铜铅分离方法

1、铜·铅分离方法课 程 论 文题 目铜铅分离方法学 院专 业班 级姓 名指导教师2013 年12 月25日铜铅分离方法摘要：本文先概括地介绍了铜，铅的应用,储量分布以及特征，然后通过对铜、铅矿物的浮选分离进行总结，认为目前研究最多的是优先浮选流程、混合浮选流程和等可浮流程。指出了常用的捕收剂和抑制剂等药剂制度。介绍了铜铅混合精矿分离常用的方法。包括重铬酸盐法、亚琉酸(盐)法和其他多种方法。阐述了多种方铅矿抑制剂的抑制机理。最后指出其中存在的问题提出了下一步研究的方向。关键词：铜铅分离；分离方法；浮选流程；药剂制度中图分类号： 文献标识码： 文章编号：The separation met

2、hod of Copper leadAbstract: This paper first introduced in copper, lead, the application of reserves distribution and characteristics, and then the copper, lead content of flotation separation was summarized that the present study is the largest priority flotation process, mixed flotation process an

3、d can float process. Point out the common collector and inhibitors, etc. Introduces the copper lead mixed concentrate separation commonly used methods. It Include the dichromate method, and glassy acid (salt) method and the other a variety of methods. it Introduced a variety of galena inhibitor on t

4、he inhibition mechanism. Finally, pointed out the direction of further research.Keywords: Copper lead separation；Separation method；Flotation flow sheet；Regime of agent铜、铅，作为关系国计民生的主要金属矿产品，可用于工农业生产的诸多领域。随着经济的发展，铜、铅，矿产资源得到大规模开采利用，使得资源量日益紧缺，随着矿产资源的开发利用，原矿品位日趋降低，不仅大量的矿石需要经过选矿加工才能利用，而且在入选矿石中难选矿石愈来愈多；加上铜、

5、铅矿物具有天然密切的共生关系, 互相包裹现象很普遍, 因而精矿中铜铅互含的问题很难解决，同时，冶炼对精矿质量的要求愈来愈严，要求回收的元素越来越多。随着人们开始对环境保护和降低能源消耗越来越重视，对资源利用、能源消耗以及生产工艺提出了越来越高的要求，因此选矿工程在资源开发利用中显示着愈来愈重要的作用。我国矿产资源的现状是，资源虽丰富但贫矿多、富矿少，嵌布粒度细，伴生元素多，类型复杂，使资源的开发利用增加了不少难度。国内铜铅矿资源虽然居世界前列，但由于目前可供于开发利用的经济储量保障程度比较低，矿山产品产量已经不能满足当前国内精炼加工的要求，因此我们必须加强选矿研究，找出更合理的方案，有效分离出

6、有用矿石。目前，国内外对于硫化铜、铅矿石的回收主要采用的是浮选法.1铜铅矿的分布与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。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。我国主要铜矿工业类型有斑岩型铜矿床，矽卡岩型矿床，层状型矿床，火山沉积型矿床和铜-镍硫化物型矿床。铜作为关系国计民生的金属，用于工农业生产的诸多领域，随着全球工业化进程的日益加快，对铜金属的需求量不断增加，促使铜生产工业的不断发展和进步。随着人们对环境保护和能源消耗的重视，以及对精矿质量的要求不断提高，广大科研工作者对铜

7、矿浮选工艺、浮选药剂和难选铜矿石处理方法的研究愈加深入，加强了对复杂低品位贫矿资源的综合利用率，并且缓解了铜资源短缺的状况，为提高铜矿资源综合利用的经济效益提供了有力的保障。铅是人类从铅锌矿石中提炼出来的较早的金属之一，是最软的重金属，有较好的延展性，也是比重大的金属之一，元素符Pb,原子量207.19 ，硬度1.5，比重11.34，熔点207.4，沸点1750，易与其他金属(如锌、锡、锑、砷等)制成合金。铅精矿是生产金属铅，铅合金，铅化合物等的主要原料。金属铅主要是生产铅锑合金，铅锡合金，铅锌合金及铅化合物用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、石油工业、化学工业、核工业、轻工业和医药业

