從含硫化鐵礦石中回收硫化銅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種從含硫化鐵礦石中回收硫化銅精礦(concentrate)的方法，其提 供了精礦品位(grade)和硫化銅的回收的提高，工藝化學(xué)物質(zhì)的消耗量低，并且能夠容易地 適應(yīng)變化的礦石組成。
【背景技術(shù)】
[0002] 從礦石中回收硫化銅精礦最常用的方法是通過浮選法。礦石濕磨形成礦質(zhì)漿，其 通常利用吸附在硫化銅礦物表面并使得硫化銅礦物表面更為疏水的捕集劑化合物來調(diào)節(jié)。 然后氣體通過礦質(zhì)漿形成氣泡，礦質(zhì)漿的疏水顆粒主要附在氣泡的氣相/液相界面結(jié)合，并 攜帶氣泡到泡沫，形成在礦質(zhì)漿頂部。泡沫從液體表面被去除，從而回收了硫化銅精礦。
[0003] 大多數(shù)的硫化銅礦石除了含硫化銅之外還含有硫化鐵，并且一方面是為了獲得硫 化銅的選擇性浮選，硫化鐵仍然留在浮選尾礦中。
[0004] US5110455公開了一種從沸騰硫化鐵中分離硫化銅的方法，其使用氧化劑調(diào)節(jié)礦 質(zhì)漿，該氧化劑優(yōu)選地為過氧化氫。該文獻(xiàn)教導(dǎo)了加入一定數(shù)量的氧化劑，將礦質(zhì)漿的氧化 還原電勢提高20_500mV。
[0005] Ur ibe-Salas等人在Int .J .Miner .Process ·，59 (2000)的第69-83 頁中記載 了通過 在浮選之如加入過氧化氛將礦質(zhì)楽·的氧化還原電勢提尚0.1 V從而提尚了從黃鐵礦基體礦 石中浮選出黃銅礦的選擇性。所加入的過氧化氫的量被調(diào)整為提供常量氧化還原電勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，精礦品位和硫化銅的回收率的顯著提高能夠通過在浮選之 前或過程中添加少量的過氧化氫到已調(diào)節(jié)的礦質(zhì)漿中實(shí)現(xiàn)。這種少量過氧化氫的添加不會(huì) 導(dǎo)致如現(xiàn)有技術(shù)所教導(dǎo)的漿料氧化還原電勢的增加，但產(chǎn)生了降低的氧化還原電位。發(fā)明 人還觀察到對于該工藝過氧化氫的最佳量不對應(yīng)于礦質(zhì)漿中氧化還原電位的特定值，氧化 還原電位相對于過氧化氫的量繪制的曲線可以顯示出低于最佳量或到最佳量的幾個(gè)最大 和最小的過氧化氫的量。因此，當(dāng)?shù)V石組成變化時(shí)，礦質(zhì)漿的氧化還原電位不能用于調(diào)節(jié)過 氧化氫的量為最佳值。本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，所用的過氧化氫的最佳值可以基于在 添加過氧化氫后礦質(zhì)漿中溶解氧的濃度來確定，并且硫化銅的最佳回收率能夠通過調(diào)節(jié)過 氧化氫的量以保持預(yù)定的溶解氧濃度來保持。這允許使該方法適應(yīng)礦石組成的改變而無需 進(jìn)行礦石分析或額外的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。
[0007] 因此本發(fā)明涉及一種從含硫化鐵的礦石中回收硫化銅的方法，包括如下步驟：
[0008] a)將礦石用研磨介質(zhì)濕磨形成礦質(zhì)衆(zhòng)，
[0009] b)用捕集劑化合物調(diào)節(jié)礦質(zhì)漿形成已調(diào)節(jié)的礦質(zhì)漿，并且
[0010] c)已調(diào)節(jié)的礦質(zhì)漿進(jìn)行浮選，形成泡沫和浮選尾礦，將泡沫從浮選尾礦中分離以 回收硫化銅精礦，
