接导致我国铜资源对外依存度增大。以2016年为例，超过70%的铜产量靠进口原料生产，国外矿产巨头掌握着全球主要矿产资源的话语权与定价权，严重影响和制约了我国国民经济的健康发展。为解决国内矿产资源的供需矛盾，亟需提高目前我国矿产资源利用的技术水平，减少其中有害杂质的含量。
中国拥有的储量丰富的铜矿资源中，并且高砷铜矿不在少数，毒砂作为主要的含砷矿物，常与黄铜矿致密共生。铜矿主要由硫化铜矿和氧化铜矿构成，其中硫化铜矿浮选时黄铜矿与毒砂浮选分离比较困难，难度主要来源于：1.两种矿物表面性质相近，选矿药剂对两种矿物的选择性差；2.矿浆中的难免离子，特别是铜离子对毒砂的活化作用明显。以上的原因采用现有的铜矿分选工艺会造成铜精矿中砷的含量偏高，因此，在回收硫化铜和氧化铜矿的同时，寻找能实现铜砷的有效分离方法和工艺是值得研究的方向。
发明内容
针对现有铜砷浮选分离中铜矿脱砷效果差的问题，本发明提供了一种用于铜矿除砷的方法，该方法可以有效的脱除铜矿中的砷，并同时实现硫化铜和氧化铜的同时回收。
为了实现上述目的，本发明用于铜矿除砷的方法，具体步骤如下：
（1）将含砷铜矿粗磨至细度-0.074mm占50%~70%，磨矿时加入石灰使矿浆pH=10~12，矿浆经过第一次浮选后分别得到铜粗精矿和一次浮选尾矿；
（2）铜粗精矿经过第二次浮选后分别得到铜精矿和二次浮选尾矿，且二次浮选尾矿返回粗磨作业中；
（3）将一次浮选尾矿细磨至细度-0.074mm占70%~95%，并在磨矿时加入石灰使矿浆pH=10~12，然后矿浆进行第三次浮选得到三次浮选精矿和三次浮选尾矿，三次浮选精矿返回第一次浮选作业中；
（4）三次浮选尾矿在超声波作用下采用氨浸处理三次浮选尾矿中的氧化铜，然后固液分离，得到浸出渣和浸出液，浸出液经氧化以及硫化沉淀得到铜贵液和金属硫化物沉淀，硫化物沉淀与浸出渣合并得到尾矿。
所述步骤（1）和步骤（3）浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂、黄药和松醇油，矿浆浓度为20~45%（质量浓度），步骤（2）浮选中仅加入抑制剂，矿浆浓度为10~30%。
以含砷铜矿重量计，步骤（1）和步骤（3）抑制剂的用量为300-1500g/t，黄药的用量为10-150g/t，松醇油的用量为15-75g/t，步骤（2）中抑制剂的用量为250-1000g/t。
所述抑制剂的组成物及质量百分比为氯化铵10~40wt%、硫酸铝10~80wt%、硫代硫酸钠10~80wt%。
所述抑制剂还可以为：组成物及质量百分比为硫代硫酸钠10~40wt%、栲胶10~80wt%、次氯酸钙10~80wt%。
所述步骤（4）超声波功率为100~1000W，超声波频率为20~30KHz。
所述步骤（4）氨浸处理是按液固比g:mL为（8~3）:1的比例，在三次浮选尾矿中添加水，混匀后添加石灰调节pH=9~11，然后添加硫酸铵至终浓度为50~150g/L，在常温下搅拌浸出1~5小时。
所述浸出液经氧化以及硫化沉淀是指在浸出液中添加双氧水至其在浸出液中终浓度为0.01~0.15 g/mL进行氧化，然后按含砷铜矿重量计，添加100~1500g/t的硫化钠进行硫化沉淀。
本发明具有以下优点和技术效果如下：
（1）该方法对铜矿除砷效果较好，可以同时实现硫化铜矿和氧化矿的回收；
（2）本发明使用的组合抑制剂对毒砂具有较强的抑制作用，只需添加少量的药剂就可以获得理想的抑制效果；
（3）本发明工艺流程简单，容易实现。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
如图1所示，云南某铜矿原矿中Cu品位0.68%，As品位4.80%，具体步骤如下：
（1）将含砷铜矿粗磨至细度-0.074mm占50%，磨矿时加入石灰使矿浆pH=10，矿浆经过第一次浮选后分别得到铜粗精矿和一次浮选尾矿，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（氯化铵10%、硫酸铝10%、硫代硫酸钠80%）300g/t、黄药10g/t和松醇油15g/t，矿浆浓度为20%；
