西安礦源有色冶金研究院以選礦工藝、選廠設(shè)計(jì)、選礦新技術(shù)研發(fā)為優(yōu)勢(shì)，形成了以選廠設(shè)備配套、土建設(shè)備安裝、生產(chǎn)調(diào)試、技術(shù)管理承包全方位服務(wù)體系;倡導(dǎo)選礦環(huán)保藥劑、選礦自動(dòng)化的現(xiàn)代化綠色礦山技術(shù)傳播與踐行者。
按選別的有用成分不同，硫化銅礦可分為如下幾類：
(1)單一銅礦。其礦石比較簡(jiǎn)單，可以回收的有價(jià)成分只有銅。脈石主要是石英、硅酸鹽類和碳酸鹽類。
(2)
銅硫礦。這種礦石除銅礦物外，還有硫化鐵的礦物可以回收。硫的主要礦物是黃鐵礦。這種礦石稱為含銅黃鐵礦。
(3)銅硫鐵礦。其礦石中除銅礦物和黃鐵礦可以回收外，還有值得回收的磁鐵礦。
(4)銅鉬礦。這種礦石的有用成分除銅礦物外，還含有輝鉬礦。有的礦石除銅鉬以外，尚有磁鐵礦和黃鐵礦可以回收。
(5)銅鎳礦。其有用成分除銅礦物以外，還有含鎳的礦物，如硫化鎳礦和含鎳的黃鐵礦、磁黃鐵礦等。
(6)
銅鈷礦。其有用成分除銅礦物以外，還有含鈷的黃鐵礦。將后者選出即為鈷精礦。
主要硫化銅礦物、鐵礦物及其可浮性
黃銅礦(CuFeS2)含Cu34.57%，是主要銅礦物。黃銅礦在中性及弱堿性介質(zhì)中，能較長(zhǎng)時(shí)間保持其天然可浮性，但在強(qiáng)堿性(pH>10)介質(zhì)中，由于表面結(jié)構(gòu)受OH-侵蝕，形成氫氧化鐵薄膜，其天然可浮性下降。在礦床表層的黃銅礦，因長(zhǎng)期受氧化，硬度變小，易過(guò)粉碎，所以其可浮性變差。
浮選黃銅礦最常用的
捕收劑是黃藥和黑藥。近年來(lái)也用硫氮類及硫胺酯。在國(guó)外，有人用異硫脲鹽、丁黃烯酯等取代黃藥浮選黃銅礦。
黃銅礦在堿性介質(zhì)中，易受氰化物及氧化劑的作用而受到抑制。例如，在銅鉛分離時(shí)，常用氰化物抑制黃銅礦;銅鉬分離時(shí)，使用氧化劑使黃銅礦受抑制的方法，已得到廣泛應(yīng)用。有時(shí)用銅鹽(如硫酸銅)活化被抑制的黃銅礦。
輝銅礦(Cu2S)含Cu79.8%，是最常見(jiàn)的次生硫化銅礦物，性脆，容易過(guò)粉碎泥化。國(guó)外許多大型斑巖銅礦的銅礦物為輝銅礦。輝銅礦的捕收劑主要是黃藥。它在酸性和堿性介質(zhì)中，都有較好的可浮性。由于輝銅礦中銅硫結(jié)晶的晶格能較小，銅離子半徑小，硫離子半徑大，易于暴露受到氧化，所以輝銅礦比黃銅礦易氧化。氧化以后，有較多的銅離子進(jìn)入礦漿。這些銅離子的存在，會(huì)活化其他礦物，或者消耗藥劑，造成分選的困難。
輝銅礦的抑制劑是Na2S03、Na2S203、K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6，大量的Na2S對(duì)輝銅礦也有抑制作用。氰化物對(duì)輝銅礦的抑制作用較弱，這是因?yàn)檩x銅礦表面銅離子不斷溶解且與氰化物作用，因而使氰化物失效。只有不斷加入氰化物，才能達(dá)到抑制的目的。
斑銅礦(Cu5FeS4)化學(xué)成分不固定，按分子式計(jì)算含Cu63.3%，有原生、次生兩種。斑銅礦的表面性質(zhì)及可浮性，介于輝銅礦和黃銅礦之間。用黃藥作捕收劑時(shí)，在酸性及弱堿性介質(zhì)中均可浮，當(dāng)pH>10以后，其可浮性下降。在強(qiáng)酸性介質(zhì)中，其可浮性也顯著變壞，容易受氰化物抑制。
