（矿物加工工程专业论文）云南元江氧化铜矿浮选工艺研究.pdf

昆明理工大学工程硕士论文摘蟹 摘要 元江氧化铜矿，主要含铜矿物为孔雀石、硅孔雀石、辉铜矿，平均含铜1 1 3 ， 氧化率8 4 0 7 ，结合率1 4 1 6 ，矿石的主要特点是：嵌布不均匀，一般偏细，为 一种高氧化率的难处理氧化铜矿石。 针对这一特点，本次研究设计采用硫化一一浮选法将一种新的组合药剂 k s h 一3 先在实验室小试，然后在工业试验中试用。工业试验表明k s h 3 使用方便， 生产适应性强。在保证回收率的前提下，通过降低磨矿细度，使选厂处理鸯大幅提 高。 采用实验室推荐流程和工业试验中所确定的药荆制度，工业试验中获得了含 铜2 3 4 2 ，回收率达8 8 3 2 的工业指标。 关键词：氧化铜矿结合率 硫化k s h 3工业试验 昆明理工大学工程硕1 二论文摘要 a b s t r a c t y u a nj i a n go r ei sa c o p p e ro x i d i z e do r e ；n em a i nm i n e r a l s a r e m a l a c h i t e ，c h r y s o c o l l a ，c h a l e o c i t e ，t h eg r a d eo f r u no fm i n ei sc u1 13 ， t h eo x i d i z a t i o ne x t e n to f c o p p e ri s 8 4 0 7 t h ec o m b i n e dc o p p e ro x i d e r a t ei s14 16 t h em a i nm i n e r a l sa r ei r r e q u l a r i t yd i s t r i b u t e d y u a nj i a n g o r ei sar e f r a c t o r y c o p p e ro x i d i z e d o r eb e c a u s eo fi t s h i g hc o n t e n to f o z i d i z e dc o p p e rm i n e r a l s w i t ht h eu s eo fs u l f u r i z a t i o n - - f l o a t a t i o n t h en e wm i x e dc o l l e c t i n g r e a g e n t s ( k s h - 3 ) w a s t e s t e di nt h el a b o r a t o r yt e s t s t h ek s h - 3c o l l e c t o r w a su s e di nt h ee o m m e r c i a lt e s t w h i c hp r o v e dt h a ti tc o u l di m p r o v et h e r e c o v e r y o fc o p p e ro x i d i z e do r e t h eo u t p u to ft h e c o n c e n t r a t o rw a s i n c r e a s e d jg r e a t l yw i t l lt h es t a b i l i t yo ft h er e c o v e r ya n dt h er e d u c t i o no f f i n e n e s so f g r i n d i n g 王b a 】d 嘲g 缸乎t h e - t h c h n o l o g yp q o g e s sr e c o m m e n 捌1 i n t l l e 甓确咧砒搿 t e s t sa n dt h e r e a g e n td o s a g e i st h ec o m m e r c i a lt e s t t h e g r a d e o f c o n c e n t r a t ei s2 3 4 0 c uw i t ha r e c o v e r y o f 8 8 3 2 k e y w o r d s ：c o p p e r o x i d i z e do r e c o m b i n e do x i d er a t e c o m m e r c i a lt e s t k s h - 3 s u l f i d i z a t i o n - - f l o a t a t i o n y 6 6 9 2 4 0 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( 或 我个人) 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已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，均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者统夸l 己强 日 期：2 a $ 年6 月b 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：塾全呈论文作者鲐查遮圣鸯 日 期：羔! 