（矿物加工工程专业论文）卡房高砷锡石硫化铜矿粗粒浮选新工艺研究.pdf

昆明理t 大学硕士学位论文 摘要 摘要 卡房高砷锡石硫化铜矿属于铜锡共生多金属硫化矿，根据选矿的一般原理， 这种硫化矿物的主要选别方法是浮选，其中的锡石由于比重较大常采用重选进行 回收利用。对于铜锡共生硫化矿，原则上是将矿石磨至能进行浮选的细度，先浮 出硫化铜矿物，浮选尾矿再进行重选回收锡石。但由于锡石性脆，在磨矿过程中 易过粉碎，微细粒锡石的处理至今还是选矿的一大难题，所以锡石的回收通常要 求较粗的磨矿粒度，以便尽可能减少细粒锡石的生成，而浮选回收硫化矿通常要 求磨矿粒度更细，因此，长期以来对于锡石硫化矿的选别都存在锡石重选和硫化 矿浮选在粒度上的矛盾。针对这一问题，我们进行了硫化铜矿粗粒浮选新工艺的 研究。 粗粒浮选的理论分析结果表明，气泡携带矿粒上浮的条件是。，扩鱼云型d ， 当矿浆浓度和矿物密度一定时，矿物颗粒越粗，浮选所需气泡直径越大。由于越 大的气泡越密易变形和破裂，上浮时不但会加剧气泡之间的兼并，而且由此产生 的撞击力会导致矿粒从气泡上脱落重新进入矿浆，所以，为了降低溶液表面张力， 阻止气泡的兼并，提高泡沫的稳定性和机械强度，增加矿粒与气泡的附着几率， 需要适当加大起泡荆的用量。 以矿粒和气泡的粘着力为依据进行的理论研究结果表明，矿粒要牢固地粘着 于气泡的条件是：s i n g ，嬖叁d 2 + 士净一h 鳓d 。由此可知，在其它条件如矿浆浓度、r i 印缸气4 临气、 。“ 气泡的粒径等相同的情况下，粒度d 越大的矿粒，要牢固粘着于气泡上浮所需的 s i n 0 也越大，即要求矿物表面疏水性越强，所以，对于粗粒浮选，要求捕收剂的 用量应相对大一些。 理论研究表明，砷矿物被抑制的条件是艺罢w h e np u l pa n dm i n e r a ld e n s i t ya r ed e f t n i t e ，t h e c o a r s e rt h em i n e r a lp a r t i c l e sa r e ，t h el a r g e rt h ed i a m e t e ro fb u b b l e sn e e d e di s b e c a u s et h e b i g g e rb u b b l e sa r em o r em u t a b l ea n df r a g i l e ，t h ea n n e x a t i o na m o n gb u b b l e si s 、i n c r e a s e da n dt h e b u m p i n gb r o u g h tb ya n n e x a t i o nl e a d st om i n e r a lp a r t i c l e sd i s e n g a g i n gf r o m1 1 1 i n e r a l i z e db u b b l e s a n dg o i n gi n t ot h ep u l p ，t h ed o s a g eo ff r o t h e rn e e d st op r o p e r l yi n c r e a s ei no r d e rt od e p r e s s s o l u t io ns u r f a c et e n s i o n ，p r e v e n tf r o ma n n e x a t i o n a m o n gb u b b l e s ，i m p r o v ef r o t h s t a b i l i t ya n dm e c h a n i c a li n t e n s i t y ，a n di n c r e a s et h ep r o b a b i l i t yo fm i n e r a lp a r t i c l e s a d h e r i n gt ob u b b l e s ， a c c o r d i n gt ot h ea d h e r i n gf o r c eb e t w e e nm i n e r a lp a r t i c l e sa n db u b b l e s ，t h er e s u l to f t h e o r e t i c a lr e s e a r c hs h o w st h a tt h ec o n d i t i o no fm i n e r a lp a r t i c l e sa d h e r i n gt ob u b b l e s s 瑚 案酽+ 去学一一w 曲。