8、等领域。2.铜铅矿的分选2.1铜铅浮选分离方法铜铅分离的方案一般有两种，一是浮铜抑铅，二是浮铅抑铜。常用的方法有如下几种：（一）重铬酸盐法这是一种比较传统的方法，重铬酸盐是方铅矿的最重要的抑制剂，它们对铜矿物的浮选没有影响，因此常用来分选铜、铅混合精矿，用量一般11.25kgt，搅拌时间一般0.51h左右。这也是研究最多的药剂之一。铬盐一二亚硫酸亚铁酸钠、在碱性介质中的亚硫酸盐和重铬酸钾的混合物，用硫化钠调整介质使pH=88.6，然后用重铬酸钾处理精矿均是早期铜铅分离常用的方铅矿抑制剂。值得指出的是：用重铬酸盐法抑制的方铅矿虽然可以用硫酸亚铁、盐酸或亚硫酸钠等还原剂使之活化，但一般而言，活化是

9、很困难的。用重铬酸盐抑制方铅矿，实现抑铅浮铜。这种方法对被铜离子活化过的方铅矿抑制力差，当矿石中含有易氧化的次生硫化铜矿物时，不宜使用此法。这种方法对于受过氧化的方铅矿抑制效果更好，但由于此法对环境有圬染，采用这种方法的选厂日趋减少。郭月琴【3】在铜、铅分离试验中曾试过单一石灰法；重铬酸盐一水玻璃法；CMC一焦磷酸钠法，单一CMC法；CMC一亚硫酸钠一重铬酸盐法；CMC一重铬酸盐法等。其中以CMC一重铬酸盐法效果最好。铬盐有毒，为了减少重铬酸盐用量，应采用组合抑制剂。CMC对方铅矿有较强的抑制作用，但用量多时，对铜矿物的浮选也有一定的影响，其优点是无毒。采用CMC一重铬酸盐组合制剂，则兼有两种

10、药剂的优点（二）亚硫酸(盐)法在1957年的国际选矿会议上。首先报道了在复杂硫化矿石的优先浮选中用亚硫酸钠或二氧化硫气体作抑制剂【4】，国际选矿界开始在复杂多金属矿石的浮选分离中使用亚硫酸(盐)类药剂，并根据矿石的不同性质研究出许多新型的方铅矿的抑制剂。(1)亚硫酸法：二氧化硫是铅的良好抑制剂，在一定条件下还能抑制闪锌矿、黄铁矿，并对铜矿物有活化作用，对轻微氧化的硫化矿物有较好的分选性能。据研究，亚硫酸盐对已被铜离子活化的闪锌矿的抑制作用，并不是从闪锌矿表面排除硫化铜薄膜及黄原酸盐，而是在闪锌矿表面上沉积了亲水性的亚硫酸锌引起的，亚硫酸法对方铅矿、黄铁矿的抑制作用可以解释为相应金属的亲水性亚硫

11、酸盐在矿物表面上沉积的结果。(2)亚硫酸一淀粉法：此法先通人二氧化硫，使矿浆pH调整为4，然后加石灰将pH调到6，再加淀粉，抑铅浮铜，(闪锌矿也被抑制)。美国的马格芒特选矿厂应用亚硫酸和淀粉实现铜铅混合精矿的浮选分离，可以得到95.78的铅作业回收率，并且使铜精矿含铅13.91降低到6.40。加拿大布伦兹威克选厂用二氧化硫(2959t矿)和淀粉(909t矿)抑铅浮铜，改善了浮选指标，使得铅锌精矿品位提高8(3)亚硫酸钠+硫酸锌法：通过采用铜矿物的选择性捕收剂BK905，配合使用亚硫酸钠+硫酸锌组合抑制剂，成功实现了硫化铜矿物与方铅矿和闪锌矿的浮选分离。扩大试验得到的浮选铜精矿含铜18.25、含