璺垒鱼月三旦 旦 注：此页放在封面后，目录前。 昆嘲理t 人学工程颀仁论文第一章文献综述 第一章文献综述 1 1铜矿工业类型及其主要特征 1 1 1铜矿床的工业类型及其主要特征 铜是国民经济建设中一种重要的金属原料。在当前世界金属消费量中，铜仅 次于铁和铝，居第3 位【。1 9 9 5 年世界铜储量为3 1 1 0 8 t ，主要分布在智利、美 国、扎伊尔、加拿大、赞比亚和印度尼西亚。我国铜资源预测资源总量上亿吨。 目前已探明储量数千万吨，矿产地9 0 0 多处，其中工业储量约占4 5 。以工业储 量与世界储量相比，我国铜矿储量居世界第4 位。 我国铜矿分布非常广泛，除天津以外的其他省区均有所见，但8 0 的探明储 量集中分布在五大地区。即长江中下游和赣东北地区，约占总储基的3 5 ，西藏 昌都地区占1 5 ，川南滇中地区，占1 4 ，甘肃金川一白银她远占3 ，中条 山地区占6 。除西藏昌都以外，其他四个地区都已经成为我国重要的铜工业基地。 我国铜矿工业类型齐全，下面是我国主要铜矿工漱类型教荬特征，途5 种类型 的铜矿占有储量约为全国总量的9 0 以上。 1 、斑岩型铜矿床。约占总储量的4 1 。主要分布在江西、山西、黑龙江、西 藏、内蒙古的德兴、富家坞、铜矿峪、多宝山、江达玉龙、马拉松多。鸟怒格吐山 等矿床。其主要特征是：矿床分属于中亚一蒙古、阿尔卑斯一喜马拉雅、环太平洋 三个成矿带。矿物为典型的铜钼组合，有黄铜矿，斑铜矿、黝铜矿、辉铜矿等，伴 生有益组分为钼、金、银，钴、铼、硒、碲等。矿石晶位低，一般 8 5 ， 铜矿物易受抑制，不利于铜回收率的提高，于是提出在粗选p h7 5 8 5 条件下的 铜硫等可浮流程，采用丁基铵黑药和乙基黄药作铜硫等可浮的捕收剂，浮选粗精矿 经再磨后进行铜硫分离，实现了比分步浮选更好的铜硫分离指标。 狮子山铜矿采取适当提高磨矿细度、降低矿浆p h 值、用丁基铵黑药和p 6 0 组 合捕收剂，有效提高了伴生金银的回收率。丰山铜矿使用粗精矿再磨，铜硫分离流 程，添加混合捕收剂，降低p h 值，强化混合浮选，在铜硫分离作业添加有助于金 银回收的捕收剂，提商了铜金银的回收率。小寺沟铜矿属低硫铜的难选铜矿，针对 矿石原生矿泥多，磨矿过程易产生次生矿泥的特点，采取粗磨抛尾、粗精矿再磨、 精选中矿单独处理、产出两个精矿流程，并用高碱混合捕收剂制度，使选矿指标大 幅度提高。白乃庙铜矿属含泥较多的铜矿，针对矿石含泥多，采用一次粗选单独出 精矿，二次粗选和三次精选产出第二个精矿的工艺流程，在磨机添加柴油以强化丁 基黄药的捕收作用，工业生产证明，铜、金、银的回收率都有大幅度提高【i 。 在浮选由碳质、绢云母和微细粒石英组成的黑色片岩铜矿石时，脉石矿物的 可浮性较好，铜精矿质量较差，试验证明，用丁基黄药替代具有起泡、捕收性能的 捕收剂与腐殖酸钠组合使用，对提高铜精矿品位和铜回收率有明显好处i l “。当矿 石中含有大量滑石和蛇纹石时，铜矿物与其分离较为困难，我国冬瓜山铜矿采用对 蛇纹石、滑石等高镁硅酸盐脉石有良好抑制作用的j c d 新药剂和c m c 与水玻璃 组合使用，试验结果表明，c m c 与水玻璃组合使用最为有利【l2 1 ，对该矿石的研究 证明，粗选添加乙二胺和亚硫酸钠，可使铜回收率提高3 1 t 3 l 。对此类矿石除采用 抑制剂外，美国布拉什克里克选矿厂【1 4 l 让滑石、蛇纹石等含镁硅酸盐进入铜精矿， 再用酸浸出氧化镁。我国德兴、鸡笼山、狮子山铜矿【l5 】采用闪速浮选技术与合理 的工艺制度组合使用，不但有利于铜精矿质量的提高，而且有助于铜矿物与脉石、 黄铁矿的有效分离及铜回收率的提高。 1 2 2 氧化铜浮选 氧化铜矿石因其氧化成矿过程的差异和成矿地质条件的不同，其矿物的结构 构造和化学组成变化较大，可浮性远不如硫化铜矿物，且其绝大部分氧化铜矿石泥 昆叫理工大学工程顿士论文第一章文i l i j i 综述 化严重，不利于铜的浮选回收。氧化铜矿石的主要特点如下： 1 6 1 l 、具有多种有用元素，最常见的元素是钴，金、银、硫、铂、钯等，因此 必要时必须考虑综合利用。 2 、矿石中含铜矿物种类多。各种类型的铜矿石中，绝大多数情况下都可见到 五种以上含铜氧化物，有些氧化矿中还含有硫化物，次生硫化物等，这些多种矿物 可浮性差异大。另外，脉石组成也极为复杂，有硅质、钙质及铁质脉石，对浮选影 响大。 3 、同一种矿石中可出现多种类型的结构构造，同一种含铜氧化物也可以不同 的结构形态产出，如多孔状、胶状、放射状等等，从而增加了选矿工艺的难度。 4 、较强的亲水性，含铜氧化物属亲水性强的矿物，可与水分子产生强烈的作 用，其水化性比硫化矿差。另外，有些矿物具有较好的可适应性，矿浆中铜离子浓 度较高。