w t n a 吨噼m ep a r t i c l e s i z eis ，t h eb i g g e rt h es i n 0i su n d e rt h es a m ep a r a m e t e r ss u c ha sp u l pc o n c e n t r a t i o n a n db u b b l ed i a m e t e r ，e t c n a m e l y ，i ft h em i n e r a lp a r t i c l e sn e e dt ob eb r o u g h tt ot h e s u r f a c eo fp u l p ，h i g h e rs u r f a c eh y d r o p h o b i c i t yo fm i n e r a l si sn e c e s s a r y ，t h e r e f o r e ， t h ed o s a g eo fc o l l e c t o ri sal i t t l eb i tm o r ef o rc o a r s e - f l o t a t i o n t h er e s u l to ft h e o r e t i c a lr e s e a r c hi n d i c a t e st h ec o n d i t i o no fd e p r e s s i n ga r s e n i c 1 t t 昆明埋工人学碘j 学位论文 摘要 m i n e r a 警 詈( 一蠡) m m t n e 蛔u l a ，w ec a nk n o w 蛳t n ec o n t a c t 鹕加r a r s e n o p y r i t ei sn o tb i ge v e n i f t h er e s u l to fd e p r e s s i o ni sd i s s a t i s f i e d 。i ti sg o o dt o d i s e n g a g ea r s e n o p y r i t ef r o mb u b b l e sw i t hv e r ys m a l lr a t i oo fs i n o ，c a u s e db yc o a r s ef l o t a t i o n p a r t i c l e a r s e n o p y r i t ec o n t e n tw i l lb ed e c r e a s e di nc o p p e rc o n c e n t r a t eb e c a u s eb i g p a r t i c l es i z eo fa r s e n o p y r i t ei se a s i e rt ob ed e p r e s s e d ， ap r i n c i p l ec i r c u i to fp r i m a r yg r i n d i n g b u l k f l o t a t i o n r e g r i n d i n go f c o a r s e c o n c e n t r a t e s e p a r a t i o no fc ua n da s ( s ) m i n e r a l si ss e l e c t e dt o ：p r o c e s sh i g ha r s e n i c c o n t e n tc a s s i t e r i t ec o p p e rs u l f i d eo r ei n k a f a n g t h i st e c h n o l o g yp r e f e r e n t i a l 。l yc o n c e n t r a t e s u n i t a r ya n dl o c k - p a r t i c l es u l p h i d em i n e r a l sa n dt h e nt h et a i l i n g se n t e rg r a v i t yc o n c e n t r a t i o n o p e r a t i o na f t e r t h eo r ei s g r i n d e dt o o 0 7 4 r a m4 0 4 5 p a r t i c l es i z e c a s s i t e r i t ei s e f f e c t i v e l yp r o t e c t e da n dag o o dc o n d i t i o no ff e e d i n gf o rg r a v i t yc o n c e n t r a t i o ni sp r o v i d e di nt h i s p r o c e s s c o p p e rc o a r s ec o n c e n t r a t ei sr e g r i n d e da n dr e p r o c e s s e da n ，dt a i l i n g se n t e rt h eg r a v i t y c o n c e n t r a t i o nf o rt i nm i n e r a lr e c o v e r y n o to n l yt h el o s so ft h et i nm i n e r a li nt h es u l p h i d e m i n e r a l si sr e d u c e da n dt h er e c o v e r yo fg r a g i t yc o