CN111530636B - 一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法 - Google Patents

一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，属于矿物加工技术领域。针对传统硫化浮选法存在硫化效果较差、捕收剂难以稳定吸附、浮选指标不理想等问题，本发明将氧化铜矿破碎、磨矿、调浆后，添加组合抑制剂抑制矿石中的脉石矿物，然后添加新型活化剂铜氨络合物进行一次活化，活化后加入组合硫化剂进行表面强化硫化，强化硫化后在矿浆中再添加铜氨络合物进行二次活化，最后依次加入组合捕收剂和起泡剂浮选回收矿石中的铜矿物。本发明采用铜氨络合物梯级活化‑浮选药剂组合使用极大地提高了矿石中氧化铜矿物的硫化浮选效果，绿色经济高效地解决了氧化铜矿浮选回收率低的技术难题，社会、环境和经济效益显著。

Description

一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法
技术领域
本发明涉及一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，属于矿物加工技术领域。
背景技术
铜是一种重要的有色金属，其在国民经济建设中的地位日趋重要。长期以来，铜冶炼一直以硫化铜矿物为原料，然而，随着有限的硫化铜资源不断消耗，现存的硫化铜矿物已不能满足日益增长的铜需求，因此，为了实现铜金属的保有量，降低对外依存度，氧化铜矿的高效开发和利用将成为补充铜金属供给的重要途径。
氧化铜矿是我国重要的铜矿资源，其储量丰富，但具有贫、细、杂、泥化严重等特点，且这类矿石含有大量的可溶性盐；与硫化铜矿物相比，氧化铜矿物具有更高的溶解度和表面亲水性，因此大量的氧化铜资源至今未被充分开发利用。目前，浮选法和湿法冶金是处理氧化铜矿的主要方法。然而，受技术和经济条件的限制，低品位复杂氧化铜矿无法采用冶金的方法直接提取，浮选法成为富集该类矿物的主要方法。氧化铜矿的浮选法主要包括“脂肪酸浮选法”、“胺类浮选法”、“螯合捕收剂浮选法”和“硫化浮选法”，然而，氧化铜矿石中常伴有大量的含钙、镁、铁等脉石矿物，且泥化现象严重，导致“脂肪酸浮选法”和“胺类浮选法”的应用受到极大限制；有机螯合捕收剂可以选择性地与氧化铜矿物表面的铜原子形成环状结构的难溶螯合物，可增加矿物表面的疏水性，但该类药剂的价格昂贵，且在实际生产中仍存在一些问题。与直接浮选法相比，“硫化浮选法”是预处理氧化铜矿常用且经济的一种加工技术，其通过使用硫化剂对氧化铜矿物表面进行硫化预处理，使其表面生成“硫化膜”，然后采用类似于浮选硫化铜矿物的方法使硫化的氧化铜矿物疏水上浮。
硫化是“硫化浮选法”富集氧化铜矿物的关键环节，但常规硫化法存在硫化效率低、硫化产物在搅拌过程中易脱落且在有氧体系中易“衰变”等缺点。现有技术中，基于铜矿物硫化浮选体系的铵-胺耦合活化方法，所述方法利用铵-胺盐易与矿物表面的铜离子形成多种结构的配合物的特点，改变矿石中铜矿物表面微结构，从而增强疏水性，大大提高了铜矿物的可浮性。氧化铜矿的浮选方法，所述方法采用磷酸乙二胺盐和2,5-二硫酚-1,3,4-硫代二唑为活化剂，戊基黄药和壬基异肟酸为捕收剂，提高了铜的浮选指标。
然而，现有强化硫化浮选法只重视矿石中氧化铜矿物硫化前的改性或活化，以增强矿物表面的硫化效果，而忽视了硫化后氧化铜矿物的进一步活化，这极大地限制了捕收剂在硫化后的矿物表面吸附，因此矿石中氧化铜矿物表面的疏水性不能得到充分改善，致使大量的铜矿物损失在浮选尾矿中。本发明通过添加新型活化剂铜氨络合物对矿石中的氧化铜矿物进行梯级活化，不仅能够在硫化前选择性活化氧化铜矿物，增强硫化效果，而且还能对硫化后的氧化铜矿物进行活化，促进捕收剂吸附，增大矿石中氧化铜矿物和脉石矿物间的疏水性差异，提高氧化铜矿物的浮选回收指标。
发明内容
本发明针对传统硫化浮选法存在硫化效果较差、捕收剂难以稳定吸附、浮选指标不理想等问题，提供一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，即氧化铜矿破碎、磨矿、调浆后，添加组合抑制剂抑制矿石中的脉石矿物，然后添加新型活化剂铜氨络合物进行一次活化，活化后加入组合硫化剂进行表面强化硫化，强化硫化后在矿浆中再添加铜氨络合物进行二次活化，最后依次加入组合捕收剂和起泡剂浮选回收矿石中的铜矿物。