[0011]其中，在步驟b)和c)之間或在步驟c)中添加過氧化氫到已調(diào)節(jié)的礦質(zhì)漿，在添加 過氧化氫后確定礦質(zhì)漿中溶解氧的濃度，調(diào)節(jié)過氧化氫的添加量，以保持溶解氧的濃度是 預(yù)定目標(biāo)濃度的1-5倍。
【附圖說明】
[0012]圖1顯示了針對實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)中氧化還原電勢Eh相對于過氧化氫的添加量繪制 的圖形。
[0013]圖2顯示了實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)中的D0相對于過氧化氫添加量的對數(shù)繪制的圖形。
[0014] 圖3顯示了實(shí)施例2和3的累積銅精礦品位(y軸)相對于累計(jì)銅回收率(X軸)繪制的 曲線。
[0015] 圖4顯示了實(shí)施例4的實(shí)驗(yàn)的氧化還原電勢Eh相對于過氧化氫的添加量繪制的圖 形。
[0016]圖5顯示了實(shí)施例4的實(shí)驗(yàn)的D0相對于過氧化氫添加量的對數(shù)繪制的圖形。
[0017] 圖6顯示實(shí)施例5-7中累計(jì)銅精礦品位(y軸)相對于累計(jì)銅回收率(X軸)繪制的曲 線。
[0018] 圖7顯示實(shí)施例8的實(shí)驗(yàn)中氧化還原電勢Eh相對于過氧化氫的添加量繪制的圖形。 [0019]圖8顯示實(shí)施例8的實(shí)驗(yàn)中D0相對于過氧化氫添加量的對數(shù)繪制的圖形。
[0020] 圖9顯示實(shí)施例9和10中累計(jì)銅精礦品位(y軸)相對于累計(jì)銅回收率(X軸)繪制的 曲線圖。
[0021] 圖10顯示實(shí)施例11實(shí)驗(yàn)中氧化還原電勢Eh相對于過氧化氫的添加量繪制的圖形。
[0022] 圖11顯示實(shí)施例11的實(shí)驗(yàn)中D0相對于過氧化氫添加量的對數(shù)繪制的圖形。
[0023] 圖12顯示實(shí)施例12和13中累計(jì)銅精礦品位(y軸)相對于累計(jì)銅回收率(X軸)繪制 的曲線。
[0024]發(fā)明詳情
[0025] 本發(fā)明的方法采用三步驟法從含硫化鐵礦石中回收硫化銅精礦。
[0026] 在本發(fā)明的方法的第一步中，礦石采用研磨介質(zhì)研磨形成礦質(zhì)漿，即研磨的礦石 的含水懸浮液。用來研磨礦石的合適的研磨介質(zhì)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。在優(yōu)選實(shí)施方式 中，研磨介質(zhì)包括由鐵含量為至少90重量％的鋼或鑄鐵制備的研磨表面。研磨能夠以現(xiàn)有 技術(shù)中采用研磨介質(zhì)的任何磨機(jī)進(jìn)行。適宜的磨機(jī)為采用球作為研磨介質(zhì)的球磨機(jī)或采用 棒作為研磨介質(zhì)的棒磨機(jī)，優(yōu)選球磨機(jī)。磨機(jī)優(yōu)選具有耐磨材料內(nèi)襯。
[0027] 礦石濕磨形成礦質(zhì)漿，即研磨過的礦石的含水懸浮液。礦石可以和水加入磨機(jī)?；?者，礦石和水分別加入。研磨典型地可以進(jìn)行至平均粒徑為50-200μπι。優(yōu)選地，礦石研磨至 所謂的游離尺寸（liberation size)，即基本上所有的硫化銅暴露到顆粒表面并且基本上 沒有硫化銅保持被包覆在顆粒內(nèi)的最大中值粒徑。