（2）铜粗精矿经过第二次浮选后分别得到铜精矿和二次浮选尾矿，且二次浮选尾矿返回粗磨作业中，浮选中的加入抑制剂（氯化铵10%、硫酸铝10%、硫代硫酸钠80%）用量为250g/t，浮选质量浓度为10%；
（3）将一次浮选尾矿细磨至细度-0.074mm占70%，并在磨矿时加入石灰使矿浆pH=10，然后矿浆进行第三次浮选得到三次浮选精矿和三次浮选尾矿，三次浮选精矿返回第一次浮选作业中，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（氯化铵10%、硫酸铝10%、硫代硫酸钠80%）300g/t、黄药10g/t和松醇油15g/t，矿浆浓度为20%；
（4）在超声波功率为100W、超声波频率为20KHz下，三次浮选尾矿按液固比g:mL为3:1的比例，在三次浮选尾矿中添加水，混匀后添加石灰调节pH=9，然后添加硫酸铵至终浓度为50g/L，在常温下搅拌浸出5小时，然后固液分离，得到浸出渣和浸出液，在浸出液中添加双氧水至其在浸出液中终浓度为0.01g/mL，进行氧化，然后按含砷铜矿重量计，添加100g/t的硫化钠进行硫化沉淀，得到铜贵液和金属硫化物沉淀，硫化物沉淀与浸出渣合并得到尾矿。
最终得到铜精矿中Cu品位7.83%，铜精矿与铜贵液中Cu的总回收率为94.82%，铜精矿中As品位仅0.13%，铜精矿中As含量较低。
实施例2
如图1所示，江西某铜矿原矿中Cu品位2.08%，As品位6.43%，具体步骤如下：
（1）将含砷铜矿粗磨至细度-0.074mm占60%，磨矿时加入石灰使矿浆pH=11，矿浆经过第一次浮选后分别得到铜粗精矿和一次浮选尾矿，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（氯化铵10%、硫酸铝80%、硫代硫酸钠10%）1000g/t、黄药100g/t和松醇油50g/t，矿浆浓度为30%；
（2）铜粗精矿经过第二次浮选后分别得到铜精矿和二次浮选尾矿，且二次浮选尾矿返回粗磨作业中，浮选中的加入抑制剂（氯化铵10%、硫酸铝80%、硫代硫酸钠10%）用量为500g/t，浮选质量浓度为20%；
（3）将一次浮选尾矿细磨至细度-0.074mm占80%，并在磨矿时加入石灰使矿浆pH=11，然后矿浆进行第三次浮选得到三次浮选精矿和三次浮选尾矿，三次浮选精矿返回第一次浮选作业中，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（氯化铵10%、硫酸铝80%、硫代硫酸钠10%）1000g/t、黄药100g/t和松醇油50g/t，矿浆浓度为30%；
（4）在超声波功率为500W、超声波频率为25KHz下，三次浮选尾矿按液固比g:mL为5:1的比例，在三次浮选尾矿中添加水，混匀后添加石灰调节pH=10，然后添加硫酸铵至终浓度为100g/L，在常温下搅拌浸出3小时，然后固液分离，得到浸出渣和浸出液，在浸出液中添加双氧水至其在浸出液中终浓度为0.1g/mL，进行氧化，然后按含砷铜矿重量计，添加1000g/t的硫化钠进行硫化沉淀，得到铜贵液和金属硫化物沉淀，硫化物沉淀与浸出渣合并得到尾矿。
最终得到铜精矿中Cu品位11.30%，铜精矿与贵液中Cu的总回收率为95.82%，铜精矿中As品位仅0.10%，铜精矿中As含量较低。
实施例3
如图1所示，四川某铜浮选精矿中Cu品位14.08%，As品位2.61%，具步骤如下：
（1）将含砷铜矿粗磨至细度-0.074mm占70%，磨矿时加入石灰使矿浆pH=12，矿浆经过第一次浮选后分别得到铜粗精矿和一次浮选尾矿，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（氯化铵40%、硫酸铝30%、硫代硫酸钠30%）1500g/t、黄药150g/t和松醇油75g/t，矿浆浓度为45%；