使其他一些矿石活化，消耗了大量的药剂，还将造成分选困难。 5 、氧化铜矿石结构松散易碎，含水较多，尤其是多含泥质脉石，磨矿过程泥 化严重，浮选困难。因此，在选矿过程中首先要考虑脱泥。 6 、有用矿物嵌布粒度细，般里凝胶状，或土状，有的呈渗入脉石或围岩中 的状态，难以分离回收。 基于以上几个方面的特点，氧化铜矿的常规处理方法主要是：硫化浮选法； 离析浮选法和化学选矿。 硫化浮选法 硫化一浮选法即是用硫或硫化钠、硫化氢钠等作氧化铜矿物( 孔雀石，蓝铜矿 等) 的硫化剂，为防止硫化钠类药剂抑制其中硫化铜矿物，采取多段多点添加。控 制矿浆中硫化钠的浓度。捕收剂多用高级黄药，有时添加适量黑药、羟肟酸类等药 剂可加强氧化铜矿物的回收。添加乙二胺磷酸盐可提高铜回收率或降低硫化钠用 量。 1 、硫化作用的机理 硫化作用的机理主要是硫化后，氧化铜表面生成硫化膜，有利于黄药类捕收 剂的吸附，增加矿物表面的疏水性。一般认为黄药吸附速度越快，吸附量愈大，吸 附愈稳定，矿物疏水性愈好，愈有利于浮选。硫化剂在水溶液中生成h 2 s ，然后分 8 昆i 州堙丁大学工程硕士论文第一章文献综述 两步解离： h 2 s h + + h s 一 h s 一一 h + + s 2 一 硫化过程只起主要作用的为h s 一。所以，溶液的p h 值须保持在一个合适的范 围之内。从解离常数及浮选时的硫化剂用量，可以算出在不同p h 值时的h s 一，s 2 - 浓度。计算表明，在p h 为5 1 1 之间时，h s 一浓度保持稳定值。试验表明，有一 个h s 一的临界浓度，低于它，起活化作用，黄药类捕收剂会吸附，矿物上浮；高 于它，起抑制作用，黄药类不吸附，矿物受抑。 因此，在硫化过程中：( 1 ) 掌握硫化钠用量：( 2 ) 掌握矿浆的p h 值，就成为两 个互相联系及互相制约的重要因素。硫化钠浓度过大，或p h 过高，就显出抑制作 用。其理由就是h s 一的浓度超过上述的临界浓度之故。由于过量的h s 一离子造成 抑制，但少量h s - 又不足以使粗粒受到足够的活化作用。同时在硫化过程中，氧 化矿表面的硫化膜会发生氧化及解吸。在矿浆溶液中没有适量的h s 一及s 卜时，这 种现象更为迅速。所以，一方面要避免h s - 及s 局部地区过量；另一方面，又要 在整个硫化浮选过程中保持适量的h s 一及s 2 _ 离子浓度，补足被氧化及矿泥吸收消 耗掉的h s - 及s 2 - 的离子浓度。因此，在实践中，要分段添加硫化钠，并设法检钡9 控制矿浆中s 2 - 的浓度变化。 米特罗法诺夫等人1 7 1 对硫化作用做了较系统的研究。他们认为：硫化速度取决 于溶液中硫化钠的浓度、p h 值、温度和搅拌速度。硫化的程度随着硫化钠浓度的 增高和矿物与溶液接触时间的延长而增强。 2 、硫化一浮选的应用及发展 因为n a 2 s 溶于水之后，发生强烈的水解，导致p h 值升高，因此，有人1 8 】 用n a r i s 代替n a 2 s 。添加n a r i s 时，因其水解作用大大低于s ，对溶液的p h 值 影响较小，所生成的硫化薄膜比较牢固，硫化铜的胶体产率小。 由于控制合适的p h 值对硫化作用起重要作用，而n a 2 s 本身是强碱，使p h 升高，造成不利影响。因此，曾试用硫酸、硫酸锌、硫酸铝、硫酸铵来降低p h 值。 发现加入硫酸铵最好。硫酸盐在水溶液中溶解时，氢离子浓度要提高，即降低了 p h 值。反应式如下： 9 昆i j 理工大学工程顺l 论文 第一章文献综述 ( n h 4 ) 2 s 0 4+ 2 h 2 0 2 n h 4 0 h + 2 h + + s 0 4 2 + 另外，由于n h 4 + 的作用，可生成较牢固的硫化铜薄膜，并且沉积在表面上的 胶体硫化铜也显著减少。其原因可能是离子在孔雀石表面吸附，生成铜一氨络合物， 易于硫化之故。 有人【1 9 】在研究铜氧化率为4 8 1 6 的氧化铜矿石时，在球磨中加入硫化钠，用 水玻璃作为脉石矿物抑制剂和分散剂。采用丁基黄药：油酸= 1 2 5 ：l 的混合捕收剂， 获得了含铜2 2 8 7 的铜精矿，铜、金、银回收率分别达到8 9 6 、7 6 1 5 、8 0 8 0 的良好指标。在氧化铜铁矿石浮选工艺研究时发现，适当降低浮选浓度( 2 5 ) 可 较好地改善铜浮选指标，在铜精矿品位略有下降的前提下，铜回收率由3 4 ，9 2 提 高到8 4 1 6 。作为氧化铜矿的新型活化剂d 2 ，在我国西南地区的一些氧化铜矿石 浮选中的使用较为广泛，红河氧化铜矿【2 1 l 用d 2 、硫化钠作为氧化铜矿的活化剂， 与起泡剂p 8 2 0 l 组合使用获得了铜精矿品位大于2 0 、铜回收率达8 0 的良好指标。 针对东川氧化铜矿的基本性质，分析汤丹氧化铜矿难选的原因，经研究采用 新药h 卜8 8 深度活化浮选，取得了较乙二胺磷酸盐更好的浮选指标。其研究认为， 用乙二胺磷酸盐、c a 9 4 3 、s s 4 4 或几种药剂按比例组合使用，能够有效地降低矿泥 对浮选的影响【2 22 ”。 