n c e n t r a t i o no ft i ni se n s u r e d ，b u ta l s ot h eg r a d e a n dr e c o v e r yo fc o p p e rc o n c e n t r a t ea r ei n c r e a s e da n dt h ec o n t e n to fa r s e n i ci nt h ec o n c e n t r a t ei s d e c r e a s e d t h ep r o c e s so fh i g ha r s e n i cc o n t e n tc a s s i t e r i t ec o p p e rs u l f i d eo r ei nk a f a n gu s e sl i m ea s p hr e g u l a t i o nr e a g e n ta n dd e p r e s s a n t 。o fc ua n da s ( s ) m i n e r a l sa n db u t y lx a u t h a t ea s c o l l e c t o ro fc h a t c o p y r i t e a c c o r d i n gt ot h ee x p e r i m e n t so fg r i n d i n gf i n e n e s s ，d o s a g e o fp hr e g u l a t i o nr e a g e n ta n db u t y lx a n t h a t e ，w ed e t e r m i n ef e a s i b l er o u g h i n gc o n d i t i o n i nt h es i t u a t i o no fc o p p e r g r a d e2 4 8 ，a r s e n i cg r a d e3 4 0 ，廿ng r a d e 0 51 i n r u n o f - 砌l i eo r e c o p p e rc o n c e n t r a t ei n d i c e so fc o p p e rg r a d e2 3 5 8 c o p p e rr e c o v e r y 91 17 a n da r s e n i cg r a d e0 1 9 a r eo b t a i n e du s i n gs i n g l e - s t a g eo p e nc i r c u i tw i t lo n e r o u g h i n ga n dt w os c a v e n g i n ga n ds e c o n d - s t a g ec l o s e dc i r c u i tw i t ho n er o u g h i n g ，t w o c l e a n i n ga n dt w os c a v e n g i n g t a l l i n g sc o n t a i n i n g9 3 2 7 t i na n d o 0 7 4 m m4 0 4 5 p a r t i c l es i z ea r ev e r ya p p r o p r i a t ef e e d i n gt or e c o v e rt i nb yg r a v i t yc o n c e n t r a t i o n ，t h e l o s so ft i ni nt h ec o p p e rc o n c e n t r a t ei s o n l y3 8 1 s ot h eg o o dc o n d i t i o nf o rg r a v i t y c o n c e n t r a t i o no fc a s s i t e r i t eh a sb e e nc r e a t e d k e yw o r d s ；c o a r s e - f l o t a t i o n ；t e c h n o l o g y ；c a s s i t e r i t e ；c o p p e rs u l l ： h i d eo r e ；a r s e n o p y r i t e 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何 其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要 贡献的个人和集体，均包在1 讼文中作了明确的说明并表示了谢意。奉声 明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：李从秀 日期：工o o s年j 月2 7 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即 学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 导师签 名：c 呦 论文作者签名：生越煮 日期： 2 业年! 