本发明采用新型活化剂铜氨络合物对氧化铜矿进行梯级活化，即在硫化前采用铜氨络合物对矿石中的氧化铜矿物进行表面改性，增加矿物表面铜位点的数量，为硫化剂的作用提供了有利的条件，使得氧化铜矿物表面形成更厚更稳定的硫化层，实现强化硫化；铜氨络离子还能选择性地吸附在强化硫化后的氧化铜矿物表面，使得硫化后的矿物表面形成铜离子活化层，从而增强捕收剂吸附，提高矿物表面疏水性；此外，本发明还采用组合抑制剂对矿石中的脉石矿物进行协同抑制，采用组合硫化剂对氧化铜矿物进行协同硫化，采用组合捕收剂对硫化后的铜矿物进行协同疏水，经济高效地解决了氧化铜矿浮选回收率低的技术难题。
一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，具体步骤如下：
(1)将氧化铜矿破碎、磨细至-74μm粒级的质量百分含量占80～90％，调浆至矿浆质量百分浓度为25～40％；
(2)在步骤(1)矿浆中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行一次粗选作业得到一次粗选精矿和一次粗选尾矿；
(3)在步骤(2)一次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行二次粗选作业得到二次粗选精矿和二次粗选尾矿；
(4)在步骤(3)二次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行一次扫选作业得到一次扫选精矿和一次扫选尾矿；一次扫选精矿返回调浆并入二次粗选作业，在一次扫选尾矿中加入起泡剂进行二次扫选作业得到二次扫选精矿和浮选尾矿，二次扫选精矿返回调浆并入一次扫选作业；
(5)将步骤(2)一次粗选精矿和步骤(3)二次粗选精矿合并，加入组合捕收剂，进行一次精选作业得到一次精选精矿和一次精选尾矿，一次精选尾矿返回调浆并入一次粗选作业，一次精选精矿进行二次精选作业得到浮选铜精矿和二次精选尾矿，二次精选尾矿返回调浆并入一次精选作业。
所述步骤(1)氧化铜矿中铜的质量百分数含量为0.5～1.3％。
以每吨氧化铜矿计，所述步骤(2)矿浆中粗选药剂加入量为组合抑制剂800～1200g、铜氨络合物I 200～1000g、组合硫化剂800～3000g、铜氨络合物II 200～400g、组合捕收剂300～900g、起泡剂40～80g。
以每吨氧化铜矿计，所述步骤(3)中一次粗选尾矿中粗选药剂加入量为组合抑制剂400～600g、铜氨络合物I100～500g、组合硫化剂400～1500g、铜氨络合物II 100～200g、组合捕收剂150～450g、起泡剂20～40g。
以每吨氧化铜矿计，所述步骤(4)二次粗选尾矿中扫选药剂加入量为组合抑制剂200～300g、铜氨络合物I 50～250g、组合硫化剂200～750g、铜氨络合物II 50～100g、组合捕收剂75～225g、起泡剂10～20g；一次扫选尾矿中起泡剂加入量为5～10g。
以每吨氧化铜矿计，所述步骤(5)组合捕收剂加入量为40～80g。
所述铜氨络合物I和铜氨络合物II为相同的铜氨络合物，其制备方法为：
1)采用浓氨水对高纯度氧化铜矿物进行搅拌浸出得到铜氨络合物溶液；
2)将步骤1)铜氨络合物溶液置于乙醇溶液中进行多次结晶，得到活化剂铜氨络合物。
所述组合抑制剂包括水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素，其中水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素的质量比为2:2:1。
所述组合硫化剂包括硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠，其中硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠的质量比为5:3:2。
所述组合捕收剂为异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药，其中异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药的质量比为3:5:2；
所述起泡剂为松醇油。
本发明的有益效果：
(1)本发明新型活化剂铜氨络合物能够对矿石中的氧化铜矿物在硫化前进行表面改性，增加矿物表面铜位点的数量，为硫化剂的作用提供了有利的条件，使得氧化铜矿物表面形成更厚更稳定的硫化层，实现强化硫化；
(2)本发明铜氨络合物能选择性地吸附在强化硫化后的氧化铜矿物表面，使得硫化后的矿物表面形成铜离子活化层，从而增强捕收剂吸附，提高矿物表面疏水性；
(3)本发明组合抑制剂能够对矿石中的脉石矿物进行协同抑制，组合硫化剂能够对氧化铜矿物进行协同硫化，组合捕收剂能够对硫化后的铜矿物进行协同疏水，组合浮选药剂的使用简化了浮选流程结构，降低了浮选处理成本，获得了较好的分选效果；