在难选氧化铜矿浮选时【圳，用多硫化钠活化浮选的研究结果表明，多硫化钠 可使孔雀石的可浮性大幅度提高，且可浮性随多硫化钠含硫份数的增加而增强。x - 射线分析表明，随多硫化纳含硫份数的增加，孑l 雀石表面含硫量也越多。光谱分析 结果表明，使用多硫化钠硫化孔雀石，在孔雀石表面生成一种有利于改善浮选指标 的含硫物质。 氧化对孔雀石表面黄药吸附层稳定性及可浮性的影响研究结果表明，氧的存 在使孔雀石和经硫化过的孔雀石表面黄药吸附层的稳定性下降，可浮性降低，单用 w s s 新型硫化剂处理孔雀石表面，其黄药吸附层的稳定性不受氧化的影响，且能 有效地提高孔雀石的可浮性【”1 。 有研究认为，在硫化一混合矿石的浮选时，采用b l o 和硫化钠作调整剂，丁基 黄药和d y 组合捕收剂，进行硫化铜和氧化铜分步浮选，并将浮选中矿经浸出回收 铜金属的选冶新工艺，可大幅度提高铜的选矿指标。与原生产流程相比，铜精矿品 昆删理丁火学工程硕士论文第一章文献综述 位提高5 ，铜总回收率提高2 0 1 2 6 1 。 国内外也有人用多硫化钠作硫化剂，来硫化孔雀石和硅孔雀石。如美国的 s c h a n d e r 教授采用四硫化钠和硫化钠来浮选孔雀石【2 7 1 ，并用多种测试手段从不同 侧面论证了四硫化钠与硫化钠相比，不仅减少了黄药的用量，而且大提高了浮选指 标。1 9 9 3 年苏联专家l a g l a z u n o v 分别使用硫化钠、二硫化钠、四硫化钠及五硫 化钠来硫化浮选孔雀石【2 引，结果发现在上述几种硫化剂中，五硫化钠的效果最好。 骆兆军等认为多硫化钠硫化孔雀石的机理可能是在矿物表面形成了一个硫一铜蓝 混合覆盖层，而硫本身所具有的非常强的疏水性也大大提高了孔雀石的浮选指标。 有人用( n 1 4 ) 2 s 作为硫化剂，用硫离子电极控制矿浆中硫离子浓度，当矿浆中 保持适宜的硫离子浓度时，可回收硅孔雀石，回收率达8 0 t 2 9 1 。 也有用熔融的硫对矿浆中的氧化铜进行硫化，该法是将矿浆在0 6 0 7 9 5 p a 和 1 6 0 ( 2 以及硫与氧化铜的重量比为0 7 5 ：1 的条件下，与熔融的硫接触1 小时，冷却 至2 5 c后，用丁基黄药捕收剂与常规起泡剂浮选硫化后的矿石，铜回收率达 9 1 5 t 3 0 1 。 ，。 此外，尚有脂肪酸浮选法；胺类浮选法和螯合剂一中性油法等多种浮选方法。 它们又称直接浮选法。是利用脂肪酸、胺等氧化铜矿的捕收剂进行浮选。从目前的 实际生产情况来看，这些方法因矿石性质的不同而使选别指标出现很大的差异。 离析浮选 离析法是处理难选氧化铜矿石的一种有效方法。它的实质是在粉碎了的矿石 中加入一定量的碳质还原剂和氯化剂，在中性或弱还原性气氛中加热，使有价金属 铜从矿石中氯化挥发，并被还原为金属颗粒附着在炭粒表面；随后可用常规的浮选 方法富集，产出铜碳精矿。 离析法按其工艺特点分为两种类型，一神是一段离析，即矿石加热与离柝反 应在同一设备中进行；另一种是两段离析，即先将矿石在预热炉( 常用沸腾炉) 于氧 化气氛中加热，然后j j n a 氯化剂( 如氯化钠) 、还原剂( 煤) 混合在反应器( 常用竖炉) 中离析。 国外难选氧化铜矿离析一浮选研究至今已有5 0 多年的历史。研究最多的是英 国、美国和法国，但能进行工业试验和生产的只有两个厂：一个是1 9 6 5 年投产的 昆j 蚶理丁火学_ 丁程硕士论文第一章文献综述 赞比亚罗卡纳的离析一浮选厂 3 q ，另一个是1 9 7 0 年投产的毛里塔尼亚阿克懦特的 离析一浮选厂，这两个厂均采用沸腾炉一竖炉两段离析法。 中国石绿铜矿一段回转窑离析一浮选厂于1 9 6 7 年正式投产，生产规模2 0 0 0 t d 。 化学选矿 虽然易选的氧化铜矿和氧化硫化混合铜矿的处理仍多采用浮选法，但是，不少 的氧化铜矿浮选法获得的指标不理想，经济效益差。有的氧化铜矿石由于结合铜含 量离，嵌布粒度细、泥质多，浮选法难于处理。近年来，用化学选矿( 湿法冶金) 或 联合流程处理氧化铜矿，尤其是难处理氧化铜矿石，可以获得良好指标，显示出强 大的生命力，成为当今氧化铜矿处理的研究热点。 化学选矿具有工艺过程简单，投资少，能耗和材料消耗低，污染轻，生产成本 低等优点，因此，在铜工业生产中的研究和应用较广，当今全世界用s x - 一e w ( 酸 液一萃取一电积) 流程生产的铜占全球铜总产量的2 2 左右。智利每年用此法回收 铜属1 l1 6 万吨，其次是羌国年产5 3 0 6 4 万吨。我国每年用此法生产的电铜只有2 万吨左右，仅占铜产量的5 左右。 铜矿石的化学选矿主要以酸浸居多，目前，美国、智利等5 0 多个国家和地区 已将细菌浸出铜矿物的工艺技术大规模运用到工业生产中，此法不仅处理了矿山多 年堆积的贫矿、废石以及难处理低品位铜矿石和已开采残留矿石等，一般铜品位为 o 1 - 一0 5 ，而且降低5 0 以上的生产成本，大幅度提高了铜资源的利用程度和服 务年限，使铜产量大幅度增加，取得了良好的经济效益和社会效益。我国早在2 0 世纪5 0 年代就开展了生物浸出技术的研究，经几十年的发展，也积累了一定的经 验，但工业上的推广应用较慢。 