12、铅12.31、含锌9.31，铜回收率93.09。(三)氰化物法氰化物对黄铜矿抑制力较强，但对方铅矿几乎不产生抑制作用，因此利用这种方法可以抑铜浮铅，并得到较好的效果。当矿石中次生铜矿物多时，因氰化物对次生铜矿物抑制作用弱，且消耗氰化物多，故常采用氰化物加硫酸锌法加强对铜矿物的抑制作用。由于氰化物有剧毒，且能溶解贵金属，故应尽量少使用，推广无氰工艺。（四）氧硫法这种方法是用二氧化硫或亚硫酸盐组合其他抑制剂来抑制方铅矿浮选黄铜矿。氧硫法常用的组合有：二氧化硫(或亚硫酸)+淀粉；亚硫酸十硫化钠；硫代硫酸钠+三氯化铁。采用这种方法时，由于亚硫酸盐类也抑制闪锌矿和黄铁矿，所以混杂在混合精矿中的锌、铁硫化

13、物会进入铅精矿，使铅精矿质量较差，但铜精矿质量较高。如果方铅矿被铜离子活化过，分离效果不好，不宜采用此法。（五）羧甲基纤维素(CMC)+水玻璃(或焦磷酸钠)法某矿采用羧甲基纤维素与水玻璃按质量比l：100的混合剂或羧甲基纤维素与焦磷酸钠按质量比1：10的混合剂分选铜铅混合精矿，抑铅浮铜取得了较好的指标。具体的药剂比例，可根据具体情况通过试验来确定。（六）加温法这种方法是先用蒸气把铜铅混合精矿加温到60左右，在酸性或中性矿浆中，方铅矿表面的捕收剂解吸下来，表面氧化亲水，而黄铜矿仍然上浮。采用这种方法不必另加其他药剂，所得的铜精矿品位高，含铅、锌低。另外，由于不需加入其他药剂，可以减少污染。2.2

14、铜铅分离方法的选择(1)矿物组成。铜铅混合精矿中的矿物组成是选择分离方法的主要依据：例如，如果方铅矿表面受到氧化且未被铜离子活化，则可采取重铬酸盐法或氧硫法；如方铅矿与次生硫化铜矿物(如斑铜矿及砷黝铜矿)的分离，可选用氰化物法或氰化物加硫酸锌法。(2)混合精矿中的铜铅比。从生产实践来看，当混合精矿中的铜与铅质量比较大时，多采用抑铜浮铅的方法；当铜与；铅质量比较小时，则多采用抑铅浮铜的方法。这是因为“抑多浮少”泡沫量少，可以减少泡沫产品的夹杂，提高精矿质量。(3)从工艺指标，环境保护、经济成本等多方面综合考虑，进行方案的选择。如何进行精矿脱杂，在多金属硫化矿的浮选中，由于原矿性质复杂，最后获得的

15、精矿可能存在“互含”过高的现象。例如，进行铅锌矿的浮选时，铅精矿中可能含锌过高，锌精矿中可能含铅过高，这不仅影响精矿的质量，而且也降低回收率。为了解决这个问题，需要进行精矿脱杂，降低杂质含量。脱杂时一般采用反浮选，例如，含锌过高的铅精矿，则采取浮锌抑铅的办法来脱除锌杂质。精矿脱杂常常用于铅精矿脱锌、锌精矿脱铅、铅精矿脱铜、锌精矿脱铜等2.3铜铅矿浮选分离流程对于硫化铜、铅矿物的浮选分离目前研究最多的流程结构有：铜、铅矿物优先浮选流程；铜、铅矿物混合浮选抛尾一混合精矿优先浮选分离流程；等可浮选流程等等。（1）优先浮选流程：根据矿石中铜、铅等硫化矿物的可浮性，采用有针对性的药剂制度，依次从矿浆中把