(4)本发明采用铜氨络合物梯级活化-浮选药剂组合使用极大地提高了矿石中氧化铜矿物的硫化浮选效果，绿色经济高效地解决了氧化铜矿浮选回收率低的技术难题，社会、环境和经济效益显著。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
本发明以下实施例中所述组合抑制剂包括水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素，其中水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素的质量比为2:2:1；所述组合硫化剂包括硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠，其中硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠的质量比为5:3:2；所述组合捕收剂为异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药，其中异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药的质量比为3:5:2；所述起泡剂均为松醇油；
铜氨络合物I和铜氨络合物II为相同的铜氨络合物，
铜氨络合物制备方法为：
1)采用浓氨水对高纯度氧化铜矿物进行搅拌浸出得到铜氨络合物溶液；
2)将步骤1)铜氨络合物溶液置于乙醇溶液中进行多次结晶，得到活化剂铜氨络合物。
实施例1：如图1所示，一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，具体步骤如下：
(1)将氧化铜矿破碎、磨细至-74μm粒级的质量百分含量占80％，调浆至矿浆质量百分浓度为40％；其中氧化铜矿中铜的质量百分数含量为0.5％；
(2)在步骤(1)矿浆中依次加入组合抑制剂(水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素)、铜氨络合物I、组合硫化剂(硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠)、铜氨络合物II、组合捕收剂(异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药)和起泡剂(松醇油)，进行一次粗选作业得到一次粗选精矿和一次粗选尾矿；以每吨氧化铜矿计，所述矿浆中加入组合抑制剂800g、铜氨络合物I200g、组合硫化剂800g、铜氨络合物II 200g、组合捕收剂300g、起泡剂(松醇油)40g；
(3)在步骤(2)一次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行二次粗选作业得到二次粗选精矿和二次粗选尾矿；以每吨氧化铜矿计，所述一次粗选尾矿中加入组合抑制剂400g、铜氨络合物I100g、组合硫化剂400g、铜氨络合物II 100g、组合捕收剂150g、起泡剂20g；
(4)在步骤(3)二次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行一次扫选作业得到一次扫选精矿和一次扫选尾矿；一次扫选精矿返回调浆并入二次粗选作业，在一次扫选尾矿中加入起泡剂进行二次扫选作业得到二次扫选精矿和浮选尾矿，二次扫选精矿返回调浆并入一次扫选作业；以每吨氧化铜矿计，所述二次粗选尾矿中加入组合抑制剂200g、铜氨络合物I 50g、组合硫化剂200g、铜氨络合物II 50g、组合捕收剂75g、起泡剂10g；一次扫选尾矿中加入起泡剂5g；
(5)将步骤(2)一次粗选精矿和步骤(3)二次粗选精矿合并，加入组合捕收剂，进行一次精选作业得到一次精选精矿和一次精选尾矿，一次精选尾矿返回调浆并入一次粗选作业，一次精选精矿进行二次精选作业得到浮选铜精矿和二次精选尾矿，二次精选尾矿返回调浆并入一次精选作业，以每吨氧化铜矿计，所述组合捕收剂加入量为40g；
本实施例中铜的浮选回收率为87.3％。
实施例2：如图1所示，一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，具体步骤如下：
(1)将氧化铜矿破碎、磨细至-74μm粒级的质量百分含量占85％，调浆至矿浆质量百分浓度为35％；其中氧化铜矿中铜的质量百分数含量为0.9％；