近2 0 年来，地浸技术的研究与应用得到了迅速的发展，根据英国采矿杂志 报道，1 9 9 4 1 9 9 7 年世界上陆续投产的十大铜矿山年增加铜产量1 0 0 万吨，其中 8 4 为“浸出一萃取一电积”法生产的阴极铜( 1 9 9 9 年世界用此法生产电铜2 0 0 万 吨，占总产量的1 5 ；2 0 0 0 年占总产量的2 2 ) 。由此可见，化学选矿已成为生产 铜金属的重要技术之一，目前世界用化学方法所获的阴极铜2 1 0 万吨。 化学选矿常用的方法有堆浸、地浸、池浸和加压溶浸等，其处理的对象主要是 昆明理工大学工程硕士论文第一章文献综述 低品位难选铜矿石、已采区残留矿石以及过去被认为是“废石”的堆积物和开采难 度较大的低品位矿石资源。如美国用溶浸工艺生产的铜金属占其总产量的2 5 。国 外绝大多数铜矿，除用传统的浮选方法外，几乎都采用溶浸工艺回收铜。特别是露 天废石的堆浸，是用化学选矿回收铜金属的主要资源。美国雷矿日产废石5 0 0 0 吨， 原矿品位o 2 1 ，由1 1 名工人作业，年回收海绵铜9 0 0 0 吨。 1 3论文的提出及研究内容 云南省元江铜矿是一小型矿山，地处云南贫困山区。要求设计生产规模为日处 理原矿2 0 0 吨。作为小型选矿厂，要求生产流程尽可能简单，投资少，易于操作。 众所周知，铜是一种重要的有色金属，属于不可再生资源，在国民经济中起着极 其重要的作用，因此，合理开发铜矿资源，最大限度地提高铜回收率具有十分重要的意 义，也是广大选矿界研究者面临的非常迫切的工作。一般来讲，铜矿资源主要分为硫化 t 铜矿和氧化铜矿，但有相当予一部分属于高氧化率难处理氧化铜矿，因此，根据该矿矿 石的结构及特点，特提出本次研究方法。 昆明理工大学工程硕士论文 第= 二章矿样的采取及制各 第二章矿样的采取及制备 元江铜矿矿床分南、北两矿段共有大小矿体7 1 个。分三个矿带。其中i 号 矿带为主矿带，占已探明储量的9 1 3 7 。本次试验用样由原地质队采取，装箱 堆放几年有余。后送至实验室。按图2 。1 的流程制备成试验用料。 原矿 分析试验用料 图2 - 1 矿样加工流程 昆明理工大学工程硕士论文 第三章原矿性质研究 第三章原矿性质研究 3 1矿物种类及其矿石结构构造 3 1 1 矿物种类 ( 1 ) 金属矿物种类及特征 1 、黄铁矿：浅黄色半自形到他形，部分为自形晶的立方体、八面体及 五角十二面体。一般呈细粒状，粒径最小0 0 0 2 m m ，最大2 r a m ，一般粒径 0 1 5 - 0 2 7 r a m 。含量0 2 4 5 不等。在矿石中的产出状态大部分呈细粒聚 合体，粒径1 2 毫米左右，亦有细粒集合形成不连续的细脉、网脉状少 数为单晶嵌布并具压碎现象 2 、黄铜矿：黄色他形细粒状，粒径最小0 0 0 3 毫米，最大4 5 毫米， 一般约在o 0 4 0 55 m m 之间。相对含量0 1 1 0 不等。产出状态常呈不规 则细粒集合体组成斑块状、小细脉状、脉宽0 0 3 0 0 5 毫米，常沿层纹及裂 隙填充形成不连续的细脉及网脉，亦有呈沿白云石脉晶间裂隙嵌布填充状态 出现。含矿白云石脉幅宽2 5 毫米左右。 3 、斑铜矿：呈不规则的细粒聚合体，粒径最小o 0 0 5 毫米。最大2 5 毫米，一般在0 0 1 0 3 5 m m 之间。相对含量0 。5 2 不等。细粒集合体常 呈小斑点状、不规则斑块、细脉、散点等产出脉宽0 0 5 0 5 毫米，沿裂 隙分布，部分细脉可达l 毫米宽。 4 、辉铜矿：淡兰灰色、钢灰色、粒状，粒径最小o o o3 毫米，最大2 5 毫米，一般在0 0 1 - 0 0 5 毫米之间。相对含量o 3 1 5 不等。常以细粒组 成的集合体、小斑点及细脉状产状产出，脉宽o 0 0 扣0 2 毫米不等。 5 、铜兰：兰色，呈非均质性特强的不规则散点、星点、粒状及小板条 状产出。粒径0 0 1 0 1 毫米，含量o 2 1 不等。 6 、自然铜：紫铜红色，多沿裂隙分布，或与辉铜矿形成集合体。常交 待辉铜矿，分布于辉铜矿的边缘。粒径o 0 1 0 3 5 毫米，个别o 8 毫米，含 量o 3 0 7 不等。此种矿物数量较少。 7 、赤铜矿：紫红、褐红色，常出现在黄铜矿边缘，是黄铜矿次生氧化 产物。 昆明理工大学工程硕士论文第三章原矿性质研究 8 、黑铜矿：烟灰状黑色氧化铜矿物，多见于原生铜矿物外围或旁侧。 9 、孔雀石：翠绿色薄膜状，偶见针状及葡萄状硅孔雀石。 1 0 、褐铁矿：褐黑色，常沿黄铜矿脉边缘出现，或呈薄壳状或膜状。 ( 2 ) 脉石矿物种类及特征 1 、白云石：灰色半自形他形，粒状。粒径o 0 0 5 0 6 毫米，含量 6 0 9 2 。常以细粒集合体方式构成斑块状。颗粒具重结晶加大现象，聚 片双晶发育。 自云石次生产物，常因变质作用与石英共生充填岩石裂隙中形成次生重 结晶白云石石英脉。 2 、石英：灰白色棱柱状次圆状砂屑，粒度0 0 2 0 2 5 毫米。另外还有 灰色硅质重结晶，局部形成2 0 毫米斑块和o 5 毫米宽的硅质细脉。 围岩硅化次生石英与白云石一起形成围岩裂隙充填的石英白云石脉。 