CN115318445A - 一种铜铅硫化矿浮选分离抑制剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铜铅硫化矿浮选分离抑制剂及其制备方法和应用，属于选矿药剂技术领域。该抑制剂主要成分为马来酸丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠和亚硫酸钠，制备时，在常温条件下，马来酸丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠和亚硫酸钠进行混合，然后加入到高剪切乳化机中进行乳化分散，得到均匀粘稠的悬浊液抑制剂。应用时，将原矿处理后，得到预选矿浆；先进行铜铅混合浮选作业，得到铜铅混合精矿和铜铅尾矿，再向铜铅混合精矿中先加入活性炭和硫化钠，加入药剂进行铜铅分离浮选作业，得到铜、铅精矿。本发明抑制剂具有廉价易得、易于存储、对环境友好的显著优势，对方铅矿的抑制效果，铜铅硫化矿分离效果好，有效提高了选矿指标。
Description
技术领域
本发明涉及选矿药剂技术领域，特别是指一种铜铅硫化矿浮选分离抑制剂及其制备方法和应用。
背景技术
铜、铅是重要的有色金属，因其本身的物理化学性质被广泛用于军工、硬质合金制造、当代通讯技术、电子计算机、航空航天、核辐射防护等领域。我国拥有丰富的铜、铅矿产资源，但随着我国经济科技的发展，铜、铅的需求量和消耗量大大增加，而铜、铅矿产资源开发的延续与深入，易于选别的富矿资源日趋枯竭，目前开发的铜、铅矿资源主要以品位较低、选别难度较大的低品位铜铅硫化矿为主，实现该类铜、铅资源的高效开发利用的重要性日益凸显。
目前，工业上主要采用泡沫浮选的方法对于黄铜矿和方铅矿进行回收。长期以来，黄铜矿与方铅矿的分离一直是选矿回收过程中的难点。因为，这两种矿物表面具有相似的物理化学性质，导致具有相似的可浮性。同时矿物之间紧密共生，嵌布粒度细，矿物组分复杂，使得分离两种矿物的难度加大对黄铜矿和方铅矿选矿回收造成巨大的影响。
因此，在铜铅分离过程中，还需要加入抑制剂改变两种矿物的表面可浮性，强化两种矿物的浮选分离效果。目前，在实际生产中应用最为广泛且有效抑制剂为重铬酸钾和氰化物等有毒抑制剂，对环境安全不利。在实际的铜、铅分离浮选体系中，通常都是对方铅矿进行抑制，常用的抑制剂为重铬酸钾，要实现对方铅矿的有效抑制，就需要浮选过程中对方铅矿进行氧化预处理实现方铅矿的抑制。然而，由于需要进行氧化预处理，导致处理量降低不利于生产规模的扩大。并且重铬酸的使用也容易对水体环境造成污染，加大了废水处理的成本。为了减少重铬酸钾的用量，可与过硫酸钠、亚硫酸等无机盐共同使用来抑制方铅矿的可浮性，强化其抑制效果，从而提高选矿回收效果，提高浮选过程的选择性；此外，大分子有机抑制剂如果胶、壳聚糖等也可以对方铅矿进行抑制，虽然这些抑制剂具有绿色、环保和生物降解等优点，但其溶解度差、用量大、生产成本高等因素的阻碍，导致此类药剂仅停留在实验室研究阶段，无法大规模的工业应用。
因此，寻求一种环保性好、抑制作用强，选择性好的铜铅分离抑制剂，是目前矿山企业的迫切需求，对于提升我国铜、铅资源利用水平具有重要的意义。
发明内容
本发明针对现有技术铜铅分离浮选过程中分离效果差，且药剂毒性强污染大等难点，提供一种铜铅硫化矿浮选分离抑制剂及其制备方法和应用，该抑制剂在铜铅浮选分离过程中在保证铜回收率的同时，能够有效降低精矿产品中铅的含量，使铜精矿产品质量获得显著提升，具有分离效果好、对环境污染小等优点，可以广泛的应用到浮选工艺中。
该抑制剂包括马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠和亚硫酸钠，按质量比，马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠、亚硫酸钠的含量分别为65％～75％、10％～20％、5％～15％。