(2)在步骤(1)矿浆中依次加入组合抑制剂(水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素)、铜氨络合物I、组合硫化剂(硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠)、铜氨络合物II、组合捕收剂(异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药)和起泡剂(松醇油)，进行一次粗选作业得到一次粗选精矿和一次粗选尾矿；以每吨氧化铜矿计，所述矿浆中加入组合抑制剂1000g、铜氨络合物I600g、组合硫化剂2000g、铜氨络合物II 300g、组合捕收剂600g、起泡剂(松醇油)60g；
(3)在步骤(2)一次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行二次粗选作业得到二次粗选精矿和二次粗选尾矿；以每吨氧化铜矿计，所述一次粗选尾矿中加入组合抑制剂500g、铜氨络合物I 300g、组合硫化剂1000g、铜氨络合物II 150g、组合捕收剂300g、起泡剂30g；
(4)在步骤(3)二次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行一次扫选作业得到一次扫选精矿和一次扫选尾矿；一次扫选精矿返回调浆并入二次粗选作业，在一次扫选尾矿中加入起泡剂进行二次扫选作业得到二次扫选精矿和浮选尾矿，二次扫选精矿返回调浆并入一次扫选作业；以每吨氧化铜矿计，所述二次粗选尾矿中加入组合抑制剂250g、铜氨络合物I150g、组合硫化剂500g、铜氨络合物II 75g、组合捕收剂150g、起泡剂15g；一次扫选尾矿中加入起泡剂7.5g；
(5)将步骤(2)一次粗选精矿和步骤(3)二次粗选精矿合并，加入组合捕收剂，进行一次精选作业得到一次精选精矿和一次精选尾矿，一次精选尾矿返回调浆并入一次粗选作业，一次精选精矿进行二次精选作业得到浮选铜精矿和二次精选尾矿，二次精选尾矿返回调浆并入一次精选作业，以每吨氧化铜矿计，所述组合捕收剂加入量为60g；
本实施例中铜的浮选回收率为88.2％。
实施例3：如图1所示，一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，具体步骤如下：
(1)将氧化铜矿破碎、磨细至-74μm粒级的质量百分含量占90％，调浆至矿浆质量百分浓度为25％；其中氧化铜矿中铜的质量百分数含量为1.3％；
(2)在步骤(1)矿浆中依次加入组合抑制剂(水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素)、铜氨络合物I、组合硫化剂(硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠)、铜氨络合物II、组合捕收剂(异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药)和起泡剂(松醇油)，进行一次粗选作业得到一次粗选精矿和一次粗选尾矿；以每吨氧化铜矿计，所述矿浆中加入组合抑制剂1200g、铜氨络合物I1000g、组合硫化剂3000g、铜氨络合物II 400g、组合捕收剂900g、起泡剂(松醇油)80g；
(3)在步骤(2)一次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行二次粗选作业得到二次粗选精矿和二次粗选尾矿；以每吨氧化铜矿计，所述一次粗选尾矿中加入组合抑制剂600g、铜氨络合物I 500g、组合硫化剂1500g、铜氨络合物II 200g、组合捕收剂450g、起泡剂40g；
(4)在步骤(3)二次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行一次扫选作业得到一次扫选精矿和一次扫选尾矿；一次扫选精矿返回调浆并入二次粗选作业，在一次扫选尾矿中加入起泡剂进行二次扫选作业得到二次扫选精矿和浮选尾矿，二次扫选精矿返回调浆并入一次扫选作业；以每吨氧化铜矿计，所述二次粗选尾矿中加入组合抑制剂300g、铜氨络合物I 250g、组合硫化剂750g、铜氨络合物II 100g、组合捕收剂225g、起泡剂20g；一次扫选尾矿中加入起泡剂10g；
(5)将步骤(2)一次粗选精矿和步骤(3)二次粗选精矿合并，加入组合捕收剂，进行一次精选作业得到一次精选精矿和一次精选尾矿，一次精选尾矿返回调浆并入一次粗选作业，一次精选精矿进行二次精选作业得到浮选铜精矿和二次精选尾矿，二次精选尾矿返回调浆并入一次精选作业，以每吨氧化铜矿计，所述组合捕收剂加入量为80g；