3 、方解石：灰白、白色半自形粒状集合体，粒径o 0 3 0 3 2 毫米。多以 细脉、斑块状沿岩石裂隙充填，含量5 7 ，后期碳酸盐化形成重结晶。 4 、绿泥石：黑硬绿泥石，粒度o 0 3 0 1 5 毫米，含量1 左右，呈黄褐 色、暗绿色板状。并具中心低铁、边缘高铁的环带构造。 3 1 2矿石结构 l 、自形晶结构：黄铁矿自形晶，单体发育完好，常见有五角十二面体、 立方体及八面体。 2 、碎裂结构：黄铁矿受动力破坏产生碎裂，形成形态复杂的碎裂结构。 如图3 1 3 、边缘交代结构：先形成的矿物，被后产生的矿物沿边缘进行交代形 成环状交代残余结构。见图3 2 、3 3 、3 - 4 。 4 、交代残余结构：先生成的矿物，被后生成的矿物交代，致使先前的 矿物大部分被交代只剩残余部分。如图3 5 、3 - 6 、3 - 7 。 5 、固溶体分离格子状结构：两种同时期生成的矿物，因固溶体分离而 形成格子状结构。如图3 - 8 和3 - 9 。 6 、粒状结构：斑铜矿经h n 0 3 浸蚀，内部呈粒状结构，如图3 1 0 。 昆叫理工人学工程硕士论文第三章原矿性质研究 上述六种结构中，以粒状结构及交代残余结构比较普遍。 3 1 3矿石构造 1 、散点状构造：黄铜矿、辉铜矿、自然铜在含矿白云石岩中散点状分 布形成散点状结构。根据嵌布粒度大小，可分为微粒、细粒等不同粒度的散 点浸染状构造。见图3 - 1 l 、3 - 1 2 、3 1 3 、3 1 4 、3 一1 5 、3 1 6 。 2 、条带状构造：黄铜矿沿粉晶中晶白云岩层纹方向呈沿层条带状构 造。如图3 1 7 。 3 、细脉状构造：辉铜矿沿含矿泥质白云岩裂隙充填形成脉状。另见后 生成的黄铜矿沿黄铁矿的碎裂纹中充填、交代形成细脉状。如图3 - 1 8 和 3 1 9 。 4 、块状结构：常见黄铜矿、斑铜矿或辉铜矿以密集的微粒集合体，呈 块状在含矿白云岩中产出。 昆l 叫理 1 人学t 程碰i 二论义 第三章糠矿性质研究 图3 1 2 图3 二4 碎裂结构： 黄铁矿受动力破坏产 生碎裂，形成形态复 杂的碎裂结构。 图3 3 边缘交待结构： 先形成的矿物。被后 产生的矿物沿边缘进行交 代形成环状交代残余结 构：见图3 2 、3 3 、3 4 昆l w 理t 人学丁程坝b 论义 睃菊 v 参尸 交待残余结构： 先生成的矿物，被后形 成的矿物交代，致使先前的 矿物大部分被交待只残余部 分。见图3 5 、3 6 、3 7 图3 5 黄铁矿p y 被黄铜矿c p 交待残余 图3 6 斑铜矿b n 被辉铜矿交待残余 图3 7 斑铜矿( 灰色) 被辉铜矿( 白色) 交待形成交待残余( 文象) 结构 塑兰里腺矿性质j l j 究 固溶体分离格子状结构： 两种同时期生成的矿物，因固溶体分离 而形成格子状结构。见图3 8 、3 9 图3 9 格子状双晶结构， 黄铜矿经王水蒸汽 浸蚀后，内部显格 子状双晶结构。 图3 8 斑铜矿( 灰色) 中黄 铜矿( 白色) 形成格 子状结构。 昆i 蚰理t 人学t 程坝i 。论立 ! ! 兰皇螈矿性质研究 粒状结构：斑铜矿经 h n o 浸蚀，内部显粒 状结构，见图3 一1 0 图3 10 散点状构造： 黄铜矿、辉铜矿、自然铜在含矿白云岩中呈散点状分布形成散点状 构造。根据嵌布粒度大小，可分为微粒、细粒等不同粒度的散点浸染 状构造。见图3 1 l 、3 1 2 、3 1 3 、3 一1 4 、3 一1 5 、3 1 6 图3 1 1 微粒辉铜矿( 白 色) 散点状构造。 图3 1 2 辉铜矿( 白色) 呈 细粒散点分布于 白云岩中。 垦型些工查兰王堡堡：! ：堡苎笙兰雯堡竺丝堡竺壅 隧溪j k i 厶誓- 。一：7i l 。t 蒜i k ：鼙一一 隅0 。：气 高， j 夕e j l 图3 1 3 自然铜( 白色) 呈细粒 散点状分布白云岩中。 图3 1 4 黄铜矿在流纹岩中呈 浸染状构造 白云矿 黄铜矿 图3 15 斑铜矿浸染状构造 q 一流纹岩层中的石荚自形晶，裂 纹中充填b 2 b 2 一流纹岩屑白云岩中斑铜矿浸 染状构造 图3 1 6 黄铜矿浸染状构造 流纹岩屑角砾l 一2 0 r a m 重品白云石被石英、钠长石交代 c p 黄铜矿沿层形成授染敢点状 构造。岩屑沿层显定向排列。 昆叫理t 大学工程硕l 二论文 第三章腻矿性质研究 条带状构造： 黄铜矿沿粉晶中晶白云岩 层纹方向呈沿层条带状构 造。见图3 一1 7 图3 1 7 黄铜矿沿层条带构造 粉晶白云岩。 黄铜矿c p 沿层条带。 细脉状构造： 辉铜矿沿含矿泥质自云岩裂隙充填形成脉状。另见后生成的黄铜矿 沿黄铁矿的碎裂纹中充填、交待形成细脉状。见图3 1 8 、3 1 9 图3 1 8细脉状构造 辉铜矿( 灰白色) 在泥质白 云岩中呈细脉状分布。 图3 1 9细脉状构造 黄铜矿( 浅灰色细脉) 沿黄 铁矿晶体裂纹充填交代。 形成细脉状。 