月兰2 曰 昆明理工大学硕士学位论文 第一章文献综述 第一章文献综述 1 1锡矿资源现状及特点 我国锡矿资源丰富，分布区域广，具有良好的成矿地质条件和多种矿床类型， 伴生组分多，综合利用价值高，在世界上具有重要地位。，我国锡矿资源以原生矿 床为主，原生锡矿共有储量2 2 2 5 万吨，占全国总量的7 6 。锡石( s n 0 2 ) 是主要 的含锡矿物，7 5 以上的锡来源于锡石。 1 1 1锡的地球化学性质 锡元素属于第五周期第v a 族元素，电子层结构为1s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 1 o 4 s 2 4 p 64 d 1 05 s 25 p 2 ，是人类运用较早的金属之一。目前已知的锡矿物约有6 0 余种， 其中自然元素锡及金属互化物9 种，硫化物及硫盐矿物2 2 种，氧化物8 种，氢 氧化物8 种，硅酸盐6 种，硼酸盐矿物4 种i i i 。锡的氧化矿物锡石s n o z ，含s n 7 8 6 ， 是选矿主要的回收对象。锡的硫化物如黝锡矿c u 2 f e s n s 4 ，含s n 2 7 5 ，也是有 工业价值的矿物。锡在地壳中的含量为0 0 0 0 6 ，具有亲氧和亲硫两重地球化学 性质。但锡的亲氧性远远大子其亲硫性，因此，地壳中常见的为氧化物一锡石。 s n 与w 、m o 类似，四价锡离子的极化能力较强，因而形成易挥发的卤化物，致 使锡在汽化热液阶段大量集中。在外生条件下，锡石十分稳定，故常形成砂矿1 2 】。 1 1 2 锡石的工艺矿物学特征1 3 目前，锡石是工业上惟一利用的矿物，其它矿物只有潜在利用价值。 锡石多含有类质同象混入物，如t i ，t a ，n b ，f e ，m n ，w ，z r ，s c ，l i ， b e ，r b ，c s 等，其杂质种类与矿床成因有关。 锡石为四方晶系，解理不完全。晶体结构具有金红石型结构，氧离子近似成 六方最紧密堆积，锡离子位于由六个氧离子组成的八面体空隙中，并构成s n 0 6 八而体配位。s n 0 6 八面体沿c 轴方向呈直柱状排列，每个s n 0 6 八面体与相邻的 两个s n 0 6 八面体有两条棱公用。锡石的晶胞尺寸的变异与晶格内杂质类质同象 的替换有关。 锡石力学性质的最大特点是硬度大、密度高、性脆易碎。锡石的密度6 ，8 - - 7 2 9 c m ，是为数不多的高密度常见矿物之一，故一般采用重选法回收锡石。锡 昆i ! j 理工人学硕士学位论文第一幸文献综述 石莫氏硬度6 7 ，沃伦斯基的硬度分类中，锡石排在不透明矿物之首。锡石又是 性脆的矿物之一，加之解理、裂开发育，导致磨矿过程极易粉碎泥化。因而，阶 段磨矿和阶段选别是降低锡石过粉碎的有效办法。尽管如此，锡石泥化总是不同 程度地存在着，浮选法回收细粒锡石是必要的。 1 1 3锡石多金属硫化矿矿石类型及其特征t n l 锡石多金属硫化矿成因上属于熟液型矿床，其成矿期主要发生在燕山期和阿 尔卑斯早期。按地球化学和岩石学分类，含锡多金属硫化矿床属于硫化矿一铁类 和硅一碱两大类型。前者可分为：( 1 ) 矽卡岩；( 2 ) 锡石一硫化物；( 3 ) 锡石一 碳酸盐；( 4 ) 锡石一碳酸盐一硫化物等四大矿系。后者为含金属硫化物的矿床亚 类型，主要是锡石一石英矿系。这几种矿床的特征见下表l 一2 。 根据我国的实际情况，按主要伴生有用矿物的种类，可将含锡多金属硫化矿 分为以下四种类型： 1 锡石一毒砂型 这类矿石的特点是：( 1 ) 矿物成分简单，除锡石外，硫化矿物主要是毒砂， 它在矿石中的含量有时高达5 0 以上；( 2 ) 锡石嵌布粒度粗而富集，主要与毒砂 共生，矿石易选。 2 锡石一硫化铅锌矿型 这类矿石的特点是：( 1 ) 金属矿物种类多，除锡石外，硫化矿物主要有黄铁 矿，其次为铁闪锌矿及脆硫锑铅矿等；( 2 ) 金属矿物多里集合体嵌布，围岩矿化 少，锡石呈粗细不均匀嵌布，主要与硫化矿物集合体呈粗粒嵌布，可选性中等。 3 锡石一磁性矿物型 这类矿石的特点是：( 1 ) 矿物成分复杂，除锡石外，还伴生有约占原矿4 0 的磁性矿物，主要为磁黄铁矿，其次为磁铁矿：( 2 ) 硫化矿物多呈集合体嵌布， 锡石大部分呈细粒嵌布在脉石内，小部分与黄铁矿共生，矿石难选。 4 锡石一铜钨铋矿物型 这类矿石的特点是：( 1 ) 有用矿物种类多，含量高达6 0 左右，除锡石外， 硫化矿物主要为磁黄铁矿和黄铁矿，其次为黄铜矿，还伴生有高比重的非硫化矿 物如臼钨矿、自然铋等：( 2 ) 锡石结晶粒度细，主要嵌布在磁黄铁矿、萤石和辉 石矿块中，矿石较难选。 