优选的，马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠、亚硫酸钠的含量分别为70％、20％、10％。
该铜铅硫化矿浮选分离抑制剂的制备方法，具体为，在常温条件下，将马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠、亚硫酸钠按比例混合，然后加入高剪切乳化机中进行乳化分散，得到均匀粘稠的悬浊液，即为铜铅分离抑制剂。
上述，高剪切乳化机的转速不低于6000rpm，乳化分散30分钟。
该铜铅分离抑制剂应用于铜铅混合精矿中。具体的应用方法，包括以下步骤：
(1)将铜铅硫化矿原矿进行破碎、磨矿后调节矿浆的质量浓度至300g/L～350g/L，得到预选矿浆，其中磨矿至颗粒细度为-0.074mm占75％～85％；
(2)向预选矿浆中加入抑制剂硫酸锌和氧化钙，捕收剂Z-200，起泡剂2号油，进行铜铅混浮粗选作业，得到铜铅混合精矿和铜铅混浮尾矿；
(3)对铜铅混浮尾矿进行2次扫选，加入捕收剂Z-200和起泡剂2号油，且每次铜铅扫选捕收剂Z-200的添加量为铜铅混浮粗选的0.1～0.5倍，起泡剂2号油添加量为铜铅混浮粗选的0.1～0.5倍，扫选尾矿即为混浮尾矿；
(4)向步骤(2)的铜铅混合精矿中先加入活性炭和硫化钠搅拌10～15分钟，以脱除矿物表面残留的药剂，然后加入铜铅分离抑制剂，并搅拌5～15分钟后再依次加入捕收剂Z-200、起泡剂2号油进行铜铅分离浮选作业，粗选得到铜粗精矿和铅粗精矿；
(5)对步骤(4)得到的铜粗精矿进行3次精选，精选只加入铜铅分离抑制剂，每次精选中铜铅分离抑制剂的添加量为步骤(4)中粗选的0.2～0.8倍；
(6)对步骤(4)得到的铅粗精矿进行2次扫选，扫选加入捕收剂Z-200和起泡剂2号油，且每次扫选捕收剂Z-200的添加量为布置(4)中粗选的0.1～0.6倍，起泡剂2号油添加量为步骤(4)中粗选的0.1～0.8倍，扫选尾矿即为铅精矿；
(7)步骤(5)中精选和步骤(6)中扫选的中矿依次返回上一级，形成闭路循环。
其中，步骤(2)中硫酸锌用量为800～1300g/t，氧化钙用量为500～2000g/t，捕收剂Z-200用量为50～100g/t，起泡剂2号油用量为5～30g/t。
步骤(4)中活性炭用量为500～1500g/t，硫化钠用量为400～1000g/t，铜铅分离抑制剂用量为500～1500g/t，捕收剂Z-200用量为50～100g/t、起泡剂2号油用量为10～60g/t。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，抑制剂的主要成分为对方铅矿强烈抑制作用的马来酸丙烯酸共聚物为主，还含有氮氚三乙酸三钠和亚硫酸钠进一步强化抑制作用与选择性，提高黄铜矿和方铅矿的分选效果。与现有技术相比，本发明中的铜铅分离抑制剂的主要成分为马来酸丙烯酸共聚物，含量为65％～75％，次要成分为氮氚三乙酸三钠，含量为10％～20％，二者均为螯合剂、阻垢剂，富含羧基的结构，拥有较强的络合铅离子的能力，可实现对方铅矿的强烈抑制，抑制性能要强于重铬酸钾。此外，黄铜矿的表面以铜和硫离子为主，同时硫离子的半径远大于铜离子的半径，由于静电效应斥力与空间位阻效应，使得组合抑制剂与黄铜矿表面基本不发生作用，不会对黄铜矿产生抑制作用，其选择性要远优于重铬酸钾。因此，与传统的铜铅分离抑制剂相比，本抑制剂具有抑制作用强、选择性好的优异性能。同时无毒性，具有较好的水溶性，且廉价易得，不但生产应用安全性高，而且不会对环境造成污染，完全满足工业化生产的要求。因此，与传统的铜铅分离抑制剂相比，本抑制剂具有廉价易得、易于存储、无毒无害的显著优势。
附图说明
图1为本发明的铜铅硫化矿浮选分离抑制剂应用工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种铜铅硫化矿浮选分离抑制剂及其制备方法和应用。
