CN116441055A - 一种硫化铜矿浮选用组合抑制剂及浮选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫化铜矿浮选用组合抑制剂及浮选方法，按重量份计，所述组合抑制剂包括以下组分：石灰20‑60份，腐殖酸钠15‑40份，亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠10‑40份，氯化钙10‑40份。本发明组合抑制剂无毒、无害，可先加工成标准工业品来使用，解决了传统抑制剂配制困难、浪费严重、用量大、有毒性、对环境污染毒害大、选矿生产指标波动大等问题，在铜硫多金属硫化矿高效分离过程中，本发明的组合抑制剂用量比传统抑制剂用量少50％以上，生产药剂的成本下降40％左右，铜精矿品位可提高2‑4％，铜精矿回收率可提高2％以上，经济效益显著。

Description

一种硫化铜矿浮选用组合抑制剂及浮选方法

技术领域

本发明涉及铜矿浮选技术领域，特别涉及一种硫化铜矿浮选用组合抑制剂及浮选方法。

背景技术

为回收铜硫多金属硫化矿中的各种有价矿物，根据各种矿物的可浮性不同，通常采用优先浮选法对各种矿物进行分离。优先浮选流程，常常采用先浮选硫化铜矿物，再浮选硫铁矿。因硫铁矿的可浮性与硫化铜矿物极其相似，因此难将其进行高效分离。同时，由于铜矿物在矿浆中会解离出铜离子，虽量少但对硫铁矿有显著活化作用，从而会明显扰乱高效分离过程，最终引起各矿石精矿品位不合格的问题。

为了加大硫铁矿和各种矿物的可浮性，为高效分离创造条件，需要在浮选工艺中添加抑制剂。目前，铜矿浮选所用的抑制剂通常采用石灰、六偏磷酸钠、重铬酸盐、水玻璃、柠檬酸盐、TETA、二乙烯三胺等，辅助抑制剂一般为亚硫酸钠、腐殖酸钠、焦亚硫酸钠、次氯酸盐、氰化物等，但这些抑制剂普遍存在用量大、有毒性、对环境污染毒害大、选矿生产指标波动大等问题，例如，石灰相对于其他抑制剂来说，原料易得且成本低，其通过水解生成大量氢氧根离子与硫铁矿表面的铁离子生成难溶而亲水的氢氧化铁薄膜，从而降低硫铁矿的可浮性，虽然其抑制效果优于其他抑制剂，但也存在使用量大、配制过程浪费严重、易堵塞管道和腐蚀设备等问题。

中国专利CN113210137A公开了一种含高岭土的硫化铜矿分离用组合抑制剂及分离方法，该组合抑制剂包括过碳酸钠和木质素磺酸钾盐，其针对含高岭土的硫化铜矿石，通过添加聚丙烯酸盐对高岭土进行两级抑制，得到铜硫混合精矿，木质素磺酸盐在水中可以与多种金属离子形成金属螯合物，进而可减少矿浆中对硫铁矿有活化能力的离子浓度，降低其活化作用，过碳酸钠一方面用于调节矿浆电位，使硫铁矿物生成亲水物质，以抑制硫铁矿物的上浮，另一方面用于氧化矿浆中的亚铁离子，消除亚铁离子对硫矿物的活化作用。但是，该专利中木质素磺酸盐主要作用是间接减小矿浆中不利离子的影响，不能用于铜硫多金属硫化矿优先浮选流程中直接抑制硫铁矿；此外，过碳酸钠作为强氧化剂，在矿浆中会释放氧气，增加矿浆溶氧量，加速硫化矿的氧化，而氧化后的硫化矿石回收难度大，从而将降低硫化矿的回收率，引起有用矿物流失，对提高硫化矿综合利用率并不友好。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种硫化铜矿浮选用组合抑制剂及浮选方法，本发明采用由石灰、腐殖酸钠、亚硫酸钠、氯化钙组成的组合抑制剂，该组合抑制剂无毒、无害，可先加工成标准工业品来使用，解决了传统抑制剂配制困难、用量大、有毒性、对环境污染毒害大、选矿生产指标波动大等问题，具有使用成本低、浮选抑制效果好等特点。

