第五章硫化礦浮選(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 。銅鎳礦中常含有一些易浮的脈石，如綠泥石、絹云母、蛇紋石和滑石等。它們易泥化，礦泥易浮。含鎂礦泥進(jìn)入精礦，不但降低品位，而且影響冶煉。一般要求鎳精礦含氧化鎂不超過5~9%。消除易浮脈石礦泥的方法有二：一是添加少量起泡劑預(yù)先浮除。此法并非經(jīng)常有效，物別是利用回水的情況下，因回水含有捕收劑，會增加銅鎳在礦泥中的損失；第二種方法是使用抑制劑，如水玻璃、糊精和羧甲基纖維素等。3．銅鎳分離 銅鎳礦的浮選方案有兩大類；一是優(yōu)先浮選；二是混合浮選。在礦石中銅含量比鎳高，礦物共生產(chǎn)關(guān)系比較簡單的情況下，可以考慮采用優(yōu)先浮選。其優(yōu)點(diǎn)是，可以直接得到銅精礦和鎳精礦；缺點(diǎn)是，浮銅時被抑制過的鎳礦物，不易活化，鎳的回收率較低，故此法少用。銅鎳混合浮選是目前較通用的方案。其優(yōu)點(diǎn)是，鎳的咽收率；較優(yōu)先浮選高，同時浮選設(shè)備也較優(yōu)先浮選省。銅鎳混合浮選，與銅硫混合浮選相似。對礦石中含鎳磁黃鐵礦較多的礦石，有兩種處理方案；一咱是如前所述，采用磁選分出一部分含鎳磁黃鐵礦，然后再浮選；另一種方案是，先浮黃銅礦和鎳黃鐵礦，然后再浮含鎳磁黃鐵礦。浮含鎳磁黃鐵礦時，可用硫酸銅活化。對一些蝕變較強(qiáng)的難選硫化鎳礦，用SO2氣體處理礦漿，將pH降到5~6左右，實(shí)踐證明是有效的。銅鎳混合精礦分離，都是抑鎳浮銅，主要方法列于表52。表52 銅鎳分離的主要方法 方 法 名 稱典 型 選 礦 廠（1）石灰+糊法芬蘭可托蘭蒂（2）石灰氰化物法加拿大林湖（3）石灰+蒸氣加溫法 蘇聯(lián)諾里爾斯克芬蘭可托蘭蒂選礦廠處理的銅鎳礦中，主要含鎳礦物是鎳黃鐵礦、含鎳磁黃鐵礦。銅礦物是黃銅礦。脈石礦物有角閃石、斜長石、云母和石英等。該廠的流程如圖57所示。圖57 芬蘭可托蘭蒂銅鎳礦浮選流程銅鎳混合浮選時，用硫酸（）調(diào)整pH和抑制硅酸鹽脈石，乙黃藥（60克/噸）作捕收劑，粗松油（290克/噸）作起泡劑。銅鎳分離時，用石灰（1公斤/噸）加糊精（25克/噸）抑鎳礦物。流程的方要特點(diǎn)是，鎳礦物的抑制，根據(jù)可浮性的差別，按礦物組分進(jìn)行，即先抑含鎳磁黃鐵礦，再抑鎳黃鐵礦。所得指標(biāo)如下：品 位，%回 收 率，%CuNiCuNi鎳精礦銅精礦尾礦原礦100100由于礦物組成比較復(fù)雜，所以銅鎳混合精礦用一般方法分離比較困難。近年的研究和實(shí)踐證明，用石灰+蒸氣加溫法分離比較有效。蘇聯(lián)諾里爾斯克選礦廠，同時處理浸染礦和脈礦兩種礦石，由于礦物組成復(fù)雜，礦物形式多樣，同一種礦物有若干種結(jié)晶變形，所以銅鎳混合精礦分離進(jìn)用石灰、亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽，均未得到滿意結(jié)果。