[0028] 在本發(fā)明方法的第二步驟中，礦石用捕集劑化合物調(diào)節(jié)形成已調(diào)節(jié)的礦質(zhì)漿。捕 集劑化合物是指添加到礦質(zhì)漿后吸附到硫化銅表面并使該表面疏水的化合物。適用于硫化 銅浮選的捕集劑化合物在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。優(yōu)選，烷基黃原酸堿金屬鹽用作捕集劑，如 戊基黃原酸鉀或乙基黃原酸鈉。調(diào)節(jié)典型地通過添加調(diào)節(jié)劑到礦質(zhì)漿中并混合足以實(shí)現(xiàn)調(diào) 節(jié)劑吸附到礦物表面的時(shí)間典型地小于15分鐘來進(jìn)行，優(yōu)選為0.5到15分鐘來進(jìn)行?；蛘?， 在研磨的第一步驟中添加捕集劑，調(diào)節(jié)通過保持礦質(zhì)漿相應(yīng)時(shí)間進(jìn)行。
[0029] 其他試劑，如起泡劑、pH調(diào)節(jié)劑、抑制劑及其混合物也可以在研磨步驟、調(diào)節(jié)步驟 中添加或在兩個(gè)步驟中均添加。起泡劑是穩(wěn)定浮選中形成的泡沫的化合物，適宜的起泡劑 可以市售獲得，如，來自Hun t man的商品名稱為poly froth?。抑制劑為使不需要的礦物表面 更親水的化合物。多胺如二乙烯三胺或三亞乙基四胺是現(xiàn)有技術(shù)中公知的，可以用來作為 硫化鐵的抑制劑。pH調(diào)節(jié)劑，如氧化鈣，氫氧化鈣或碳酸鈉，可以加入以調(diào)節(jié)礦質(zhì)漿的pH到 需要值，優(yōu)選至在7到11范圍內(nèi)的值。
[0030] 在本發(fā)明方法的第三步驟中，已調(diào)節(jié)的礦質(zhì)漿進(jìn)行浮選以形成泡沫和浮選尾礦， 同時(shí)在浮選過程中或在調(diào)節(jié)礦質(zhì)漿的第二步驟和浮選步驟之間將過氧化氫添加到已調(diào)節(jié) 的礦質(zhì)漿中。將泡沫從浮選尾礦中分離，以回收硫化銅精礦。浮選可以采用浮選銅礦石技術(shù) 領(lǐng)域的人員公知的設(shè)備和工藝進(jìn)行。
[0031] 浮選可以作為單級浮選或者作為多級浮選進(jìn)行，采用如粗選，掃選階段 (scavenger)和清選階段。在多級浮選中，過氧化氫優(yōu)選在第一浮選階段之前或在第一浮選 階段過程中添加。
[0032]在礦質(zhì)漿調(diào)節(jié)步驟和浮選步驟之間添加過氧化氫時(shí)，添加過氧化氫和浮選之間的 時(shí)間段優(yōu)選小于15分鐘，更優(yōu)選小于3分鐘，最優(yōu)選小于1分鐘。限制添加過氧化氫和浮選之 間的時(shí)間段提高了精礦品位(concentrate grade)和硫化銅的回收率。
[0033] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，浮選連續(xù)進(jìn)行，并且過氧化氫在浮選期間連續(xù)添加。
[0034] 過氧化氫優(yōu)選以含0.5-5重量％的過氧化氫的水溶液的形式添加。添加這種稀釋 的過氧化氫溶液提供了比使用同樣量的更濃縮的過氧化氫溶液而獲得的精礦品位和回收 率更好的精礦品位和回收率。因此，優(yōu)選的是，將商用包含30-70重量％的過氧化氫的過氧 化氫溶液在本發(fā)明方法中加入之前稀釋為包含〇. 5-5重量％的過氧化氫的稀釋溶液。
[0035]已調(diào)節(jié)的漿料中添加的過氧化氫的量可以根據(jù)礦石組成在寬范圍內(nèi)變化。本發(fā)明 的方法中僅需要少量的過氧化氫。通常，一噸礦石中需要小于l〇〇g的過氧化氫，優(yōu)選小于 50g/t。本方法可以每噸礦石使用小至2g/t的過氧化氫進(jìn)行，并且優(yōu)選使用至少5g/t。