该抑制剂包括马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠和亚硫酸钠，按质量比，马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠、亚硫酸钠的含量分别为65％～75％、10％～20％、5％～15％。
该抑制剂的制备方法，具体为，在常温条件下，将马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠、亚硫酸钠按比例混合，然后加入高剪切乳化机中进行乳化分散，得到均匀粘稠的悬浊液，即为铜铅分离抑制剂。
如图1，该抑制剂的应用方法，包括以下步骤：
(1)将铜铅硫化矿原矿进行破碎、磨矿后调节矿浆的质量浓度至300g/L～350g/L，得到预选矿浆，其中磨矿至颗粒细度为-0.074mm占75％～85％；
(2)向预选矿浆中加入抑制剂硫酸锌和氧化钙，捕收剂Z-200，起泡剂2号油，进行铜铅混浮粗选作业，得到铜铅混合精矿和铜铅混浮尾矿；
(3)对铜铅混浮尾矿进行2次扫选，加入捕收剂Z-200和起泡剂2号油，且每次铜铅扫选捕收剂Z-200的添加量为铜铅混浮粗选的0.1～0.5倍，起泡剂2号油添加量为铜铅混浮粗选的0.1～0.5倍，扫选尾矿即为混浮尾矿；
(4)向步骤(2)的铜铅混合精矿中先加入活性炭和硫化钠搅拌10～15分钟，以脱除矿物表面残留的药剂，然后加入铜铅分离抑制剂，并搅拌5～15分钟后再依次加入捕收剂Z-200、起泡剂2号油进行铜铅分离浮选作业，粗选得到铜粗精矿和铅粗精矿；
(5)对步骤(4)得到的铜粗精矿进行3次精选，精选只加入铜铅分离抑制剂，每次精选中铜铅分离抑制剂的添加量为步骤(4)中粗选的0.2～0.8倍；
(6)对步骤(4)得到的铅粗精矿进行2次扫选，扫选加入捕收剂Z-200和起泡剂2号油，且每次扫选捕收剂Z-200的添加量为布置(4)中粗选的0.1～0.6倍，起泡剂2号油添加量为步骤(4)中粗选的0.1～0.8倍，扫选尾矿即为铅精矿；
(7)步骤(5)中精选和步骤(6)中扫选的中矿依次返回上一级，形成闭路循环。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
在本实施例中所用的铜铅分离抑制剂，以质量分数计由以下组分组成：70％马来酸丙烯酸共聚物，20％氮氚三乙酸三钠，10％亚硫酸钠。采用上述的抑制剂，用于铜铅混合精矿浮选。本实施例中对湖南某铜铅硫化矿，矿石中含铜2.33％，铅5.58％。铜主要以黄铜矿的形式存在，铅主要以方铅矿的形式存在。矿石中含有少量石英、长石等脉石矿物。
具体步骤如下：
(1)对原矿进行破碎、磨矿至颗粒细度为-0.074mm占75％后向所述预选矿粉中加入水，调节矿浆的质量浓度至300g/L，得到预选矿浆；向预选矿浆中加入抑制剂硫酸锌600g/t和石灰1000g/t，捕收剂Z-200用量为50g/t，起泡剂2号油15g/t进行铜铅混合粗选，得到铜铅混合精矿和铜铅尾矿。
对铜铅混浮尾矿进行扫选，铜铅扫选过程中，扫一Z-200用量为15g/t，扫二Z-200用量为5g/t；扫一起泡剂2号油用量为10g/t，扫二起泡剂2号油用量为5g/t。
(2)对得到的铜铅混合精矿先加入活性炭500g/t和硫化钠500g/t搅拌15分钟，以脱除矿物表面残留的混合浮选药剂，再加入铜铅分离抑制剂1000g/t搅拌5分钟，再加入40g/t的捕收剂Z-200、起泡剂2号油20g/t，药剂作用时间均为3分钟后进行铜粗选。
对于得到的铜粗精矿和铅粗精矿分别进行3次精选和2次扫选的闭路选矿流程分选，即可得到铜精矿和铅精矿。
(3)精选过程中，精选一添加的铜铅分离抑制剂为400g/t，精选二添加的铜铅分离抑制剂为200g/t，精选三添加的铜铅分离抑制剂为100g/t。扫选过程中，扫一Z-200用量为20g/t，扫二Z-200用量为5g/t；扫一起泡剂2号油用量为5g/t，扫二起泡剂2号油用量为5g/t。
实施例1结果如表1所示。
表1实施例1结果