16、它们浮选分离出来，分别得到单独的精矿和废弃的尾矿。该法的优点是现场易于控制，容易得到合格精矿；缺点是流程较长，浮选时间长，药剂种类多及用量大，流程特点是在铜、铅、锌优先浮选过程中配合使用选择性抑制剂和选择性捕收剂，同时利用矿石中有用矿物的嵌布特性，结合流程结构的优化，实现铜、铅、锌矿物的优先浮选分离，具有指标高、易于操作等特点。（2）混合浮选抛尾一混合精矿优先浮选分离流程：铜、铅矿物混合浮选抛尾一混合精矿优先浮选分离流程是把全部硫化矿物选到混合精矿中，分别得到混合精矿和废弃的尾矿，然后对混合精矿脱药后进行全部分选或部分分选。混合一优先浮选流程具有可节省磨矿费用，减少浮选机磨损及浮选药剂用量等优

17、点，但由于在混合精矿中有过剩的药剂，在矿粒表面覆盖有捕收剂膜，因而常使下一步选择性地抑制一种矿物浮出另一种矿物的分离作业发生困难，不易获得较好的分选指标，使其应用受到一定的限制。在利用硫化钠、活性炭或其他方法使混合精矿脱药后才能使该法得以应用。一般地，全混合浮选流程适用于处理有用矿物呈不均匀嵌布、或彼此致密共生、或一种有用矿物在另一种有用矿物中呈细粒嵌布，而它们的连生体较粗的嵌布在脉石(组成矿石的大部分)中的多金属矿石。或较贫的多金属硫化矿石。前苏联的列宁诺戈尔斯克和别洛乌索夫斯克选厂、保加利亚克尔查理选厂、日本释迦内选厂、西南非楚梅布选厂和国内的白银公司小铁山多金属选矿厂曾采用了铜、铅等硫化

18、矿物全混合一优先浮选分离流程。（3）等可浮选流程：等可浮选流程是把可浮性相近的有用矿物选到混合精矿中，然后进行分离浮选。如把易浮的硫化铜、铅矿物与较难浮选的锌、硫矿物分别选到铜、铅混合精矿和锌、硫混合精矿中，然后进行铜、铅分离和锌、硫分离，或者抑制锌、硫矿物，混合浮选铜、铅矿物，得到铜、铅混合精矿，然后进行铜、铅分离浮选，并从尾矿中回收锌、硫矿物，分别得到铜、铅、锌、硫精矿产品。这种流程兼具有优先浮选和混合浮选流程的优点，浮选分离的条件易于控制。该流程可免去对易浮的锌矿物的活化和随后分离时的强抑制，也可免去对难浮锌矿物的抑制和随后浮选时的强活化。其特点是按有用矿物的浮游难易程度在不同的工艺条件

19、下进行浮选，可以节省药剂用量，但浮选作业时间较长，工艺过程操作复杂。不管采用上述哪种流程，都会面临铜、铅、锌、硫分离问题，根据矿石性质的不同，分离难度各有不同，尤其是铜、铅分离的问题更是突出，这也是选别这类矿石的关键性问题。通常铜在铅精矿中并不认为是有害杂质，但铅精矿含铜量是有要求的。因为铜的存在降低了铅精矿的质量，降低了铅在冶炼过程中的回收率，并使冶炼操作过程复杂化，成本增加。因此，铜与铅矿物的分离具有重要的意义。2.4铜铅混合精矿的脱药对于某些性质极为复杂的矿百由于铜铅矿物可浮性很相近铜铅混合精矿的分选很困难，使所分选出的铜和铅精矿中。铜与铅互相混杂。回收率大大降低在这种情况下，可不再进行