昆明理工大学工程硕上论文第三章原矿性质研究 3 2 化学分析结果 i 、光谱半定量分析结果 元素 a g ( g 绚 a la sbb ac ac oc rc uf eg e 含量( )0 ，5 10 0 10 0 0 2o 0 l 1 0o 0 l0 0 0 415o 0 0 0 2 元素m on an im np bs bs it iva u m g 含量( )0 0 0 0 1 0 30 0 0 10 。3o 0 l ， l oo 1 o 0 0 3 ， l o 2 、多元素分析结果 l元素s i 0 2f e 2 0 3 c a o m g o sc ua s a 1 2 0 3a g a u l 含量( )3 3 2 2 4 9 01 6 8 s 1 0 8 7o 1 21 10 0 1 28 2 5 s 0 5 ( g 00 0 3 ( 旷i ) 3 、铜物相分析结果 硫化铜氧化铜 项目全铜 原生硫化铜次生硫化铜游离氧化铜结合氧化铜 品位( ) 0 0 7o ，l l0 7 9o 1 6 1 1 3 占有率( ) 6 1 99 7 4 6 9 9 11 4 1 61 0 0 3 3小结 根据对矿石的工艺矿物学性质的考察，可得如下结论： 1 、本试料为风化或半风化的氧化铜矿石。主要铜矿物为孔雀石、硅孔雀 石。有部分硫化铜矿物，其中以辉铜矿为主，次为黄铜矿、斑铜矿及少量铜兰。 脉石矿物主要为自云石，有少量石英及云母类硅酸盐矿物。矿石中含有较多的 褐铁矿，严重地污染了矿石，且有的与孔雀石形成胶状集合体。 2 、原矿含铜i 1 3 ，氧化率8 4 0 7 。其中结合氧化铜1 4 1 6 。因而，此 矿石属高氧化率难选氧化铜矿石。 3 、原矿中含银3 0 5 克，吨。其他无伴生元素有利用价值。 4 、试料中，孔雀石呈土状、胶状、放射状集合体，少量里粒状产出，多 为硫化铜矿的氧化产物而分布于其边缘；有的沿脉石矿物孔隙、裂隙呈薄膜状、 细脉状产出。硫化铜矿物多呈散点状、星点状、少数呈细脉状产于脉石矿物的 边缘、孔隙及裂隙中，分布不均匀，嵌布也不均匀，一般偏细，最大者仅有5 微米。原生硫化铜矿物和次生硫化铜矿物互相交代的结构较明显。 2 4 昆明理工大学工程硕士论文 第四章试验研究与讨论 第四章试验研究与讨论 4 1 原矿筛析试验 对原矿一3 毫米的物料进行筛析，其结果见表4 1 。 根据原矿筛析的数据可以看出，对于每一个粒级而言，铜品位除个别 略高于原矿多数级别的相当于原矿，因而金属分布率和产率基本一致。 联系铜矿物在矿石中一般嵌布较细的特点，说明铜矿物在矿石中是较分散 的，对提高精矿品位会有一定的影响。还应该注意到，目前难以回收的一 9 微米细泥中，全部是氧化锅。 4 2 可磨度测定 当矿石受到外力的侵入时，它会有一种反作用力，即岩矿强度。岩矿 强度的大小，主要取决于矿石的固有特性，如成矿条件、结晶环境等等众 多因素，一般不以人们的意志为转移。其大小决定了矿石被粉碎的难易程 度，反映在碎矿与磨矿上，便是可磨度，可用可磨性系数k 值来表示。 一般而言，当k 大于1 时，表示该矿石好磨；如k 小于i ，则表示该矿 石难磨；如k 等于1 ，则表示该矿石为中等可磨性矿石。 在本次研究中，我们以云南易门铜矿为标准矿石( 中硬矿) ，在相 同的磨矿条件下，可磨度测定曲线见图4 1 。从曲线上可以看到，无论是 在任何磨矿细度下，元江铜矿均比易门铜矿好磨。经计算，当磨矿细度为 一2 0 0 目占9 0 时，其可磨性系数为k = i 2 l 是元江氧化铜矿口易门标矿 图4 l 可磨测度测定曲线图 2 5 昆明理工大学工程硕士论文 第四章试验研究与讨论 表4 - 1 + 原矿筛析结果 粒级 产率( ) 品位( ) 分布率( ) 全铜氧化铜硫化铜全铜氧化铜硫化铜 - 3 f p u ( 毫米)个别 累计 率 个别 平均 个别 平均 个别 平均个别累计个别 累计 个别累计 3 + l4 4 3 34 4 3 3o 9 3m 9 30 7 40 7 40 1 9o 1 93 9 2 63 9 2 63 8 5 93 8 5 94 2 1 14 2 1 l7 9 5 7 1 + o 4 51 9 7 06 4 0 31 1 1o 9 8o 9 10 7 9o 2 0o 1 92 0 9 06 0 3 12 1 0 95 9 6 81 9 7 06 1 8 18 1 9 8 0 4 5 + 0 ，1 51 2 4 87 6 5 11 0 91 o oo 8 lo 8 0o 2 8o 2 l1 3 0 07 3 3 l1 1 7 47 1 4 21 7 4 77 9 2 87 4 3 1 0 1 5 + 0 1 3 5 68 0 0 71 2 8 1 1 5 1 0 20 8 l0 2 6o 2 l 4 3 67 7 6 74 2 77 5 6 94 6 38 3 9 l7 9 6 9 o 1 + o 0 7 43 1 68 3 2 3l _ 3 91 0 3 1 1 4o 8 2o 2 5o 2 l4 2 08 1 8 74 2 37 9 9 23 9 58 7 8 68 2 0 1 0 0 7 4 + 0 0 3 75 9 58 9 1 81 0 5 1 0 30 9 6o 8 30 0 90 2 l 5 9 78 7 8 46 。