2 昆驯理丁大学坝士学位论文第一章文献综述 表1 2含锡多金属硫化矿床分类及其特点 矿 矿床类 型 床 硫化物一铁型碱肿类 特 锡氍一碳酸锡石一碳酸锡石一石英 矽卡岩锡石一硫化物 征 盐盐一硫化物脉 锡石、术锡锡右、黝 土要含锡矿物锡石、黝锡矿锡石、黝锡矿锡石、黝锡矿 矿、黝锡矿锡矿 锡矿物嵌布粒度中细不均匀 中细不均匀 中细不均匀中细不均匀粗中细不均匀 有用矿物菇生关系复杂复杂复杂复杂较简单 矿石比重大大大大一般小于3 主要脉石矿物硅酸盐石英硅酸盐类碳酸盐 碳陵盐石英 s i 0 2 舍量 小于3 0 小于3 0 小于3 0 小于3 0 6 0 以卜 禽泥( 一7 4 u m ) 情况 5 2 5 5 2 5 5 2 5 5 2 5 少 一 难 土金属难选难选难选难选易选 易 可 度 伴生金属难选 难、中难难难 选锡原矿品位07 10o7 100 7 1007 l00 1 05 指 一陆 精矿品位 6 0 2 0 6 02 0 6 0 2 0 6 0 4 - 0 必r 标 回收率 6 0 8 03 0 7 56 0 7 06 0 7 06 5 8 0 重一浮、浮一扭选用重选、 重、浮、磁、电 重、浮、磁、重、浮、磁、 主要选矿方法重、精选用精选用多种 选、浸出等电选、浸出等电选、浸出等 多种方法选矿方法 1 2铜矿资源现状及特点 1 2 1世界铜矿产资源的概况 世界的铜资源丰富、分布广泛，遍及五大洲，有1 5 0 多个国家都有铜矿资源， 储量相对集中，其中铜储量基础较多的国家有智利、美国、秘鲁、波兰、赞比亚、 俄罗斯、刚果、墨西哥、印尼和中国等，尤其是智利和美国，分别占世界储量基 础的2 4 6 和1 3 8 。一些主要产铜国家1 9 9 8 年的基础储量如图1 1f 引。 3 昆明理_ t 太学硕士学位论文 第一章文献综述 国外铜资源的特点是：露天矿比例大，如美国的露天矿占8 0 ；矿体大，多 数矿体储量超过1 0 0 0 万吨，美国六个大型矿山产量约占全国总产量的5 0 ：且 多以斑岩铜矿为主，美国和智利的斑岩铜矿占该国铜矿总储量8 0 9 0 。 与世界主要产铜国家相比，我国铜资源有以下几个特点： ( 1 ) 矿点多而分散，大而富的矿很少，有些大型矿则处在建设条件差的地 区；( 2 ) 贫矿多、富矿少；( 3 ) 伴生的铜储量大；( 4 ) 开采利用率低。 1 2 2 铜矿的地球化学性质 铜元素属于过渡元素中第一过渡系的1 b 族元素，电子层结构为1s 22 s 22 p 63 s 2 3 p 63 d l o4 s 1 ，是人类最早发现和使用的金属。1 6 1 迄今为止，已发现的铜矿物有2 0 0 余种，其中金属互化物8 种，砷、锑、碲化物1 3 种，硫化物和硒化物1 0 1 种，氧化 物和氢氧化物2 2 种，硅酸盐1 1 种，其它含氧盐类3 1 种，碳酸盐和氯化物约1 0 余种。 铜在地壳中的平均含量是0 叫。按地球化学性质来说，铜属亲硫元素族，所以 铜矿物常以硫化物或硫盐类出现，在已探明的储量中，硫化矿占8 7 ，氧化矿占 1 0 ，混合矿占3 。 1 2 3 铜的工艺矿物学特征 在已发现的铜矿物中，约有2 0 余种具有工业价值。 据现有资料报道，铜有四种赋存状态：矿物状态、类质同象、吸附状态和 胶体共沉淀。上述四种赋存状态中，矿物状态是铜在矿石中主要存在形式。从矿 石利用情况看，硫化铜矿选矿回收率一般有8 0 9 0 ，难选的氧化铜矿也可达 4 昆删理_ t 大学硕士学位论文 第一章文献综述 国外铜资源的特点是：露天矿比例大，如美国的露天矿占8 0 ；矿体人，多 数矿体储量超过1 0 0 0 万吨，美国六个大型矿山产量约占全国总产量的5 0 ：且 多以斑岩铜矿为主，美国和智利的斑岩铜矿占该国铜矿总储量8 0 9 0 。 与世界主要产铜国家相比，我圜铜资源有以下儿个特点： ( 1 ) 矿点多而分散，大而富的矿很少，有些人型矿i j l | 处在建设条件差的地 区；( 2 ) 贫矿多、富矿少；( 3 ) 伴生的铜储量大；( 4 ) 开采利用率低。 1 2 2 铜矿的地球化学性质 铜元素属于过渡元素中第一过渡系的1 b 族元素，电子层结构为1 s 22 s 22 p 63 s 2 3 d 63 d l o4 s 1 ，是人类最早发现和使用的金属。1 6 迄今为止，已发现的铜矿物有2 0 0 余种，其中金属互化物8 种，砷、锑、碲化物1 3 种，硫化物和硒化物1 0 1 种，氧化 物和氢氧化物2 2 种，硅酸盐1 1 种，其它禽氧盐类3 1 种，碳酸盐和氯化物约1 0 余种。 铜在地壳中的平均含量是00 l 。按地球化学性质来说，铜属亲硫元素族，所以 铜矿物常以硫化物或硫盐类出现，在已探明的储量中，硫化矿占8 7 ，氧化矿占 1 0 ，混合矿占3 。 1 23 铜的工艺矿物学特征 在已发现的铜矿物中，约有2 0 余种具有工业价值。 据现有资料报道，铜有四种赋存状态：矿物状态、类质同象、吸附状态和 胶体菇沉淀。上述四种赋存状态中，矿物状态是铜在矿石中主要存在形式。从矿 石利用情况看，硫化铜矿选矿回收率一般有8 0 9 0 ，难选的氧化铜矿也可达 石利用情况看，硫化铜矿选矿回收率一般有8 0 0 k 9 0 。难选的氧化铜矿也可达 4 昆明理_ t 太学硕士学位论文 第一章文献综述 国外铜资源的特点是：露天矿比例大，如美国的露天矿占8 0 ；矿体大，多 数矿体储量超过1 0 0 0 万吨，美国六个大型矿山产量约占全国总产量的5 0 ：且 多以斑岩铜矿为主，美国和智利的斑岩铜矿占该国铜矿总储量8 0 9 0 。 与世界主要产铜国家相比，我国铜资源有以下几个特点： ( 1 ) 矿点多而分散，大而富的矿很少，有些大型矿则处在建设条件差的地 区；( 2 ) 贫矿多、富矿少；( 3 ) 伴生的铜储量大；( 4 ) 开采利用率低。 