本发明采用的技术方案如下：一种硫化铜矿浮选用组合抑制剂，按重量份计，所述组合抑制剂包括以下组分：石灰20-60份，腐殖酸钠15-40份，亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠10-40份，氯化钙5-20份。其具体配比可以是：石灰35份、腐殖酸钠25份、亚硫酸钠15份、氯化钙8份，或者是石灰60份、腐殖酸钠40份、焦亚硫酸钠30份、氯化钙15份，或者是石灰20份、腐殖酸钠15份、亚硫酸钠10份、氯化钙5份等。

在发明中，石灰作为主要的硫铁矿抑制剂，其在水中发生水解生成氢氧根离子，氢氧根离子与硫铁矿表面的铁离子生成难溶而亲水的氢氧化铁薄膜，从而增加硫铁矿的亲水性，降低其可浮性。进一步，腐殖酸是一种比较稳定的具有芳香结构的天然大分子有机质，由稀疏的芳香环连结一起构成的一张断断续的网结构中有许多大小不一的空洞孔隙，由于其具有复杂的结构和多种功能团，因而具有很高的反应活性和较强的吸附性能，而且由于它的表面带有较大的负电性，因而还可以与水中的重金属离子发生一系列反应，螯合铜离子，使矿浆中游离态的铜离子以络合物的方式存在，进而避免了铜离子对硫铁矿的活化作用，进一步加强了对硫铁矿的抑制效果。

进一步，本发明中的亚硫酸钠一方面具有强还原性，能降低矿浆中的电位，能进一步使铜离子的活化作用消失；另一方面亚硫酸钠具有擦洗清洁黄铜矿表面，使其活性提高的作用，同时亚硫酸钠可在黄铁矿表面形成亲水性亚硫酸铁和氢氧化铁沉淀，从而降低了黄铁矿的可浮性，增强了黄铜矿与黄铁矿的分选效果。

进一步，本发明创新性的引入了氯化钙作为辅助抑制剂，氯化钙一方面在水中发生水解使溶液呈弱酸性，由此促进石灰水解反应的发生，使其产生更多的氢氧根离子，另一方面，氯化钙与腐殖酸钠、亚硫酸钠在水中反应生成亲水性较强的亚硫酸钙和腐殖酸钙，可定向吸附在黄铁矿表面，阻止捕收剂与黄铁矿作用。本发明的组合抑制剂解决了传统抑制剂配制困难、用量大、有毒性、对环境污染毒害大、选矿生产指标波大等问题。

作为优选，按重量份计，所述组合抑制剂包括以下组分：石灰30-50份，腐殖酸钠20-40份，亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠10-30份，氯化钙5-15份，更优选为：石灰40份，腐殖酸钠30份，亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠20份，氯化钙10份。

进一步，所述组合抑制剂的制备方法为：将石灰、腐殖酸钠、亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠、氯化钙分别按重量比例称量后，经破碎、研磨得到粉末态，将粉末态的各组分混合均匀后即得。

进一步，粉末态的组合抑制剂的粒径为0.015-0.025mm。组合抑制剂的粒径不能过大，过大则溶解不充分，影响药效。

进一步，本发明还包括一种硫化铜矿的浮选方法，包括以下步骤：

A、硫化铜原矿经破碎、磨矿分级后得到有用矿物和脉石矿物实现单体解离的矿浆，单体解离矿浆经调浆处理后得到适合浮选的合格矿浆；

B、将合格矿浆输送至浮选机中进行浮选，浮选药剂包括抑制剂、捕收剂和起泡剂，所述抑制剂为上述组合抑制剂；

C、合格矿浆经浮选后得到精选矿浆，精选矿浆经浓缩机和过滤机浓缩过滤后，即得到铜精矿。

进一步，在步骤B中，以矿浆重量计，抑制剂的加入量为500-800g/t，捕收剂的加入量为80-150g/t，起泡剂的加入量为10-30g/t。作为优选，抑制剂的加入量为600-700g/t，捕收剂的加入量为100-130g/t，起泡剂的加入量为15-25g/t。