其他硫化銅礦物，如銅藍(lán)(CuS)，銅藍(lán)的可浮性與輝銅礦相似。砷黝銅礦3Cu2S·As2S3，屬原生銅礦。它是等軸晶系結(jié)晶，實(shí)際上不解離，有很多同分異構(gòu)體，硬度小，脆性高，容易過(guò)磨泥化。用丁黃藥浮選砷黝銅礦時(shí)，最適宜的pH是11～12。介質(zhì)調(diào)整劑用碳酸鈉比用石灰好，因?yàn)楫?dāng)游離CaO高于400g/m3時(shí)，對(duì)砷黝銅礦有抑制作用。在硫化鈉用量較低(30mg/L)時(shí)，由于硫化了氧化的表面，則可以改善其可浮性，但提高用量，可以完全抑制砷黝銅礦的浮選。
對(duì)硫化銅礦物的可浮性，可以歸納出如下幾條規(guī)律：
(1)凡是不含鐵的礦物，如輝銅礦、銅藍(lán)，可浮性相似，氰化物、石灰對(duì)它們的抑制作用較弱。
(2)凡是含鐵的銅礦物，如黃銅礦、斑銅礦等，在堿性介質(zhì)中，易受氰化物和石灰的抑制。
(3)黃藥類捕收劑，主要與陽(yáng)離子Cu2+起化學(xué)吸附，所以表面含Cu2+多的礦物，與黃藥作用強(qiáng)。作用強(qiáng)弱的次序?yàn)椋狠x銅礦>銅藍(lán)>斑銅礦>黃銅礦。
(4)硫化銅礦物的可浮性，還受到結(jié)晶粒度、嵌布粒度和原生、次生等因素的影響。結(jié)晶及嵌布過(guò)細(xì)的，比較難浮。次生硫化銅礦容易氧化，比原生銅礦難浮。
幾乎所有的硫化銅礦石都有含鐵的硫化物，所以在某種意義上說(shuō)，硫化銅礦的浮選實(shí)質(zhì)上是硫化銅與硫化鐵的分離。銅礦石中常見(jiàn)的硫化鐵礦物有黃鐵礦和磁黃鐵礦。
黃鐵礦(FeS2)含S53.4%，在硫化礦中分布很廣，幾乎各類礦床中都有。由于黃鐵礦是制硫酸的主要原料，所以習(xí)慣上常把黃鐵礦精礦稱為硫精礦。
黃鐵礦在酸性、中性及弱堿性礦漿中都可以用黃藥作捕收劑。經(jīng)過(guò)酸(硫酸、鹽酸)處理的黃鐵礦可浮性很好(用黃藥時(shí)，pH=4.5最好)。在pH=7～8的弱堿性礦漿中，用黃藥捕收也是工業(yè)上經(jīng)濟(jì)有效的方法。對(duì)黃鐵礦的捕收力，黑藥比黃藥弱。
黃鐵礦的抑制劑是氰化物和石灰。黃銅礦、閃鋅礦與黃鐵礦的分離，主要是用石灰作黃鐵礦抑制劑。被抑制的黃鐵礦，可用硫酸降低pH進(jìn)行活化，也可用碳酸鈉或二氧化碳活化?；罨瘯r(shí)常加硫酸銅。
磁黃鐵礦(Fe5S6～Fe16S17)其含硫量一般比黃鐵礦低。容易氧化和泥化，是比較難浮的硫化鐵礦物。
在堿性和弱酸性礦漿中浮磁黃鐵礦，要先用Cu2+離子活化，或用少量硫化鈉活化，再用高級(jí)黃藥捕收。
磁黃鐵礦的抑制劑有石灰、氰化物和碳酸鈉等。在特殊情況下，可用高錳酸鉀，如毒砂或鎳黃鐵礦與磁黃鐵礦分離時(shí)，可用高錳酸鉀抑制磁黃鐵礦，而用硫酸銅或硫化鈉活化毒砂、鎳黃鐵礦。
磁黃鐵礦在礦漿中氧化時(shí)，會(huì)消耗礦漿中的氧。而礦漿中的氧對(duì)硫化礦的浮選，是很重要的。礦石中有磁黃鐵礦時(shí)，用黃藥浮選其他硫化礦，在氧與磁黃鐵礦反應(yīng)之前，其他硫化礦不浮，而且只有礦漿中剩余有氧，使其他硫化礦表面部分氧化，才能使它們浮游。因此，礦石中有磁黃鐵礦的硫化礦浮選時(shí)，礦漿攪拌充氣調(diào)節(jié)顯得十分重要。
磁黃鐵礦的活化劑，還有硫酸銅加硫化鈉、氟硅酸鈉和草酸等。我國(guó)的矽卡巖型銅礦中，含硫礦物有很大一部分是磁黃鐵礦。由于磁黃鐵礦不易浮又兼有磁性，夾雜于磁選鐵精礦中，所以它是造成鐵精礦中含硫高的主要原因。