1 2 2 铜矿的地球化学性质 铜元素属于过渡元素中第一过渡系的1 b 族元素，电子层结构为1s 22 s 22 p 63 s 2 3 p 63 d l o4 s 1 ，是人类最早发现和使用的金属。1 6 1 迄今为止，已发现的铜矿物有2 0 0 余种，其中金属互化物8 种，砷、锑、碲化物1 3 种，硫化物和硒化物1 0 1 种，氧化 物和氢氧化物2 2 种，硅酸盐1 1 种，其它含氧盐类3 1 种，碳酸盐和氯化物约1 0 余种。 铜在地壳中的平均含量是0 叫。按地球化学性质来说，铜属亲硫元素族，所以 铜矿物常以硫化物或硫盐类出现，在已探明的储量中，硫化矿占8 7 ，氧化矿占 1 0 ，混合矿占3 。 1 2 3 铜的工艺矿物学特征 在已发现的铜矿物中，约有2 0 余种具有工业价值。 据现有资料报道，铜有四种赋存状态：矿物状态、类质同象、吸附状态和 胶体共沉淀。上述四种赋存状态中，矿物状态是铜在矿石中主要存在形式。从矿 石利用情况看，硫化铜矿选矿回收率一般有8 0 9 0 ，难选的氧化铜矿也可达 4 昆明理工大学硕上学位论文第一章文献综述 到7 0 8 0 。众所周知，浮游选矿法只能回收矿物状态的铜。工艺矿物学研究 表明，矿石中的铜主要分布在铜矿物中，即使复杂的氧化铜矿石也是铜矿物负载 的铜占优势。 矿物状态的铜可分为硫化钢和氧化铜两大类。世界铜矿产品约8 0 来自硫化 铜矿，其中多半为辉铜矿，其次为黄铜矿、斑铜矿和铜蓝。氧化铜矿所占比例小 于2 0 。可见，硫化铜是铜的主要赋存形式。 1 2 4铜矿床主要类型及其特征分布 目前世界上铜矿床工业类型较多，分类方法也各不一样。我国铜矿不仅分布 广泛，而且工业类型齐全，其中最主要的有：斑岩型、矽卡岩型、层状型、火山 沉积型和铜镍硫化物型，这五种类型矿床的铜储量占我国铜总储量的9 0 以上引。 i 斑岩型铜矿 斑岩型铜矿是我国最重要的铜矿类型，约占全国铜矿总储量4 5 5 。这类矿 床规模大，矿体集中，埋藏较浅，适于露采，易选，并伴生有a u 、m o 、a g 等组 分可供综合利用，是铜金属产量的主要来源。我国典型的斑岩型铜矿有江西的德 兴铜矿、富家坞斑岩铜矿、西藏的江达玉龙、察雅的马拉松多铜矿等。 i i 矽卡岩型铜矿床 矽卡岩型铜矿在我国具有特殊的重要性。铜储量约占全国铜矿总储量的 3 0 ，仅次于斑岩型铜矿。它的矿石以富铜矿为主，并伴生有f e 、m o 、p b 、z n 、 w 、s n 、a g 等可供综合利用。我国的矽卡岩型铜矿有江西城门山铜矿、湖北大冶 铜录山等。 i i i 层状型铜矿( 包括变质层状岩铜矿和含铜砂页岩铜矿) 这类矿床是被含铜硫化物所矿化的沉积岩，主要是砂岩，还有页岩、石英岩、 白云岩等。它是世界上铜矿主要工业类型之一，占世界铜储量3 0 左右，约占全 国总储量的1 1 。主要矿物有：黄铜矿、辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿和硅孔雀石， 并有稀少的黝铜矿。共生矿物有：方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、褐铁矿、方解石、 石英等。这类矿床在我国分布主要有云南的东川、易门、大姚、湖南的东江等。 火山沉积型铜矿( 黄铁矿型铜矿) 此类矿床占全国总储量的7 ，几乎都是地槽发育早期海底火山活动的产物， 受各级火山构造控制。矿体呈层状、透镜状，往往成群出现。该类铜矿的特点是 品位较高。甘肃白银铜矿是这类矿床的典型代表。 s 昆州理t 大学硕_ = 学位论文第一章文献综述 v 铜镍硫化物型铜矿 此类矿床约占全国总储量的7 5 ，属岩浆结晶初期形成的，呈致密状或浸染 状的硫化物。矿物主要是磁黄铁矿，其次是黄铁矿、镍黄铁矿、铜矿物和铂族金 属。著名的甘肃金川自家嘴子大型铜镍硫化矿床是最典型的代表。 1 3含锡多金属硫化矿物的选别 4 , 9 1 含锡多金属硫化矿中的锡矿物，主要是锡石，硫化锡少见。锡石的分子式为 s n 0 2 ，含锡为7 8 6 0 ，含氧为2 1 4 0 。通常为褐色或黑色，也有红、灰、白等 色。锡石比重较大，通常用重选法来处理，对于锡矿泥，常使用较强的捕收剂， 用浮选法回收。 根据含锡多金属硫化矿物共生关系，矿石主要有：锡石一毒砂型；锡石一硫 化铅锌型；锡石一磁性矿物型；锡石一铜钨铋矿物型。这些类型矿石以锡石为主， 并含有铜、铅、锌、铋、硫、砷等多金属硫化矿物及臼钨矿、黑钨矿、自然铋等， 还伴生有镓、铟、镉等稀有元素。其中一种或几种矿物具备了工业利用价值，应 尽量综合回收。 1 3 1 含锡多金属硫化矿物选别的工艺流程 含锡多金属硫化矿石。矿物结构及构造较为复杂，锡石与各种硫化矿物紧密 共生，各种有用矿物不易单体解离，有的矿物与锡石比重差异小，嵌布粒度又细。 因此，采用单一重选难以实现有用矿物的有效分离，必须使用选矿联合工艺流程。 一般主要有重选一浮选，重选一浮选一重选，浮选一重选、浮选一重选一磁选等 工艺流程来分离含锡多金属硫化矿物。 1 重选一浮选流程 分离的原则流程见图1 2 。原矿经磨矿后，先用跳汰或摇床等选出含锡多金 属硫化矿物混合精矿，丢弃尾矿，然后将混合粗精矿再磨，浮选出硫化矿物混合 精矿，再进行浮选分离，其尾矿为锡精矿。 此流程适用于矿石中含磁黄铁矿一般小于1 0 以下，锡石与各种金属硫化矿 物共生关系异常复杂，嵌布粒度较细，多呈微细粒结晶分散的矿物。 