該廠采用石灰+蒸氣加溫法，在加石灰的同時通入蒸氣。礦漿加溫，可加速捕收劑從鎳礦物和磁黃鐵礦表面解吸，并在這些礦物表面形成比較穩(wěn)定氧化膜，以加強(qiáng)對它們的抑制作用。石灰用量，對于浸染礦，要求礦漿中的游離CaO含量600~800克/米3；脈礦是200~300克/米3。蒸氣加溫時礦漿溫度為70177。2℃，加溫時間12~15分鐘，礦漿濃度40%固體。礦漿加溫以后，稀釋到32177。2%固體，進(jìn)行銅的“快速”浮選，尾礦為鎳精礦，泡沫產(chǎn)品分級再磨后浮銅 ，得到銅精礦，尾礦為鎳精礦。銅鎳銃浮選 富的銅鎳礦，或用浮選法難于分離的銅鎳混合精礦，可選熔煉成銅鎳銃，然后再進(jìn)行銅鎳分離。銅鎳銃的熔煉過程是，將銅鎳混合精礦先進(jìn)行電爐溶煉，得到含Ni14%左右的低鎳銃，再經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉，可得到含Ni45~46%、Cu20%左右的高鎳銃。其主要物相成是硫化鎳Ni3S硫化銅Cu2S和銅鎳合金。高鎳銃的物相組成、銅和鎳硫化物的結(jié)晶粒度，都與精礦中含鐵量有關(guān)。鐵是銅鎳锍浮選的有害雜雜質(zhì)。含鐵高（如超過1%）時，會使銅鎳锍的組成復(fù)雜化，銅、鐵、鎳的固溶體增加，甚至形成類似斑銅礦、鎳黃鐵礦之類的化合物；含鐵高還會使銅、鎳硫化物的結(jié)晶變細(xì)。這些都對浮選不利。將銅鎳锍從800℃到200℃進(jìn)行緩慢冷卻，可以消除鐵的有害影響。實(shí)驗證明，冷卻速度與含鐵量的關(guān)系如下：銅鎳锍中的鐵含量，%1411銅鎳锍的冷卻速度，度/小時502010含鐵越高，要求冷卻的時間就越長。在緩慢冷卻的過程中，銅、鎳硫化物的結(jié)晶變粗，而且硫化鎳發(fā)生晶變，由βNi3S2變?yōu)閍 Ni3S2，并析出其中固溶體的硫化銅。銅鎳锍中的銅、鎳硫化物，只要治煉過程控制得好，組成、性質(zhì)都比較穩(wěn)定，所以比較好選。銅鎳锍浮選時，照例是抑鎳浮銅，其特點(diǎn)如下：（1）磨礦分級回路中分出合金。銅鎳锍中的銅鎳合金，具有延展性，會使磨礦的循環(huán)負(fù)荷增高，如增加到3000%，由于銅鎳合金有磁性，又富含貴金屬，所以一般在分級機(jī)返砂處，先用磁選機(jī)選出，然后再用冶煉方法單獨(dú)處理。（2）要保證粗、掃選的礦漿濃度。銅粗選的濃度，與銅鎳锍中的含鐵量有關(guān)，如含F(xiàn)e2~3%，粗選濃度要求達(dá)到49%固體；含F(xiàn)e3~%，要求43~55%固體。濃度低會降低鎳精礦質(zhì)量。基原因是與鐵結(jié)合的硫化銅的可浮性下降。粗選以后的尾礦，濃度較稀，銅細(xì)泥不易上浮，因而污染鎳精礦。為了提高濃度，掃選前加濃縮作業(yè)，如將礦漿濃度從15~20%固體，提高到30~35%固體。