（2）铜粗精矿经过第二次浮选后分别得到铜精矿和二次浮选尾矿，且二次浮选尾矿返回粗磨作业中，浮选中的加入抑制剂（氯化铵40%、硫酸铝30%、硫代硫酸钠30%）用量为1000g/t，浮选质量浓度为30%；
（3）将一次浮选尾矿细磨至细度-0.074mm占95%，并在磨矿时加入石灰使矿浆pH=12，然后矿浆进行第三次浮选得到三次浮选精矿和三次浮选尾矿，三次浮选精矿返回第一次浮选作业中，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（氯化铵40%、硫酸铝30%、硫代硫酸钠30%）1500g/t、黄药150g/t和松醇油75g/t，矿浆浓度为45%；
（4）在超声波功率为1000W、超声波频率为30KHz下，三次浮选尾矿按液固比g:mL为8:1的比例，在三次浮选尾矿中添加水，混匀后添加石灰调节pH=11，然后添加硫酸铵至终浓度为150g/L，在常温下搅拌浸出1小时，然后固液分离，得到浸出渣和浸出液，在浸出液中添加双氧水至其在浸出液中终浓度为0.15g/mL，进行氧化，然后按含砷铜矿重量计，添加1500g/t的硫化钠进行硫化沉淀，得到铜贵液和金属硫化物沉淀，硫化物沉淀与浸出渣合并得到尾矿。
最终得到铜精矿中Cu品位19.10%，铜精矿与贵液中Cu的总回收率为96.05%，铜精矿中As品位仅0.19%，铜精矿中As含量较低。
实施例4
如图1所示，西藏某铜精矿中Cu品位17.62%，As品位3.95%，具体,步骤如下：
（1）将含砷铜矿粗磨至细度-0.074mm占65%，磨矿时加入石灰使矿浆pH=11，矿浆经过第一次浮选后分别得到铜粗精矿和一次浮选尾矿，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（硫代硫酸钠20wt%、栲胶40wt%、次氯酸钙40wt%）800g/t、黄药50g/t和松醇油35g/t，矿浆浓度为25%；
（2）铜粗精矿经过第二次浮选后分别得到铜精矿和二次浮选尾矿，且二次浮选尾矿返回粗磨作业中，浮选中的加入抑制剂（硫代硫酸钠20wt%、栲胶40wt%、次氯酸钙40wt%）用量为450g/t，浮选质量浓度为15%；
（3）将一次浮选尾矿细磨至细度-0.074mm占85%，并在磨矿时加入石灰使矿浆pH=11，然后矿浆进行第三次浮选得到三次浮选精矿和三次浮选尾矿，三次浮选精矿返回第一次浮选作业中，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（硫代硫酸钠20wt%、栲胶40wt%、次氯酸钙40wt%）800g/t、黄药50g/t和松醇油35g/t，矿浆浓度为25%；
（4）在超声波功率为600W、超声波频率为28KHz下，三次浮选尾矿按液固比g:mL为6:1的比例，在三次浮选尾矿中添加水，混匀后添加石灰调节pH=10，然后添加硫酸铵至终浓度为60g/L，在常温下搅拌浸出2小时，然后固液分离，得到浸出渣和浸出液，在浸出液中添加双氧水至其在浸出液中终浓度为0.12g/mL，进行氧化，然后按含砷铜矿重量计，添加700g/t的硫化钠进行硫化沉淀，得到铜贵液和金属硫化物沉淀，硫化物沉淀与浸出渣合并得到尾矿。
最终得到铜精矿中Cu品位21.57%，铜精矿与贵液中Cu的总回收率为98.46%，铜精矿中As品位仅0.09%，铜精矿中As含量较低。
实施例5：如图1所示，内蒙古某铜精矿中Cu品位15.25%，As品位2.53%，具体,步骤如下：
（1）将含砷铜矿粗磨至细度-0.074mm占55%，磨矿时加入石灰使矿浆pH=10，矿浆经过第一次浮选后分别得到铜粗精矿和一次浮选尾矿，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（硫代硫酸钠10wt%、栲胶50wt%、次氯酸钙40wt%）1200g/t、黄药70g/t和松醇油50g/t，矿浆浓度为35%；