由表1可知，采用本发明中的铜铅分离抑制剂对湖南某铜铅硫化矿进行铜铅分离浮选，在较低的用量下依然就能够获得较好的选矿指标，实验室闭路试验可以得到铜品位26.43％，回收率83.16％的铜精矿，其中铜精矿含铅品位为1.45％。可以得到铅品位56.33％，回收率86.35％的铅精矿，其中，铅精矿含铜品位为1.15％。
实施例2
在本实施例中所用的铜铅分离抑制剂，以质量分数计由以下组分组成：70％马来酸丙烯酸共聚物，20％氮氚三乙酸三钠，10％亚硫酸钠。采用上述的抑制剂，用于铜铅混合精矿浮选。本实施例中对云南某铜铅硫化矿，矿石中含铜1.70％，铅4.23％。铜主要以黄铜矿的形式存在，铅主要以方铅矿的形式存在。矿石中含有少量石英、长石等脉石矿物。
具体步骤如下：
(1)对原矿进行破碎、磨矿至颗粒细度为-0.074mm占75％后向所述预选矿粉中加入水，调节矿浆的质量浓度至350g/L，得到预选矿浆；向预选矿浆中加入抑制剂硫酸锌800g/t和石灰800g/t，捕收剂Z-200用量为60g/t，起泡剂2号油15g/t进行铜铅混合粗选，得到铜铅混合精矿和铜铅混浮尾矿。
对铜铅混浮尾矿进行扫选，铜铅扫选过程中，扫一Z-200用量为10g/t，扫二Z-200用量为5g/t；扫一起泡剂2号油用量为10g/t，扫二起泡剂2号油用量为5g/t。
(2)对得到的铜铅混合精矿先加入活性炭600g/t和硫化钠600g/t搅拌15分钟，以脱除矿物表面残留的混合浮选药剂，再加入铜铅分离抑制剂1200g/t搅拌5分钟，再加入40g/t的捕收剂Z-200、起泡剂2号油15g/t，药剂作用时间均为3分钟后进行铜粗选。
对于得到的铜粗精矿和铅粗精矿分别进行3次精选和2次扫选的闭路选矿流程分选，即可得到铜精矿和铅精矿。
(3)精选过程中，精选一添加的铜铅分离抑制剂为500g/t，精选二添加的铜铅分离抑制剂为250g/t，精选三添加的铜铅分离抑制剂为120g/t。扫选过程中，扫一Z-200用量为20g/t，扫二Z-200用量为5g/t；扫一起泡剂2号油用量为5g/t，扫二起泡剂2号油用量为5g/t。
表2实施例2结果
由表2可知，采用本发明中的铜铅分离抑制剂对云南某铜铅硫化矿进行铜铅分离浮选，在较低的用量下依然就能够获得较好的选矿指标，实验室闭路试验可以得到铜品位23.43％，回收率87.02％的铜精矿，其中铜精矿含铅品位为1.35％。可以得到铅品位59.43％，回收率92.48％的铅精矿，其中，铅精矿含铜品位为1.23％。
实施例3
在本实施例中所用的铜铅分离抑制剂，以质量分数计由以下组分组成：70％马来酸丙烯酸共聚物，20％氮氚三乙酸三钠，10％亚硫酸钠。采用上述的抑制剂，用于铜铅混合精矿浮选。本实施例中对四川某复杂多金属矿，矿石中含铜1.58％，铅4.55％。铜主要以黄铜矿，辉铜矿的形式存在，铅主要以方铅矿的形式存在。矿石中含有少量石英、长石等脉石矿物。
具体步骤如下：
(1)对原矿进行破碎、磨矿至颗粒细度为-0.074mm占75％后向所述预选矿粉中加入水，调节矿浆的质量浓度至350g/L，得到预选矿浆；向预选矿浆中加入抑制剂硫酸锌100g/t和石灰100g/t，捕收剂Z-200用量为55g/t，起泡剂2号油15g/t进行铜铅混合粗选，得到铜铅混合精矿和铜铅混浮尾矿。
对铜铅混浮尾矿进行扫选，铜铅扫选过程中，扫一Z-200用量为15g/t，扫二Z-200用量为5g/t；扫一起泡剂2号油用量为10g/t，扫二起泡剂2号油用量为5g/t。
(2)对得到的铜铅混合精矿先加入活性炭800g/t和硫化钠400g/t搅拌15分钟，以脱除矿物表面残留的混合浮选药剂，再加入铜铅分离抑制剂1000g/t搅拌5分钟，再加入30g/t的捕收剂Z-200、起泡剂2号油15g/t，药剂作用时间均为3分钟后进行铜粗选。
对于得到的铜粗精矿和铅粗精矿分别进行3次精选和2次扫选的闭路选矿流程分选，即可得到铜精矿和铅精矿。
(3)精选过程中，精选一添加的铜铅分离抑制剂为300g/t，精选二添加的铜铅分离抑制剂为150g/t，精选三添加的铜铅分离抑制剂为75g/t。扫选过程中，扫一Z-200用量为15g/t，扫二Z-200用量为10g/t；扫一起泡剂2号油用量为5g/t，扫二起泡剂2号油用量为5g/t。