（3）礦漿pH要求在12以上。一般且氫氧化鈉調(diào)節(jié)，也有用石灰的。對于低鐵的銅鎳锍，~；高鐵銅鎳锍Ph=12~。（4）藥劑用量較高。如捕收劑丁黃藥的用量，一般為1公斤/噸左右。若銅鎳锍中含鐵高，用量還要高，有時達(dá)2公斤/噸以上。用量高的主要原因，是因為銅鎳锍中銅的含量高。調(diào)整劑氫氧化鈉的用量，常達(dá)1~3公斤/噸。某銅鎳礦銅鎳锍浮選流程如圖58所示。圖58 某銅鎳礦銅鎳锍浮選流程 銅鎳混合精礦溶煉得到的銅鎳锍，在530℃左右的溫度條件下，保溫48小時，讓其緩慢冷卻。冷卻捕撈銅鎳锍破碎、磨礦、浮選。流程從二段磨礦的分級機(jī)返砂處，接出一部分產(chǎn)品作為合金。所用的藥方及得到的指標(biāo)如下：藥方：藥 名用量，克/噸添加地點(diǎn)氫氧化鈉1000（Ph=13）逐點(diǎn)丁 黃 藥600~800逐點(diǎn)指標(biāo)Cu，%Ni，%銅精礦703鎳精礦365~67六、銅鈷礦浮選硫化鈷礦物的可浮性 鈷的礦物大部分以砷化物、硫化物、或硫砷化物的形態(tài)存在，含鈷的硫化礦物主要有輝鈷礦CoAaS，%；硫鈷礦CO3S4，%；硫銅鈷礦CuCo2S4，含Co35~48%等。鈷常以黃鐵礦的類質(zhì)同象雜質(zhì)存在，或以硫化鈷礦物，如Co3SCuCo2S4等細(xì)粒分散在砷礦物如毒砂中。鈷礦物的可浮性，介于硫化銅、鉛礦物與硫化鋅、鐵礦物之間，而與黃鐵礦、毒砂接近。銅鈷分離 銅鈷礦的浮選方案有優(yōu)選浮選；銅鈷混合浮選然后再分離或不分離兩大類。銅鈷礦的浮選特點(diǎn)如下：（1）流程選擇與礦物組成、共生關(guān)系及鈷的賦存狀態(tài)有關(guān)。鈷礦物單獨(dú)存在，共生關(guān)系比較簡單的礦石，可以采用優(yōu)先浮選，或混合浮選后再分離的流程。在這種情況下，可以得到含鈷10~15%左右的鈷精礦。（2）浮選時間與含鈷礦物的可浮性。含鈷黃鐵礦的可浮性，比硫化鈷、砷化鈷礦物差。礦石中含鈷黃鐵礦時，往往要延長含鈷黃鐵礦的浮選時間，有時達(dá)到1~。（3）銅鈷黃鐵礦優(yōu)先浮選。一般用石灰抑制鈷、鐵硫化礦物，在pH10左右浮銅，采用“饑餓”方式添加捕收劑和起泡劑。鈷礦物的活化用硫化鈉，并在弱酸性或酸性（Ph=）介質(zhì)中浮鈷。被抑制的鈷黃鐵礦，也可用硫酸銅活化。某銅鈷礦的銅礦物主要為黃銅礦，鈷絕大部分呈固溶體存在于黃鐵礦中。采用優(yōu)先浮選流程，浮銅用（丙）乙硫胺酯作捕收劑，石灰抑制含鈷黃鐵礦。銅浮選尾礦需濃縮脫水，以降低堿度。浮含鈷黃鐵礦時，先用硫酸銅活化，再用丁黃藥捕收。%左右。（4）銅鈷混合浮選再分離。混合精礦分離，產(chǎn)要且石灰法。為了抑制鈷礦物，礦漿中的游離CaO濃度，一般要求達(dá)到900~1000克/米3。過高會造成銅的損失，過低鈷易上浮。有時浮銅后，含鈷礦物還要與黃鐵礦繼續(xù)分離，可用礦漿充氣的方法，促使鈷礦物表面氧化，來達(dá)到黃鐵礦與鈷礦物分離的目的。