（2）铜粗精矿经过第二次浮选后分别得到铜精矿和二次浮选尾矿，且二次浮选尾矿返回粗磨作业中，浮选中的加入抑制剂（硫代硫酸钠10wt%、栲胶50wt%、次氯酸钙40wt%）用量为700g/t，浮选质量浓度为25%；
（3）将一次浮选尾矿细磨至细度-0.074mm占75%，并在磨矿时加入石灰使矿浆pH=11，然后矿浆进行第三次浮选得到三次浮选精矿和三次浮选尾矿，三次浮选精矿返回第一次浮选作业中，浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂（硫代硫酸钠10wt%、栲胶50wt%、次氯酸钙40wt%）1200g/t、黄药70g/t和松醇油50g/t，矿浆浓度为35%；
（4）在超声波功率为300W、超声波频率为30KHz下，三次浮选尾矿按液固比g:mL为4:1的比例，在三次浮选尾矿中添加水，混匀后添加石灰调节pH=9，然后添加硫酸铵至终浓度为120g/L，在常温下搅拌浸出3小时，然后固液分离，得到浸出渣和浸出液，在浸出液中添加双氧水至其在浸出液中终浓度为0.05g/mL，进行氧化，然后按含砷铜矿重量计，添加1200g/t的硫化钠进行硫化沉淀，得到铜贵液和金属硫化物沉淀，硫化物沉淀与浸出渣合并得到尾矿。
最终得到铜精矿中Cu品位22.58%，铜精矿与贵液中Cu的总回收率为97.24%，铜精矿中As品位仅0.13%，铜精矿中As含量较低。

Claims (5)

1.一种用于铜矿除砷的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将含砷铜矿粗磨至细度-0.074mm占50%~70%，磨矿时加入石灰使矿浆pH=10~12，矿浆经过第一次浮选后分别得到铜粗精矿和一次浮选尾矿；
（2）铜粗精矿经过第二次浮选后分别得到铜精矿和二次浮选尾矿，且二次浮选尾矿返回粗磨作业中；
（3）将一次浮选尾矿细磨至细度-0.074mm占70%~95%，并在磨矿时加入石灰使矿浆pH=10~12，然后矿浆进行第三次浮选得到三次浮选精矿和三次浮选尾矿，三次浮选精矿返回第一次浮选作业中；
（4）三次浮选尾矿在超声波作用下采用氨浸处理三次浮选尾矿中的氧化铜，然后固液分离，得到浸出渣和浸出液，浸出液经氧化以及硫化沉淀得到铜贵液和金属硫化物沉淀，硫化物沉淀与浸出渣合并得到尾矿；
其中步骤（1）和步骤（3）浮选中所用药剂及加入顺序依次为抑制剂、黄药和松醇油，矿浆浓度为20~45%，步骤（2）浮选中仅加入抑制剂，矿浆浓度为10~30%；
所述抑制剂的组成物及质量百分比为氯化铵10~40wt%、硫酸铝10~80wt%、硫代硫酸钠10~80wt%，或者抑制剂的组成物及质量百分比为硫代硫酸钠10~40wt%、栲胶10~80wt%、次氯酸钙10~80wt%。
2.根据权利要求1所述的用于铜矿除砷的方法，其特征在于：以含砷铜矿重量计，步骤（1）和步骤（3）抑制剂的用量为300-1500g/t，黄药的用量为10-150g/t，松醇油的用量为15-75g/t，步骤（2）中抑制剂的用量为250-1000g/t。
3.根据权利要求1所述的用于铜矿除砷的方法，其特征在于：步骤（4）超声波功率为100~1000W，超声波频率为20~30KHz。
4.根据权利要求1所述的用于铜矿除砷的方法，其特征在于：步骤（4）氨浸处理是按液固比g:mL为（8~3）:1的比例，在三次浮选尾矿中添加水，混匀后添加石灰调节pH=9~11，然后添加硫酸铵至终浓度为50~150g/L，在常温下搅拌浸出1~5小时。
5.根据权利要求1所述的用于铜矿除砷的方法，其特征在于：浸出液经氧化以及硫化沉淀是指在浸出液中添加双氧水至其在浸出液中终浓度为0.01~0.15 g/mL进行氧化，然后按含砷铜矿重量计，添加100~1500g/t的硫化钠进行硫化沉淀。
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