20、分选，把铜铅混合精矿作为半成品送冶炼厂处理。近年来，对于性质极为复杂的多金属硫化矿石。倾向于采用选-冶联合流程。铜铅混合精矿的分离浮选一般首先进行脱药，然后再行分离由于在铜铅混合精矿中存在着大量的过剩浮选药剂，对分选效果往往产生不良影响，所以在混合精矿分选之前，必须首先脱除矿浆和矿物表面吸附的药剂，常见的脱药方法有以下三类：机械脱药法包括浓缩、过滤、洗涤，擦洗、搅拌、再磨、超声波处理及多次精选等方式。这些方法操作简便，但脱药不彻底效果较差。比学及物理化学脱药法包括硫比钠、活性炭解吸以及其他化学药剂脱药。硫化钠能解吸矿物表面吸附的捕收剂，脱药比较彻底，但硫比钠用量大且脱约后要经浓缩、过滤除去过剩

21、的硫比钠。活性炭具有巨大的吸附性能，能够除去矿物表面及矿浆中的过剩药剂这种脱药方法虽不如硫化钠彻底，但使用方便，因而应用较广。特殊脱药法包括加温、焙烧及蒸吹等。这些方法较复杂、成本高，只在某些特殊情况下使用。3.铜铅浮选分离药剂制度硫化铜、铅矿物的浮选分离包括复杂多金属矿石中铜、铅矿物的优先浮选分离和铜、铅混合精矿的浮选分离。硫化铜、铅矿物的优先浮选捕收剂一般为硫化铜矿物的选择性捕收剂，如0一异丙基一N一乙基硫逐氨基甲酸酯等；铜、铅混合浮选的捕收剂一般有乙基黄药、异丙基黄药、丁基黄药、戊基黄药、31号与242号黑药、巯基苯并噻唑、硫醇、均二苯硫脲和硫逐氨基甲酸酯101112等以及这些药剂的混合

22、使用。在铜、铅混合浮选中，分批添加捕收剂是必要的。铜铅混合精矿的浮选分离一般是首先进行脱药，然后进行分选。在生产实践中，常用的脱药方法是浓缩、过滤、再磨以及活性炭脱药等。在铜、铅分离过程中，含铅矿物比较简单，主要是方铅矿，而含铜矿物种类较多，可浮性又不相同，因此，铜、铅分离过程中分离工艺选择较为复杂、影响因素较多。研究表明，多种金属阳离子对方铅矿浮选有明显的抑制作用，且随阳离子价态的增加而增大，如Cr3+、A13+等阳离子对方铅矿的抑制作用特别强烈。重铬酸盐(K2Cr207及Na2Cr207)是方铅矿最重要的抑制剂，硫化钠、亚硫酸盐、CMC、水玻璃等对其也有抑制作用。目前研究过的主要方法有：抑

23、铅浮铜法、抑铜浮铅法以及这两类方法的联合应用3.1合理添加浮选药剂在选择药剂种类及考虑药剂用量的大致范围时，参考类似硫化铜镍选矿厂的实践生产是十分重要的。首先，应提出几套流程方案和药剂处方，再通过比较分析后初选12个，最终通过实验确定19。在分析、试验、研究过程中要处理好以下几方面的矛盾或交互关系：捕收与抑制的关系；活化与抑制的关系；分散于絮凝的关系；捕收与起泡的关系。为保证矿浆中最佳药剂浓度，药剂必须合理添加。这包括选择合适的加药顺序、加药地点、加药方式等。合理添加的另一原因是由于加到矿浆中的药剂通常有好几种，加上矿浆中原有的组分，它们之间的交互作用很复杂，且相互影响和制约。好的药剂制度可充