據(jù)研究，充氣之前須用硫化鈉脫藥，并經(jīng)濃縮脫除硫化鈉后，添加新鮮水，在液：固=1：1的條件下，再加捕收劑和起泡劑浮黃鐵礦，尾礦便是鈷精礦。此法也可用于銅鈷混合精礦的分離。第二節(jié) 硫化鉛鋅礦浮選一、硫化鉛、鋅礦物的浮性浮選回收的鉛、鋅硫化礦物是方鉛礦和鋅礦，它們的可浮性如下：方鉛礦PbS，%，立主晶體結(jié)晶，一般晶體比較完整。在方鉛礦中，常含有銀、銅、鐵、銻、鉍砷、鉬等雜質(zhì)。黃藥和黑藥都能捕收方鉛礦。用“示蹤”的黃藥和黑藥研究證明，它們在方鉛礦表面的吸附，與介質(zhì)pH有關(guān)。黑藥在pH，吸附量顯著下降。因此，用黃藥捕收時，要用高級黃藥。白藥和乙硫氮捕收劑，對方鉛礦有選擇捕收作用。在硫化礦浮選時，[X]和[OH]的濃度有[X]/[OH]=K的關(guān)系，若比值大于K，礦物可浮。根據(jù)計算，對于方鉛礦K=。方鉛礦的抑制劑，主要有硫化鈉、重鉻酸鹽和鉻酸鹽等。重鉻酸鹽是方鉛礦的有效抑制劑，但對被Cu2+活化的方鉛礦，其抑制效果下降。被重鉻酸鹽抑制過的方鉛礦，很難活化。要用鹽酸或在酸性介質(zhì)中，用氯化鈉處理后，才能活化。氰化物對主鉛礦幾乎沒有抑制作用，只有某些受鐵污染，或變質(zhì)的方鉛礦，才會受氰化物的影響。閃鋅礦ZnS，%，根據(jù)其含雜質(zhì)不同，閃鋅礦有許多變種。外觀著色差別也很大，一般為裼色，也有黑色的（鐵閃鋅礦），甚至有無色的。閃鋅礦在酸性介質(zhì)中很易浮；在堿性介質(zhì)中要有 Cu2+活化，可用低級黃藥捕收，用高能黃藥可不用活化。除黃藥處，黑藥也是閃鋅礦的捕收劑。閃鋅礦往往自發(fā)活化，其原因是含有銅雜質(zhì)，或在磨礦過程中，被礦漿中的Cu2+活化。這是造成閃鋅礦與其他礦物分離困難的原因之一。硫酸銅活化閃鋅礦，與礦漿pH值有很大的關(guān)系，Ph=6時，閃鋅礦對兩價銅離子析吸附量最大，在酸性和堿性礦漿中，吸附量均下降，但在Ph=11時，又有一個吸附量升高的峰值。Ph=9時，吸附量小。閃鋅礦的抑制劑有硫酸鋅，它是比較弱的抑制劑。對于浮選活度大，或經(jīng)過活化的閃鋅礦，用氰化物與硫酸鋅混合作抑制劑。此外，還有硫化鈉，亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽等。近年來采用SO2作閃鋅礦的抑制劑。二、鉛鋅分離單一的鉛礦或鋅礦，極為少見。常見的為硫化鉛鋅礦，可以分為鉛鋅礦、鉛鋅硫礦和鉛鋅螢石礦。用硫代化合物類捕收劑浮選鉛鋅礦時，鉛鋅分離幾乎都是采用抑鋅浮鉛的方案分離方法有兩大類：氰化物法和非氰化物法。氰化物法 單用氰化物的情況很少，通常總是配合其他抑制劑，這樣既加強(qiáng)抑制作用，又可節(jié)省氰化物用量。氰化物常與硫酸鋅配合使用。由于氰化物法用藥量較省，過程比較穩(wěn)定，容易操作控制，得到的工藝指標(biāo)較好，所以還有不省廠使用。