[0036] 通常，存在取決于礦石組成的相對于每噸礦石的最佳量的過氧化氫。增加過氧化 氫的添加量直至最佳量將會(huì)導(dǎo)致精礦品位和硫化銅回收率的增加，而增加過氧化氫的添加 量超出了最佳量不會(huì)導(dǎo)致任何進(jìn)一步的改進(jìn)，但通常會(huì)甚至導(dǎo)致精礦品位和硫化銅回收率 的減少。過氧化氫的最佳量對應(yīng)于添加過氧化氫后在礦質(zhì)漿中溶解氧的特定濃度，該濃度 取決于礦石的類型。在礦床內(nèi)發(fā)生的特定礦石類型的礦石組成的小改變將需要調(diào)節(jié)過氧化 氫的添加量，但通常不會(huì)影響對應(yīng)于過氧化氫最佳量的溶解氧濃度的特定值。因此，在本發(fā) 明的方法中，在礦質(zhì)漿中溶解氧的濃度在添加過氧化氫后確定，并且調(diào)節(jié)過氧化氫的添加 量以保持溶解氧的濃度是預(yù)定目標(biāo)濃度的1-5倍。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)過氧化氫的添加量以保持溶 解氧的濃度為預(yù)定目標(biāo)濃度的1-2倍。這樣的調(diào)節(jié)能夠有定期進(jìn)行或當(dāng)?shù)V石組成改變發(fā)生 時(shí)進(jìn)行。
[0037] 礦質(zhì)漿中溶解氧的濃度可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的已知的設(shè)備進(jìn)行確定。確定溶解氧 濃度的優(yōu)選傳感器是通過氧的電化學(xué)還原或通過氧導(dǎo)致的顏料的熒光猝滅測量氧濃度的 電流傳感器或光學(xué)傳感器。傳感器優(yōu)選在氧感應(yīng)設(shè)備上具有氧氣滲透性膜，該膜具有過氧 化氫的低滲透性。
[0038] 用于本發(fā)明方法的溶解氧的預(yù)定目標(biāo)濃度能夠通過以下方法確定:進(jìn)行一系列改 變過氧化氫添加量的浮選實(shí)驗(yàn)，測量添加過氧化氫后礦質(zhì)漿中溶解氧的濃度，分析所回收 的硫化銅精礦(concentrate)，選擇實(shí)現(xiàn)最佳精礦品位和硫化銅回收率的溶解氧的臨界濃 度，并選擇為臨界濃度的1.1-2倍的目標(biāo)濃度。
[0039] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，溶解氧的目標(biāo)濃度在一系列的改變過氧化氫添 加量的預(yù)備實(shí)驗(yàn)中確定，在添加過氧化氫后確定礦質(zhì)漿中溶解氧的濃度，溶解氧的濃度相 對于添加的過氧化氫的量繪制得到具有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的曲線，溶解氧轉(zhuǎn)折點(diǎn)濃度確定為溶解 氧在轉(zhuǎn)折點(diǎn)的臨界濃度，選擇目標(biāo)濃度是臨界濃度的1.1到2倍。優(yōu)選地，將溶解氧的濃度相 對于過氧化氫添加量的對數(shù)繪制，得到在轉(zhuǎn)折點(diǎn)的兩側(cè)具有基本上恒定斜率的曲線。該實(shí) 施方式允許選擇溶解氧的目標(biāo)濃度而不用進(jìn)行礦石分析或額外的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。
[0040] 當(dāng)使用包括由鐵含量為至少90重量％的鋼或鑄鐵制成的研磨表面的研磨介質(zhì)時(shí)， 溶解氧的濃度相對于過氧化氫添加量的對數(shù)繪制的曲線對于低于轉(zhuǎn)折點(diǎn)的過氧化氫的量 通常是平的或具有一個(gè)小斜率，并且對于高于轉(zhuǎn)折點(diǎn)的過氧化氫的量具有一個(gè)較大的正斜 率。對于這樣的研磨介質(zhì)，溶解氧的目標(biāo)濃度優(yōu)選選擇為大于為低于轉(zhuǎn)折點(diǎn)的過氧化氫的 量而測量的任何溶解氧濃度的值，以確保該方法的穩(wěn)定操作，避免過氧化氫的給量過小。
[0041] 本發(fā)明的方法通過在浮選過程中或浮選之前添加少量的過氧化氫至已調(diào)節(jié)的礦 質(zhì)漿而提供了在從含有硫化鐵的