本实施例中铜的浮选回收率为86.3％。

Claims (10)

1.一种铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将氧化铜矿破碎、磨细至-74μm粒级的质量百分含量占80～90％，调浆至矿浆质量百分浓度为25～40％；
(2)在步骤(1)矿浆中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行一次粗选作业得到一次粗选精矿和一次粗选尾矿；
(3)在步骤(2)一次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行二次粗选作业得到二次粗选精矿和二次粗选尾矿；
(4)在步骤(3)二次粗选尾矿中依次加入组合抑制剂、铜氨络合物I、组合硫化剂、铜氨络合物II、组合捕收剂和起泡剂，进行一次扫选作业得到一次扫选精矿和一次扫选尾矿；一次扫选精矿返回调浆并入二次粗选作业，在一次扫选尾矿中加入起泡剂进行二次扫选作业得到二次扫选精矿和浮选尾矿，二次扫选精矿返回调浆并入一次扫选作业；
(5)将步骤(2)一次粗选精矿和步骤(3)二次粗选精矿合并，加入组合捕收剂，进行一次精选作业得到一次精选精矿和一次精选尾矿，一次精选尾矿返回调浆并入一次粗选作业，一次精选精矿进行二次精选作业得到浮选铜精矿和二次精选尾矿，二次精选尾矿返回调浆并入一次精选作业。
2.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：步骤(1)氧化铜矿中铜的质量百分数含量为0.5～1.3％。
3.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：以每吨氧化铜矿计，步骤(2)矿浆中粗选药剂加入量为组合抑制剂800～1200g、铜氨络合物I 200～1000g、组合硫化剂800～3000g、铜氨络合物II 200～400g、组合捕收剂300～900g、起泡剂40～80g。
4.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：以每吨氧化铜矿计，步骤(3)中一次粗选尾矿中粗选药剂加入量为组合抑制剂400～600g、铜氨络合物I 100～500g、组合硫化剂400～1500g、铜氨络合物II 100～200g、组合捕收剂150～450g、起泡剂20～40g。
5.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：以每吨氧化铜矿计，步骤(4)二次粗选尾矿中扫选药剂加入量为组合抑制剂200～300g、铜氨络合物I 50～250g、组合硫化剂200～750g、铜氨络合物II 50～100g、组合捕收剂75～225g、起泡剂10～20g；一次扫选尾矿中起泡剂加入量为5～10g。
6.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：以每吨氧化铜矿计，步骤(5)组合捕收剂加入量为40～80g。
7.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：铜氨络合物I和铜氨络合物II为相同的铜氨络合物，其制备方法为：
1)采用浓氨水对高纯度氧化铜矿物进行搅拌浸出得到铜氨络合物溶液；
2)将步骤1)铜氨络合物溶液置于乙醇溶液中进行多次结晶，得到活化剂铜氨络合物。
8.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：组合抑制剂包括水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素，其中水玻璃、六偏磷酸钠和羧甲基纤维素的质量比为2:2:1。
9.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：组合硫化剂包括硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠，其中硫化钠、硫氢化钠和多硫化钠的质量比为5:3:2。
10.根据权利要求1所述铜氨络合物梯级活化氧化铜矿强化硫化浮选回收的方法，其特征在于：组合捕收剂为异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药，其中异戊基黄药、丁基黄药和丁铵黑药的质量比为3:5:2；起泡剂为松醇油。
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