进一步，在步骤B中，采用四级浮选的方式对合格矿浆进行浮选，具体为：

(1)、向合格矿浆中加入浮选药剂后，进行一级浮选，得到一级精选矿浆，一级精选矿浆依次经过二级浮选、三级浮选、四级浮选后，得到精选矿浆；

(2)、三级浮选得到的中矿返回二级浮选中进行浮选，四级浮选得到的中矿返回三级浮选中进行浮选；

(3)、一级浮选得到的尾矿经扫选得到扫选中矿，合并二级浮选得到的中矿，一并返回一级浮选中进行浮选。

作为优选，所述捕收剂为捕收剂DF-207，所述起泡剂为DF-406。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的组合抑制剂中，主要利用各组分在水中的水解性和协同作用，最大限度地抑制硫铁矿的可浮性，并在一定程度上提高硫化铜矿的回收率，在显著降低抑制剂用量及成本的情况下，本发明的组合抑制剂解决了传统抑制剂配制困难、用量大、有毒性、对环境污染毒害大、选矿生产指标波大等问题；

2、在铜锌硫多金属硫化矿高效分离过程中，本发明的组合抑制剂用量比传统抑制剂用量少50％以上，生产药剂的成本下降40％左右，铜精矿品位可提高2-4％，铜精矿回收率可提高2％以上，经济效益显著；

3、本发明的组合抑制剂可制备成标准的工业产品，无需现场制备，以及在浮选时无需分类分批加入，使用方便，浮选效果稳定，可实现组合抑制剂大批量工业化生产，避免了传统抑制剂现场制备以及分批加入所存在的配比量不稳定、浮选效果不稳定、选矿生产指标波动大的问题。

附图说明

图1是本发明的一种硫化铜矿的浮选方法工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

矿石中铜品位为2.01％，硫品位为15％，金属矿物以磁黄铁矿为主，其次有黄铜矿，少量和微量矿物有斑铜矿、辉铜矿、孔雀石、赤铁矿、褐铁矿、方铅矿、钛铁矿、板钛矿、金红石、软锰矿筹。非金属矿物主要有云母类、绿泥石类、石英、长石类矿物，其次有方解石、伊利石、蛇纹石及其他粘土类矿物等。铜硫化矿嵌布关系复杂，粒度分布不均，矿石特性为高铜、高硫。

其浮选工艺流程的具体步骤为(如图1所示)：

S1、将原矿破碎、磨矿分级，使矿石中的铜硫矿石与脉石矿物充分单体解离，湿式磨矿至铜硫矿石粒度-0.074mm占60％，加水控制矿浆浓度为40％，矿浆的pH值为7.5；

S2、往步骤S1磨矿实现单体解离的矿浆中按照组合抑制剂(按重量百分数计，组合抑制剂由40％的高纯度石灰、30％的腐殖酸钠、20％的亚硫酸钠、10％的氯化钙混合得到，粒径在0.015-0.025mm范围内)300g/t，捕收剂DF-20790g/t，起泡剂DF-406 15g/t的顺序加入调浆桶，搅拌4min，进行第一次优先选铜粗选，粗选时间为6.5min，获得铜粗精矿1和粗选尾矿1；

S3、往步骤S2获得的粗选尾矿1中加入捕收剂DF-207 30g/t，起泡剂DF-406 5g/t，搅拌2min，进行第一次优先选铜扫选，扫选时间为4min，获得铜扫选精矿1和扫选尾矿；

S4、往步骤S2获得的铜粗精矿1中加入组合抑制剂(成分组成同上)200g/t，搅拌3min，进行第一次精选铜，精选时间为4.5min，获得铜精选一精矿1和中矿1；

S5、将步骤S3和S4获得的扫选精矿1和中矿1集中返回第一次优先选铜粗选，进行闭路循环浮选；

S6、往步骤S4获得的铜精一精矿1中加入组合抑制剂(成分组成同上)100g/t，搅拌2min，进行第二次精选铜，精选时间为4min，获得铜精选二精矿2和中矿2；

S7、往步骤S5获得的铜精二精矿2中加入组合抑制剂(成分组成同上)50g/t，搅拌1.5min，进行第三次精选铜，精选时间为3.5min，获得铜精选三精矿3和中矿3；