7 28 6 6 42 6 89 0 5 49 1 4 3 - 0 0 3 7 + o 0 1 87 1 69 6 3 41 0 8 1 0 3o 8 90 8 3o 1 9o 2 l7 3 99 5 2 37 5 09 4 1 47 1 61 0 08 2 4 1 o o l8 + o 0 0 93 1 l9 9 4 51 3 51 0 5 1 3 50 8 4oo 2 04 o l9 9 2 44 9 49 9 0 801 0 0 - 0 0 0 9 0 5 5 1 0 01 5 71 0 5 l 。5 7o 8 4 0o 2 0 o 7 61 0 0o 9 21 0 00l o o 合计 1 0 01 0 50 8 5o 。2 0 昆明理工大学工程硕士论文 第四章试验研究与讨论 4 3 磨矿细度试验 在下列固定条件下，进行了磨矿细度实验：在磨机中加石灰8 0 0 克 吨，使浮选p h 值达到9 左右；丁胺黑药7 5 克，吨；在浮选时加硫化钠2 0 0 0 克，吨；丁黄药1 2 0 克，吨；起泡剂等。试验流程见图4 2 。试验结果见表 4 1 。 试料 精2尾矿 图4 - 2 试验基本流程 从表4 - l 所示的数据可以看到，当磨矿细度由4 0 8 上升s j9 0 2 时， 总的精矿回收率和品位都逐渐上升，虽然作为精1 的品位和回收率在磨矿 细度为8 0 5 或8 5 7 时已经达到最高点，但作为氧化矿为主的糟2 却在 9 0 2 时才达到最高点：超过此点，综合精矿的品位和回收率均在下降。 故而在本研究中。选择磨矿细度为2 0 0 目占8 5 7 至9 0 2 。 昆州理工大学工程颤士论文 第四章试验研究与讨论 4 - l 磨矿细度试验结果 磨矿细度- 2 0 0 目产品名称产率( )品位( )回收率( ) 糖l5 2 83 1 81 4 9 9 糟21 3 74 - 3 25 2 8 4 4 0 8 尾矿8 1 0 2o 4 43 2 1 7 原矿 1 0 01 1 2 1 0 0 精l 6 0 35 6 0 2 8 6 2 精21 4 44 5 55 5 5 3 7 2 3 尾矿7 9 5 70 2 41 5 8 5 原矿1 0 01 1 81 0 0 精t6 1 l5 6 23 0 6 6 精21 4 74 ：6 85 8 8 8 0 5 尾矿7 9 1 9 o 1 5 1 0 5 4 原矿 1 0 01 1 21 0 0 精l6 0 55 9 03 0 5 l 糖2 1 4 9 84 8 16 1 5 8 8 57 尾矿7 8 9 7o 1 27 9 l 原矿 1 0 01 1 71 0 0 精16 2 06 0 23 1 1 0 精2 1 4 8 04 9 l6 0 5 6 9 0 2 尾矿 7 9 o1 38 3 4 原矿 1 0 01 2 01 0 0 精l6 0 9 5 8 72 9 5 4 精2 1 5 0 04 8 86 0 4 9 9 4 ，5 尾矿7 8 9 l0 1 59 9 7 原矿 1 0 01 2 l1 0 0 4 4粗选试验研究 作为氧化铜矿的主要选矿方法之一，便是硫化一一黄药法。它的基本 特点就是首先将氧化铜矿用硫化钠进行硫化处理，然后再用硫化矿类捕 收剂( 如黄药类) 进行捕收。该法技术成熟，经济适用，操作简单，非 常适合于中小型矿山的氧化铜的处理。但也必须注意到，大量的文献资 料表明，该法对结合率较高的氧化铜矿，其指标较差，必须研究使用一 些活化剂强化浮选，才能获得好的选别指标。其次，硫化钠既是氧化矿 的活化剂，又是硫化矿的抑制剂，因而其用量和效果必须紧密结合，这 就包括药剂配方、加药地点和加药方式。第三，黄药类捕收剂的种类较多， 其作用能力各不相同，特别是新型高效复合药剂的开发研究，为氧化铜 矿的浮选提供更为有效的方法。 昆明理工大学工程硕士论文第四章试验研究与讨论 4 4 1 捕收剂种类试验研究 使用图4 2 的浮选基本流程，在药剂种类和用量均不变的情况下，各 种捕收剂的试验结果见表4 2 。 4 - 2捕收剂种类试验结果 药剂种类产品名称产率( )品位( )回收率( ) 精1 6 2 06 0 23 3 3 3 精2 1 2 8 05 0 15 7 2 6 r 黄药 尾矿 8 1 0 00 1 39 4 1 原矿 1 0 01 1 21 0 0 精1 6 1 86 1 33 3 8 2 精2 1 3 24 3 l5 0 8 0 异戊基黄药 尾矿 8 0 6 2o 2 l1 5 - 3 8 原矿 1 0 01 1 21 0 0 精l 6 0 l6 2 43 3 4 8 精2 1 3 24 8 15 6 6 9 仲辛基黄药 尾矿8 0 7 90 1 49 8 3 原矿 1 0 01 1 21 0 0 精l 6 3 05 9 83 3 6 4 精2 1 3 _ 34 9 95 9 2 6 4 8 号黄药 尾矿 8 0 4 00 1 07 1 0 原矿 1 0 01 1 21 0 0 精1 6 2 86 1 83 4 6 5 精2 1 3 0 15 1