前苏联的索尔涅奇选矿厂、日本的大谷鸽铜锡选矿厂等均采用这类工艺流 程。有的矿石比较难选，而采用重选一浮选一焙烧挥发联合流程。如玻利维亚的 昆州理工大学硕上学位论文 笫一章文献综述 柯尔奎里选矿厂、三塔菲选选矿厂及莫罗可 卡拉选矿厂等。其中柯尔奎里选矿厂将锌硫 混合浮选后的尾矿进行分级，分级后的沉砂 ( 含锡为6 8 4 ) 送焙烧挥发处理。 2 重选一浮选一重选流程 该原则流程见图1 3 。将原矿经前段重 选后获得含锡石一硫化矿物的混合粗精矿， 并丢弃大部分尾矿。混合粗精矿再经细磨后 浮选得到硫化矿物混合精矿。浮选的尾矿再 经重选得到高品位的锡精矿，并丢弃部分尾 矿。 此流程应用于矿石中磁黄铁矿含量 般小于1 0 ，锡石与各种金属硫化矿物共生 关系复杂，有用矿物主要以细粒为主的粗细 粒不均匀嵌布的矿石。 我国长坡、巴里、铜坑一车河等选矿厂 采用这类型流程来处理以细脉带型为主的 含锡多金属硫化矿物。玻利维亚的莫里诺斯 选矿厂和马查卡马卡选矿厂、捷克的克拉斯 诺选矿厂、前苏联的斯大林斯克选矿厂、英 国的吉沃尔选矿厂等，均采用多段磨矿多段 选别的重选一浮选一重选联合流程。 3 浮选一重选流程 这类原则流程如图1 4 所示。此流程 原矿 硫化矿物混 锡精矿 合精矿 图1 2 重选一浮选原则流程 原矿 适用于： 硫化矿物混 锡精矿 尾矿 ( 1 ) 以回收锡为主的选矿厂。当原矿 合精矿 含锡大于o 5 ，磁黄铁矿含量较高，一般 图1 - - 3 重选一浮选一重选原则流程 大于1 0 ，矿石中锡石与金属硫化矿物呈细粒不均匀嵌布，且紧密共生，多采用 这类工艺流程。 我国云南的大屯硫化锡矿选矿厂、湖南的香花岭锡选厂、澳大利亚的克利福 7 昆叫理工火学硕士学位论文 第一章文献综述 兰选矿厂、英国的惠尔简选矿厂等均采 用这类流程进行生产。 ( 2 ) 回收锡为副产品的选矿厂。当 原矿中锡含量一般在0 ，0 5 0 3 之间； 并且金属硫化矿物含量较高，是主要的 目的矿物，常采用这类型工艺流程。 墨西哥的圣安托尼欧选矿厂、加拿 大的沙利文选矿厂、美国的克莱马克斯 硫化 选矿厂、日本的生野选矿厂等均采用这各 种流程。 4 浮选一重选一磁选等联合流程 图1 4 ，浮选一重选原j i | l j 流程 该流程适用矿石中含锡在o 5 以下，含多金属硫化矿物及比重较大的非硫化 矿物较多，含磁黄铁矿在1 0 以下，各种矿物紧密共生，嵌布粒度不均匀的复杂 矿石，除了采用重选、浮选、磁选外，还使用了其它的选矿方法。 我国的长营岭锡石选矿厂就采用这类型工艺流程。 1 3 2含锡多金属硫化矿物选别工艺主要问题及处理 在选别含锡多金属硫化矿时，一方面应尽可能避免锡石的过粉碎及泥化；另 一方面在力求摄大限度地回收金属硫化矿物的同时，尽可能避免锡在浮选硫化矿 物泡沫产品中的损失。 对这些矿物，常采用混合浮选或部分混合浮选工艺，这是由于矿石中各种硫 化矿物多呈集合体嵌布，紧密共生。采用混合浮选可以适当减少矿浆在浮选过程 中的循环量，降低锡石在硫化矿物泡沫产品中的机械夹杂损失。 关于以锡石为副产品的多金属硫化矿，常用重选来回收锡，主要的浮选工艺 决定于各种硫化矿物的共生关系，嵌布特性以及它们的相对可浮性。 1 4铜砷分离的现状与发展趋势 我国的铜矿物以硫化矿为主，在已探明的储量中，硫化矿占8 7 ，氧化矿占 1 0 ，混合矿只占3 。硫化铜矿物主要有辉铜矿、黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿和铜 蓝等。黄铜矿( c u f e s 2 ) 是我国铜矿物中最常见、最主要的铜矿物之一，含铜 8 昆叫理工火学硕士学位论文第一章文献综述 3 4 5 6 。铜矿物常常与黄铁矿( f e s2 ) 、砷黄铁矿( f e a s s ) 等致密共生。世界上 1 5 的铜资源中，a s c u 之比为1 ；5 【1 0 1 ，主要含砷矿物为砷黄铁矿( 毒砂) 和斜 方砷铁矿( f e a s 2 ) ，分别含砷4 6 和7 3 。它们与硫化铜矿的生成条件相似， 某些物理化学性质相近。所以，在用硫代化合物类捕收剂浮选硫化铜矿时，毒砂 等砷矿物也常常混入精矿。铜精矿含砷超标，将严重影响冶炼产品质量，而且部 分砷会转化成砷化氢、亚砷酸盐以及有机砷化合物等，腐蚀设备、污染大气、毒 化环境等。 有效地进行铜砷分离是降低铜精矿产品含砷的主要措施，要获得铜砷浮选分 离的高指标，很大程度上取决于浮选药剂，即铜矿物的特效捕收剂和砷矿物的有 效抑制剂。对此，国内外广大科研工作者进行了大量的研究，研制出许多捕收性 能好、选择性强的铜矿物捕收剂及砷矿物的高效抑制剂。 1 4 1铜捕收剂的研究与应用 t 一2 k 捕收剂是根据p e a r s o n 硬软酸碱理论和前线轨道理论设计的一种高捕 收能力、高选择性捕收剂。刘广义1 2 1 等将其用于某铜矿石优先浮选工艺，经工 业试验表明，与黄药混浮一分选工艺相比较，t 一2 k 捕收剂优先浮选硫化铜矿， 铜精矿品位提赢了o 5 6 个百分点，铜回收率提高了2 3 1 个百分点，铜精矿中金、 银回收率也分别提高7 0 3 个再分点和9 4 8 个百分点，同时还可降低了矿山石灰 用量。 