S8、将步骤S6和S7获得的精选中矿2、中矿3顺序返回上道作业进行闭路循环浮选。

实施例2

实施例2与实施例1相同，其不同之处在于，其原矿品位铜为2.57％，硫为18.25％。

实施例3

实施例3与实施例1相同，其不同之处在于，其原矿品位铜为1.37％，硫为7.31％。

对比例1

对比例1与实施例1相同，其不同之处在于，其抑制剂为石灰，石灰用量为1500g/t。

对比例2

对比例2与实施例1相同，其不同之处在于，其抑制剂为腐殖酸钠，腐殖酸钠用量为650g/t。

对比例3

对比例3与实施例1相同，其不同之处在于，其抑制剂由石灰和腐殖酸钠构成，质量比为4:3，抑制剂的用量为650g/t。

对比例4

对比例4与实施例1相同，其不同之处在于，其抑制剂由石灰和腐殖酸钠构成，石灰用量为1500g/t，腐殖酸钠的用量为650g/t。

对比例5

对比例5与实施例1相同，其不同之处在于，其抑制剂由石灰、腐殖酸钠和亚硫酸钠构成，质量比为4:3:2，抑制剂的用量为650g/t。

对比例6

对比例6与实施例1相同，其不同之处在于，其抑制剂由石灰和亚硫酸钠构成，质量比为4:2，抑制剂的用量为650g/t。

对比例7

对比例7与实施例1相同，其不同之处在于，其抑制剂由石灰、亚硫酸钠和氯化钙构成，质量比为4:2:2，抑制剂的用量为650g/t。

对比例8

对比例8与实施例1相同，其不同之处在于，其组合抑制剂的粒径主要在1-3mm范围内。

实施例和对比例硫化铜矿浮选生产指标如下表所示：

表1不同药剂浮选生产指标表

由表1可以知：

1、由实施例1与对比例1对比得到，即使将石灰的用量提高2倍以上，其铜精矿的品位和铜回收率仍然低于实施例1，说明本发明的组合抑制剂相对于石灰来说，在使用成本和抑制效果方面具有明显的技术优势；进一步，根据对比例2和对比例3的结果可知，单独使用腐殖酸钠的抑制效果明显不及本发明的组合抑制剂，同时，由对比例3和4的结果可知，相对于对比例1来说，将石灰和腐殖酸钠组合使用后，其铜精矿的品位和铜回收率并没有明显提高，反而还有所下降，由此说明石灰和腐殖酸钠组合使用并不能提高其抑制效果；

2、由对比例5可以得到，在加入亚硫酸钠后，铜精矿的品位和铜回收率明显提高，说明亚硫酸钠能够明显提高组合抑制剂的抑制效果，同时，相对于实施例1来说，组合抑制剂缺少氯化钙组分时，其抑制效果也随之下降，说明氯化钙也能明显提高组合抑制剂的抑制效果；

3、由对比例6可以得到，其相对于对比例5来说，缺少腐殖酸钠会降低组合抑制剂的抑制作用；将实施例1与对比例7对比得到，在氯化钙存在的情况下，组合抑制剂缺少腐殖酸钠组分时，组合抑制剂的抑制效果有所下降，由此说明，在缺少腐殖酸钠时，氯化钙的引入会对组合抑制剂的抑制作用产生负面影响，在同时引入腐殖酸钠和氯化钙后，组合抑制剂的抑制作用明显升高，由此说明，腐殖酸钠和氯化钙之间存在协同促进作用；

4、由对比例8可得，当组合抑制剂的粒径过大时，铜精矿的品位和铜回收率有所降低，组合抑制剂的抑制作用减弱，由此说明，组合抑制剂粒径不宜过大，否则会影响其作用的发挥。