但因氰化物有毒且溶解金、銀、近年來有許多礦山改用非氰化法。某鉛鋅礦，屬于碳酸鹽巖中的交代礦床。礦石中鉛礦物是方鉛礦，還有省時鉛礬。鋅礦物是閃鋅礦，也有少量菱鋅礦，硫化鐵礦物是黃鐵礦。脈石有方解石、石英和長石等。現(xiàn)廠采用了氰化物法進(jìn)行鉛鋅分離，其原則流程見圖418。礦石中有一部分閃鋅礦的可浮性，與方鉛礦相似，而難浮的閃鋅礦，與黃鐵礦的可浮性相近。因此浮鉛時，在浮凈鉛的原則下，將一部分易浮閃鋅礦浮出。浮鉛的尾礦，再進(jìn)行鋅硫混浮。這就是“鉛鋅等浮”和“鋅硫等浮”的“等可浮流程”。以鉛為主的鉛鋅混浮，捕收劑以黑藥為主，并混用一部分黃藥。介質(zhì)調(diào)整劑用石灰Ph8左右。一般鉛鋅浮選時，若礦石中很少或無黃鐵礦時，最好用碳酸鈉調(diào)整pH。因為石灰對方鉛礦的可浮性，有不利的影響。現(xiàn)廠鉛鋅浮選時，也加了少量氰化物，主要是用來抑制活性較高黃鐵礦。由于鉛鋅混浮時，抑制劑用得省，所以下一步鋅硫混選時，活化劑可以省用。鉛鋅混合精礦的分離，用氰化物配合硫酸鋅抑鋅浮鉛。鋅硫分離，用石灰抑硫浮鋅。藥方及指標(biāo)如下：藥方：藥 名用 量，克/噸添 加 地 點(diǎn)[鉛鋅混浮]25黑藥60~70球 磨黃 藥5~10；4粗選；掃選（乙：丁=1：1）硫 化 鈉30攪 拌 槽石 灰600~950球 磨氰 化 鉀30球 磨松 醇 油5~7攪 拌 槽[鉛鋅分離]碳 酸 鈉500攪 拌 槽氰 化 鈉40；5~10攪拌槽；精選硫 酸 鈉370；260攪拌槽；精選黃 藥2；8攪拌槽；掃選松 醇 油8掃 選[外硫混浮]硫 酸 銅160攪 拌 槽松 醇 油50攪 拌 槽黃 藥55；24；4攪拌槽；粗選；掃選[鋅硫分離]石 灰5500~8000混合精礦泡沫槽pH11黃 藥5一 掃 選指標(biāo)： 原礦品位，%精礦品位，%回收率；%Pb7190Zn5392S3674 非氰化物法 非氰化物法使用的主要藥劑有H2SONaSONa2S2OZnSO4和SO2氣體等。這類藥劑無毒，被抑制的閃鋅礦容易活化。某鉛鋅硫礦采用優(yōu)先浮選流程，浮鉛時曾用ZnSO4+Na2CO3（：1）抑制交鋅礦，與氰化物法相比，%%，%%；%%，%%。該廠還試用過Na2SO3+ZnSO4和單用ZnSO4來抑制閃鋅精礦，亦能得到較好的指標(biāo)。使用ZnSO4 +Na2SO3抑制閃鋅礦，在礦漿中會產(chǎn)生下列反應(yīng)：ZnCO3 Zn2++COZn（OH）2 Zn2++2OHZnCO3和Zn（OH）2的溶解度積是：Lznco3=108，LZn（OH）2=81017，它們的比值；這個比值說明，108倍時，才有可能形成ZnCO3。但在實(shí)際生產(chǎn)中，不可能加那么多Na2CO3，因此，起抑制作用的還是Zn（OH）2，或者可能生成氫氧化鋅的絡(luò)離子。在國處多用SO2氣體抑制鋅，如日本豐羽鉛鋅硫礦，鉛硫混合浮選時，磨到45%200目，用SO2氣體抑鋅，尾