24、分利用这些作用，发挥药剂性能；而药剂添加不当，可能造成整个工艺过程混乱。应根据矿石特性、药剂性能、工艺要求等选择合理的加药顺序、加药地点、加药方式。参考类似的铜铅选矿厂的药剂制度以及药剂的作用和机理，可确定对铜铅矿的浮选药剂一般按pH调整剂活化剂或抑制剂捕收剂起泡剂。加药地点视药剂性质和要求的作用时间确定。pH调整剂、抑制剂多加在球磨机中，难溶的捕收剂可加在球磨机中，易溶的捕收剂、活化剂和起泡剂一般加在浮选前的搅拌桶中。还可加20%40%的捕收剂和起泡剂在浮选机中。如果在同一地点加入多种药剂，而且药剂间互相影响，有抵消作用，则应分别加入，让第一种充分作用后，再加另一种药剂。加药方式有集中加药和

25、分批加药。前者是将全部药剂一次加入矿浆中，简单，方便，药剂浓度在一点较高、作用较强，可提高浮选初期的速度；后者是分批或逐点添加，以维持浮选整个过程的均衡浓度，对提高一些难浮物料的选择性和回收率有利。分批加药适用于下列药剂：易被泡沫带走的；在矿浆中易起反应的；用量要求严格控制的。细粒物料，尤其是细泥含量高时，为提高选择性，宜采用分批加药，使药剂处于亏量状态。常用药剂所需的接触时间根据经验一般为13min。4.分离存在的问题综上所述，在铜、铅硫化矿物浮选分离方面，国内外的选矿工作者做了大量的研究工作，取得了许多研究成果。但是，铜、铅等复杂多金属硫化矿的浮选分离尚未很好解决，仍是国际选矿界关心的关键

26、问题之一，涉及这些浮选分离过程的基础问题有待深入的研究。具体表现在：(1)在铜铅分离过程中，还在使用重铬酸钾等有毒药荆。由于重铬酸盐类药剂对方铅矿强烈的抑制作用。尽管其有毒，但人们还在继续研究和使用，只是使用过程中增加了其他药剂或者和其他药剂一起使用。(2)对亚硫酸(盐)类药剂制度抑制方铅矿的机理研究不充分。工业上已经有各种各样的亚硫酸盐类药剂及其组合抑制方铅矿的使用实例，但对其抑制方铅矿的机理有待进一步深入研究，尤其是对于具有新鲜表面的方铅矿的抑制机理更是如此。(3)硫化矿浮选体系的溶液化学行为和电化学过程的相互促进和制约因素的研究应引起特别关注。在硫化矿浮选电化学问世之前，选矿研究主要集中

27、在溶液化学行为方面，但自从硫化矿浮选电化学问世以来，选矿工作者的注意力就几乎全集中在这一领域，几乎所有问题都用电化学机理来解释，而忽略了一些基本的溶液化学行为。实际上，硫化矿的溶解、溶解组分与矿物表面及浮选剂的相互作用或电化学反应，都严重干扰浮选过程。在复杂多金属硫化矿浮选体系中，这种现象更为显著。此明确硫化矿浮选体系溶液化学行为将更有助于理解硫化矿浮选的电化学控制浮选或电位调控浮选的微观机制。(4)目前研究的捕收剂体系以乙黄药、苯胺黑药、乙硫氮等为主，其他选择性捕收剂体系的研究基本没有见到文献报道。5.结语从铜铅矿的整个分选过程来看，浮选工艺是确定选矿工艺指标的重中之重。从浮选方案的选择到浮选流程的设计，再到浮选药剂制度的确定，每一步都与工艺指标息息相关目前，工艺上对铜铅矿的分选工艺的改进主要集中在浮选方面，浮选流程不断改善，药剂之间协同作用的研究也不断深入，可以确定，今后铜铅的分选不断完善，所达到的工艺指标也将越来越高，这必将不断适应于社会发展的需求。参考文献1 谢广元 主编.选矿学M.徐州：中国矿业大学出版社，2010年8月.2 孙仲元. 选矿设备工艺设计原理M. 长沙：中南大学出版社，2001.43 郭月