本发明的组合抑制剂，其适应性强、抑硫效果好、选矿指标优异，其针对不同原矿品位的铜硫多金属硫化矿均可取得优异的选矿技术指标，在原矿品位接近的条件下，铜品位最大可提高4个百分点，铜回收率可提高2个百分点以上。同时，本发明的组合抑制剂石灰用量小，生产配制过程中无浪费，石灰用量可减少80％以上，解决了传统配制石灰乳工艺造成的溶解不充分、易堵塞工艺管线、浓度配制不精确、浪费量大(15％以上)及生产指标波动的问题，而且本发明的组合抑制剂生产可采用破碎、混合、研磨工艺制成标准化产品，规避了单一产品添加中的人为干扰因素，操作更为简便。

进一步，本发明的组合抑制剂对环境和设备友好，其采用无毒、无害的工业化学品为原料，生产中尾矿滤液pH由传统石灰工艺11降低至7.5，对环境几乎无破坏性影响，其生产成本低，可大幅降低选矿中的药剂成本。使用本发明的组合抑制剂所构成的浮选工艺，与传统浮选工艺相比，仅抑制剂成本就能降低30％，而且根据“重抑重浮”理论，铜捕收剂也可相应降低用量，后序回收硫的活化剂及捕收剂等药剂用量相应也可大幅降低，整个浮选工艺的成本得到了明显降低，提高了企业的利润空间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硫化铜矿浮选用组合抑制剂，其特征在于，按重量份计，所述组合抑制剂包括以下组分：石灰20-60份，腐殖酸钠15-40份，亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠10-40份，氯化钙5-20份。

2.如权利要求1所述的硫化铜矿浮选用组合抑制剂，其特征在于，石灰30-50份，腐殖酸钠20-40份，亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠10-30份，氯化钙5-15份。

3.如权利要求1所述的硫化铜矿浮选用组合抑制剂，其特征在于，所述组合抑制剂包括以下组分：石灰40份，腐殖酸钠30份，亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠20份，氯化钙10份。

4.如权利要求1所述的硫化铜矿浮选用组合抑制剂，其特征在于，所述组合抑制剂的制备方法为：将石灰、腐殖酸钠、亚硫酸钠或/和焦亚硫酸钠、氯化钙分别按重量比例称量后，经破碎、研磨得到粉末态，将粉末态的各组分混合均匀后即得。

5.如权利要求1所述的硫化铜矿浮选用组合抑制剂，其特征在于，粉末态的组合抑制剂的粒径为0.015-0.025mm。

6.一种硫化铜矿的浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、硫化铜原矿经破碎、磨矿分级后得到有用矿物和脉石矿物实现单体解离的矿浆，单体解离矿浆经调浆处理后得到适合浮选的合格矿浆；

B、将合格矿浆输送至浮选机中进行浮选，浮选药剂包括抑制剂、捕收剂和起泡剂，所述抑制剂为上述权利要求1-5任一所述的组合抑制剂；

C、合格矿浆经浮选后得到精选矿浆，精选矿浆经浓缩机和过滤机过滤后，即得到铜精矿。

7.如权利要求6所述的硫化铜矿的浮选方法，其特征在于，在步骤B中，以矿浆重量计，抑制剂的加入量为500-800g/t，捕收剂的加入量为80-150g/t，起泡剂的加入量为10-30g/t。

8.如权利要求6所述的硫化铜矿的浮选方法，其特征在于，以矿浆重量计，抑制剂的加入量为600-700g/t，捕收剂的加入量为100-130g/t，起泡剂的加入量为15-25g/t。

9.如权利要求6所述的硫化铜矿的浮选方法，其特征在于，在步骤B中，采用四级浮选的方式对合格矿浆进行浮选，具体为：

(1)、向合格矿浆中加入浮选药剂后，进行一级浮选，得到一级精选矿浆，一级精选矿浆依次经过二级浮选、三级浮选、四级浮选后，得到精选矿浆；

(2)、三级浮选得到的中矿返回二级浮选中进行浮选，四级浮选得到的中矿返回三级浮选中进行浮选；

(3)、一级浮选得到的尾矿经扫选得到扫选中矿，合并二级浮选得到的中矿，一并返回一级浮选中进行浮选。

10.如权利要求6所述的硫化铜矿的浮选方法，其特征在于，所述捕收剂为捕收剂DF-207，所述起泡剂为DF-406。