表3实施例3结果
由表3可知，采用本发明中的铜铅分离抑制剂对四川某复杂多金属矿进行铜铅分离浮选，在较低的用量下依然就能够获得较好的选矿指标，实验室闭路试验可以得到铜品位25.43％，回收率82.75％的铜精矿，其中铜精矿含铅品位为1.23％。可以得到铅品55.43％，回收率92.09％的铅精矿，其中，铅精矿含铜品位为1.18％。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种铜铅硫化矿浮选分离抑制剂，其特征在于，包括马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠和亚硫酸钠，按质量比，马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠、亚硫酸钠的含量分别为65％～75％、10％～20％、5％～15％。
2.根据权利要求1所述的铜铅硫化矿浮选分离抑制剂，其特征在于，所述马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠、亚硫酸钠的含量分别为70％、20％、10％。
3.根据权利要求1所述的铜铅硫化矿浮选分离抑制剂的制备方法，其特征在于，在常温条件下，将马来酸-丙烯酸共聚物、氮氚三乙酸三钠、亚硫酸钠按比例混合，然后加入高剪切乳化机中进行乳化分散，得到均匀粘稠的悬浊液，即为铜铅分离抑制剂。
4.根据权利要求3所述的铜铅硫化矿浮选分离抑制剂，其特征在于，所述高剪切乳化机的转速不低于6000rpm，乳化分散30分钟。
5.根据权利要求1所述的铜铅硫化矿浮选分离抑制剂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铜铅硫化矿原矿进行破碎、磨矿后调节矿浆的质量浓度至300g/L～350g/L，得到预选矿浆，其中磨矿至颗粒细度为-0.074mm占75％～85％；
(2)向预选矿浆中加入抑制剂硫酸锌和氧化钙，捕收剂Z-200，起泡剂2号油，进行铜铅混浮粗选作业，得到铜铅混合精矿和铜铅混浮尾矿；
(3)对铜铅混浮尾矿进行2次扫选，加入捕收剂Z-200和起泡剂2号油，且每次铜铅扫选捕收剂Z-200的添加量为铜铅混浮粗选的0.1～0.5倍，起泡剂2号油添加量为铜铅混浮粗选的0.1～0.5倍，扫选尾矿即为混浮尾矿；
(4)向步骤(2)的铜铅混合精矿中先加入活性炭和硫化钠搅拌10～15分钟，以脱除矿物表面残留的药剂，然后加入铜铅分离抑制剂，并搅拌5～15分钟后再依次加入捕收剂Z-200、起泡剂2号油进行铜铅分离浮选作业，粗选得到铜粗精矿和铅粗精矿；
(5)对步骤(4)得到的铜粗精矿进行3次精选，精选只加入铜铅分离抑制剂，每次精选中铜铅分离抑制剂的添加量为步骤(4)中粗选的0.2～0.8倍；
(6)对步骤(4)得到的铅粗精矿进行2次扫选，扫选加入捕收剂Z-200和起泡剂2号油，且每次扫选捕收剂Z-200的添加量为布置(4)中粗选的0.1～0.6倍，起泡剂2号油添加量为步骤(4)中粗选的0.1～0.8倍，扫选尾矿即为铅精矿；
(7)步骤(5)中精选和步骤(6)中扫选的中矿依次返回上一级，形成闭路循环。
6.根据权利要求5所述的铜铅硫化矿浮选分离抑制剂的应用方法，其特征在于，所述步骤(2)中硫酸锌用量为800～1300g/t，氧化钙用量为500～2000g/t，捕收剂Z-200用量为50～100g/t，起泡剂2号油用量为5～30g/t。
7.根据权利要求5所述的铜铅硫化矿浮选分离抑制剂的应用方法，其特征在于，所述步骤(4)中活性炭用量为500～1500g/t，硫化钠用量为400～1000g/t，铜铅分离抑制剂用量为500～1500g/t，捕收剂Z-200用量为50～100g/t、起泡剂2号油用量为10～60g/t。
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