白鐵礦(FeS2)化學(xué)成分與黃鐵礦相同，但結(jié)晶不同。黃鐵礦為等軸晶系，白鐵礦是斜方晶系。
白鐵礦可浮性與黃鐵礦相似，但比黃鐵礦好。幾種硫化鐵礦用黃藥捕收的可浮性順序是：白鐵礦>黃鐵礦>磁黃鐵礦。
5.1.1.1銅硫礦浮選
銅硫礦是我國(guó)主要的銅礦類型之一。其礦床多屬含銅黃鐵礦床和含銅矽卡巖礦床，分布較廣。如甘肅白銀、湖北大冶、安徽銅陵、江西永平;武山、河北等地區(qū)都有這類礦床。銅硫礦有致密塊狀含銅黃鐵礦和浸染狀含銅黃鐵礦兩種。前者黃鐵礦的含量高，后者黃鐵礦的含量低。浮選這種礦石除了回收硫化銅以外，還要回收其中的硫化鐵作為硫精礦。
影響含銅黃鐵礦浮選的主要因素有：
(1)銅、鐵硫化物的嵌布粒度和共生關(guān)系。一般黃鐵礦的嵌布粒度較粗，而銅礦物特別是次生硫化銅礦，與黃鐵礦共生密切，要磨到比較細(xì)時(shí)，才能使銅礦物與黃鐵礦解離?？梢岳眠@一特性。選出銅硫混合精礦，廢棄
尾礦，然后將混合精礦再磨再分離。
(2)次生硫化銅礦物的影響。次生硫化銅礦物含量高時(shí)，礦漿中銅離子增多，會(huì)使黃鐵礦受到活化，增加銅硫分離的困難。
(3)磁黃鐵礦的影響。磁黃鐵礦含量高，會(huì)影響硫化銅礦物的浮選。磁黃鐵礦氧化，消耗礦漿中的氧，嚴(yán)重時(shí)，浮選開(kāi)始階段銅礦物不浮?？梢约訌?qiáng)充氣來(lái)改善這種情況。
A銅硫礦的浮選流程
其常用的浮選流程有三種：
(1)優(yōu)先浮選。一般是先浮銅，然后再浮硫。致密塊狀含銅黃鐵礦，礦石中黃鐵礦的含量相當(dāng)高，常采用高堿度(游離CaO含量>600～800g/m3)、高黃藥用量的方法浮銅抑制黃鐵礦。其尾礦中主要是黃鐵礦，脈石很少，所以尾礦便是硫精礦。對(duì)于浸染狀銅硫礦石，采用優(yōu)先浮選流程，浮銅后的尾礦要再浮硫，為了降低浮硫時(shí)硫酸的消耗及保證安全操作，浮銅時(shí)，盡量采用低堿度的工藝條件。
(2)混合-分離浮選。對(duì)于原礦含硫較低，銅礦物易浮的銅硫礦石選用這種流程較有利。銅硫礦物先在弱堿性礦漿中進(jìn)行混合浮選，混合精礦再加石灰在高堿性礦漿中進(jìn)行銅硫分離。
(3)半優(yōu)先混合-分離浮選。半優(yōu)先混合-分離浮選是以選擇性好的Z-200或OSN-43、酯-105等作為半優(yōu)先浮銅作業(yè)的捕收劑，先浮出易浮的銅礦物，得到部分合格的銅精礦，然后再進(jìn)行銅硫混合浮選，所得的銅硫混合精礦使用浮銅抑硫的分離浮選。這種分離流程，避免了高石灰用量下對(duì)易浮銅礦物的抑制，也不需耗大量硫酸活化黃鐵礦。生產(chǎn)實(shí)踐表明：這種流程結(jié)構(gòu)合理，操作穩(wěn)定，指標(biāo)好，具有盡早回收目的礦物的特點(diǎn)。
就磨浮流程來(lái)說(shuō)，對(duì)于難選銅礦石，采用階段磨浮流程較為有利，如粗精礦再磨再選，混合精礦再磨再分離，中礦再磨單獨(dú)處理等方法，廣為國(guó)內(nèi)外選廠所采用。
B銅硫分離方法
對(duì)銅硫礦石無(wú)論采用哪一種流程，都存在一個(gè)銅硫分離的問(wèn)題，分離的原則一般是浮銅抑硫，即抑制黃鐵礦。
(1)石灰法。用石灰抑制黃鐵礦是銅硫分離的常用方法。采用石灰法進(jìn)行銅硫分離時(shí)，礦漿的pH值或礦漿中的游離CaO含量能明顯地影響分離效果。一般的規(guī)律是，處理含黃鐵礦量多的致密塊礦時(shí)，需加大量石灰，使礦漿中的游離CaO含量達(dá)到800g/m3左右才能抑制黃鐵礦。對(duì)含黃鐵礦少的浸染礦，用石灰控制礦漿0H值在9～12就能浮銅抑硫。有時(shí)為了避免石灰用量過(guò)大造成“跑槽”和精礦難以處理的毛病，可補(bǔ)加少量氰化物或者選用對(duì)黃鐵礦捕收力弱的酯類捕收劑。