刘广义、戴塔根1 13 1 等以m a c 一1 0 为捕收剂，研究新桥硫铁矿高硫含铜矿石 降低药剂成本、提高选矿指标的新工艺。结果表明，在石灰用量3 k g t 、矿浆p h9 5 左右、m a c 一1 0 用量4 8 9 t 的条件下，采用m a c 一1 0 优先选铜工艺浮选新桥硫铁 矿，可获得铜品位1 4 2 8 、金品位1 6 9 4 9 t ，铜回收率8 4 ，4 7 、金回收率3 4 4 2 的铜精矿，与黄药工艺相比，铜精矿品位提高3 9 7 ，铜回收率提高1 2 6 ，铜 精矿中金的品位和回收率分别提高7 4 2 9 t 和8 6 4 。 y 一8 9 是株州选矿药剂厂生产的一种高效捕收剂1 4 1 。王军民1 1 5 1 采用新型捕收 剂y 一8 9 作铜的捕收剂，石灰和硫化钠作黄铁矿抑制剂及氧化铜矿的硫化剂进行 抑硫浮铜。生产实践表明，在铜精矿品位合格的前提下，可使铜回收率提高4 8 2 。 百建平、李占林1 1 6 等用m o s 一2 和m a 组合捕收剂代替原用的丁基黄药和丁 铵黑药，用r b 3 起泡剂代替原用的松醇油浮选山西刁泉银铜矿。工业试验结果表 明，在原矿性质、品位相近的情况下，应用m o s 一2 和m a 新药方，铜精矿品位 0 昆驯理t 大学硕上学位论文 第一章文献综述 保证合格，铜回收率提高8 1 0 。 新型捕收剂p a c 是北京矿冶研究总院于近年研制的一种硫化矿捕收剂，对黄 铜矿捕收力强，对黄铁矿捕收力弱，具有明显的选择捕收性 。【”1 王玲、杨军 臣等人通过对里伍铜矿的工艺矿物学研究，采用新型高效捕收剂p a c 提高了里伍 铜矿选矿工艺指标。孙业友i 旧1 用p a c 捕收剂代替o s n 一4 3 ”捕收剂浮选凤凰山 铜矿矿石，也取得了较好的试验指标。 吴熙群、李成必1 2 0 ) 等运用新型捕收剂a p 对菜高品位铜矿山和德兴铜矿进行 试验研究。结果表明，a p 是一种高效选择性铜捕收剂，对铜具有良好的选择性 捕收能力，对硫捕收力弱，可以在部分优先浮选作业或快速浮选作业下实现对单 体解离铜矿物的早收，获得大部分高品位铜精矿，从而能提高最终铜精矿品位。 a p 已在选矿小型试验和德兴铜矿大规模工业试验及生产实践中成功应用。 t l f 2 0 1 属高级黄药，是铜陵有色设计研究院在2 0 0 2 年与狮科选矿药剂公司 共同协作研制的新型捕收剂。它的烃基中有六个碳链，其捕收能力强。它的异构 体结构含有不对称的碳原子，它有两种光学异构体，具有仲基黄药的性质，特别 是在靠近极性基旁有一支链一c h 3 ，其产生的空间位阻效应妨碍了极性基同矿物 表面的接近，因而决定了它具有较高的选择性。叶志中0 2 1 1 通过对冬瓜山铜矿的试 验研究表明，t l f 2 01 新药剂完全可以替代y 一8 9 在铜都铜业有限公司冬瓜山混 合矿的选矿中使用。 z s m a r k o v i c l 2 2 1 等介绍了一种新牌号试剂z 一9 6 的某些电化学性质和浮选 特性。由z 一9 6 试剂与p e x ( 乙基钾黄药) 按3 0 ：7 0 的比例配制的一种混合捕收剂， 在浮选试验中获得了最好的结果。在实验室试验和工业试验中铜的回收率大约都 提高了2 。 z p 是一种选择性较好，对黄铜矿的捕收能力比z 一2 0 0 号更强的混合捕收剂。 孙体昌、贺聿成1 2 3 1 等用混合捕收剂z p 代替大治铁矿分离浮选现用的捕收剂z 一 2 0 0 号进行实验室试验。结果表明，在药剂用量和流程相同的条件下，可使大冶 铁矿分离浮选铜回收率提高1 5 9 ，铜精矿铜品位提高o 5 9 ，同时金、银的回 收率也略有提高。 李松春12 4 针对云锡公司多金属硫化矿浮选中存在的铜精矿品位和回收率偏 低的现状，研制出了新型高效的捕收剂k m 一1 0 9 。生产实践结果表明，在不改变 生产工艺流程的前提下，仅用k m 一1 0 9 药剂代替原用药剂可使铜精矿品位和回 1 0 昆岍理工大学硕士学位论文 第一章文献综述 收率分别提高1 个百分点和3 5 个百分点以上，经济效益显著。 甲基硫氨脂是硫化铜矿选矿特别有效的捕收剂，具有选择性好、捕收力强的 特性。高起鹏、孟宪瑜1 2 5 等用硫化铜矿选矿试验研究和生产实践获得的结果证实 了在硫化铜矿选矿中使用甲基硫氨脂可以大幅度提高铜精矿产品质量和回收率。 d f o r n a s i e r o l 2 6 1 等人运用新型捕收剂烷基烯丙基和乙氧羰基硫代氨基甲酸 酯及乙氧羰基硫脲处理硫化铜的分离。试验表明，在碱性p h 条件下，特别是在 中性p h 条件下，对于黄铜矿与闪锌矿和黄铁矿的分离，烷基烯丙基和乙氧羰基 硫代氨基甲酸酯和乙氧羰基硫脲类捕收剂的选择性比黄药强。这种捕收剂通过与 一价铜离子生成强金属螯合物，与铜离子发生特效化学反应，而具有良好的选择 性，是铜的选择性捕收剂，在浮选分离中应用潜力很大。 1 4 2砷黄铁矿抑制剂的研究与应用 纪军 2 7 1 研究了毒砂的性质及其在各种介质条件下的浮选与抑制，发现毒砂与 铜、铅、锌等硫化矿物的浮选分离，不仅依靠高p h 值，而且还与矿浆的离子组 成及矿物表面性质的变化密切相关。试验采用d l g 抑砷，脱砷率达到9 9 以上， 取得了很好的分选效果。 高分子有机抑制剂y f a 对毒