(2)石灰+亞硫酸鹽法。這種方法是廣泛使用的無(wú)氰抑制黃鐵礦的方法。對(duì)于原礦含硫高或含硫雖然不高，但含泥高，或黃鐵礦活性較大不易被石灰抑制的銅硫礦石，可采用石灰加亞硫酸鹽抑制黃鐵礦進(jìn)行銅硫分離的方法。此法的關(guān)鍵是要根據(jù)礦石性質(zhì)控制合適的礦漿pH值及亞硫酸鹽(或SO2)的用量，并注意適當(dāng)加強(qiáng)充氣攪拌。有的實(shí)驗(yàn)研究指出：在pH=6.5～7的弱酸性介質(zhì)中，采用石灰加亞硫酸鹽法抑制黃鐵礦較有效。石灰加亞硫酸鹽法與石灰法比較，具有操作穩(wěn)定、銅的指標(biāo)好、硫酸等活化劑用量低的優(yōu)點(diǎn)。
(3)石灰+氰化物法。對(duì)于浮游活性大的黃鐵礦，用石灰加氰化物法抑制是有效的，但由于氰化物有毒，會(huì)污染環(huán)境，故人們力圖用石灰加亞硫酸法取代之。
在銅硫分離浮選中，采用選擇性好的捕收劑，不僅可以減少抑制劑和活化劑用量，而且操作穩(wěn)定。
C銅硫礦浮選實(shí)例
某礦床屬于變質(zhì)火山巖系中的黃鐵礦型多金屬礦床，礦石類型較復(fù)雜，按結(jié)構(gòu)構(gòu)造可分為浸染狀、致密塊狀、半塊狀三種，以前兩種為主。
主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦，銅藍(lán)、輝銅礦及閃鋅礦。塊狀礦石中黃鐵礦含量占85%以上。主要脈石礦物有石英、綠泥石和絹云母。有用礦物間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，嵌布關(guān)系多種多樣，但主要金屬礦物和脈石的關(guān)系較簡(jiǎn)單。銅礦物呈中細(xì)粒嵌布。黃鐵礦常以自形晶、半自形晶和粒狀集合體產(chǎn)出，嵌布粒度在0.1～0.5mm之間，部分與黃銅礦致密共生。
入選礦石按塊狀含銅黃鐵礦石、浸染狀銅硫礦石及塊狀銅鋅黃鐵礦石三大類，分別用不同的工藝流程及條件進(jìn)行分選。這節(jié)只介紹銅硫礦石的浮選方法。
塊狀含銅黃鐵礦石經(jīng)兩段連續(xù)磨礦至80%-0.074mm，進(jìn)行浮選(一粗一掃三精)，用石灰作黃鐵礦的抑制劑，在高堿度(含游離CaOS00～1000g/m3)下，用丁黃藥和松醇油浮銅，尾礦即為硫精礦。
當(dāng)浸染狀銅硫礦與塊狀含銅黃鐵礦同時(shí)處理時(shí)，選廠采用“摻礦法”處理這兩類礦石：即在低堿度(含游離 Ca050～100g/m3)礦漿條件下，從浸染狀銅礦石中選出銅硫混合精礦，加入塊狀礦石的磨礦作業(yè)中，在高堿度礦漿條件下，與塊狀礦石一起進(jìn)行銅硫分離，選出銅精礦與硫精礦。從流程效果分析，它具有分支串流的實(shí)質(zhì)。其主要特點(diǎn)是，流程簡(jiǎn)單，操作方便，節(jié)省藥劑。
有時(shí)處理單一浸染狀銅硫礦石采用低鈣、低藥(虧量加藥)優(yōu)先浮選粗精礦再磨的流程。
聲明：
“硫化銅礦浮選一般過(guò)程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：西安礦源有色冶金研究院
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