从含硫化铁矿石中回收硫化铜的方法

从含硫化铁矿石中回收硫化铜的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种从含硫化铁矿石中回收硫化铜精矿(concentrate)的方法，其提 供了精矿品位(grade)和硫化铜的回收的提高，工艺化学物质的消耗量低，并且能够容易地 适应变化的矿石组成。
【背景技术】
[0002] 从矿石中回收硫化铜精矿最常用的方法是通过浮选法。矿石湿磨形成矿质浆，其 通常利用吸附在硫化铜矿物表面并使得硫化铜矿物表面更为疏水的捕集剂化合物来调节。 然后气体通过矿质浆形成气泡，矿质浆的疏水颗粒主要附在气泡的气相/液相界面结合，并 携带气泡到泡沫，形成在矿质浆顶部。泡沫从液体表面被去除，从而回收了硫化铜精矿。
[0003] 大多数的硫化铜矿石除了含硫化铜之外还含有硫化铁，并且一方面是为了获得硫 化铜的选择性浮选，硫化铁仍然留在浮选尾矿中。
[0004] US5110455公开了一种从沸腾硫化铁中分离硫化铜的方法，其使用氧化剂调节矿 质浆，该氧化剂优选地为过氧化氢。该文献教导了加入一定数量的氧化剂，将矿质浆的氧化 还原电势提高20_500mV。
[0005] Ur ibe-Salas等人在Int .J .Miner .Process ·，59 (2000)的第69-83 页中记载 了通过 在浮选之如加入过氧化氛将矿质楽·的氧化还原电势提尚0.1 V从而提尚了从黄铁矿基体矿 石中浮选出黄铜矿的选择性。所加入的过氧化氢的量被调整为提供常量氧化还原电势。

【发明内容】

[0006] 本发明的发明人发现，精矿品位和硫化铜的回收率的显著提高能够通过在浮选之 前或过程中添加少量的过氧化氢到已调节的矿质浆中实现。这种少量过氧化氢的添加不会 导致如现有技术所教导的浆料氧化还原电势的增加，但产生了降低的氧化还原电位。发明 人还观察到对于该工艺过氧化氢的最佳量不对应于矿质浆中氧化还原电位的特定值，氧化 还原电位相对于过氧化氢的量绘制的曲线可以显示出低于最佳量或到最佳量的几个最大 和最小的过氧化氢的量。因此，当矿石组成变化时，矿质浆的氧化还原电位不能用于调节过 氧化氢的量为最佳值。本发明的发明人进一步发现，所用的过氧化氢的最佳值可以基于在 添加过氧化氢后矿质浆中溶解氧的浓度来确定，并且硫化铜的最佳回收率能够通过调节过 氧化氢的量以保持预定的溶解氧浓度来保持。这允许使该方法适应矿石组成的改变而无需 进行矿石分析或额外的优化实验。
[0007] 因此本发明涉及一种从含硫化铁的矿石中回收硫化铜的方法，包括如下步骤：
[0008] a)将矿石用研磨介质湿磨形成矿质衆，
[0009] b)用捕集剂化合物调节矿质浆形成已调节的矿质浆，并且
[0010] c)已调节的矿质浆进行浮选，形成泡沫和浮选尾矿，将泡沫从浮选尾矿中分离以 回收硫化铜精矿，
[0011]其中，在步骤b)和c)之间或在步骤c)中添加过氧化氢到已调节的矿质浆，在添加 过氧化氢后确定矿质浆中溶解氧的浓度，调节过氧化氢的添加量，以保持溶解氧的浓度是 预定目标浓度的1-5倍。
【附图说明】
[0012]图1显示了针对实施例1的实验中氧化还原电势Eh相对于过氧化氢的添加量绘制 的图形。
[0013]图2显示了实施例1的实验中的D0相对于过氧化氢添加量的对数绘制的图形。
[0014] 图3显示了实施例2和3的累积铜精矿品位(y轴)相对于累计铜回收率(X轴)绘制的 曲线。
[0015] 图4显示了实施例4的实验的氧化还原电势Eh相对于过氧化氢的添加量绘制的图 形。
[0016]图5显示了实施例4的实验的D0相对于过氧化氢添加量的对数绘制的图形。
[0017] 图6显示实施例5-7中累计铜精矿品位(y轴)相对于累计铜回收率(X轴)绘制的曲 线。
[0018] 图7显示实施例8的实验中氧化还原电势Eh相对于过氧化氢的添加量绘制的图形。 [0019]图8显示实施例8的实验中D0相对于过氧化氢添加量的对数绘制的图形。
[0020] 图9显示实施例9和10中累计铜精矿品位(y轴)相对于累计铜回收率(X轴)绘制的 曲线图。
[0021] 图10显示实施例11实验中氧化还原电势Eh相对于过氧化氢的添加量绘制的图形。
[0022] 图11显示实施例11的实验中D0相对于过氧化氢添加量的对数绘制的图形。
[0023] 图12显示实施例12和13中累计铜精矿品位(y轴)相对于累计铜回收率(X轴)绘制 的曲线。
[0024]发明详情
[0025] 本发明的方法采用三步骤法从含硫化铁矿石中回收硫化铜精矿。
[0026] 在本发明的方法的第一步中，矿石采用研磨介质研磨形成矿质浆，即研磨的矿石 的含水悬浮液。用来研磨矿石的合适的研磨介质在现有技术中是已知的。在优选实施方式 中，研磨介质包括由铁含量为至少90重量％的钢或铸铁制备的研磨表面。研磨能够以现有 技术中采用研磨介质的任何磨机进行。适宜的磨机为采用球作为研磨介质的球磨机或采用 棒作为研磨介质的棒磨机，优选球磨机。磨机优选具有耐磨材料内衬。
[0027] 矿石湿磨形成矿质浆，即研磨过的矿石的含水悬浮液。矿石可以和水加入磨机。或 者，矿石和水分别加入。研磨典型地可以进行至平均粒径为50-200μπι。优选地，矿石研磨至 所谓的游离尺寸（liberation size)，即基本上所有的硫化铜暴露到颗粒表面并且基本上 没有硫化铜保持被包覆在颗粒内的最大中值粒径。
[0028] 在本发明方法的第二步骤中，矿石用捕集剂化合物调节形成已调节的矿质浆。捕 集剂化合物是指添加到矿质浆后吸附到硫化铜表面并使该表面疏水的化合物。适用于硫化 铜浮选的捕集剂化合物在现有技术中是公知的。优选，烷基黄原酸碱金属盐用作捕集剂，如 戊基黄原酸钾或乙基黄原酸钠。调节典型地通过添加调节剂到矿质浆中并混合足以实现调 节剂吸附到矿物表面的时间典型地小于15分钟来进行，优选为0.5到15分钟来进行。或者， 在研磨的第一步骤中添加捕集剂，调节通过保持矿质浆相应时间进行。
[0029] 其他试剂，如起泡剂、pH调节剂、抑制剂及其混合物也可以在研磨步骤、调节步骤 中添加或在两个步骤中均添加。起泡剂是稳定浮选中形成的泡沫的化合物，适宜的起泡剂 可以市售获得，如，来自Hun t man的商品名称为poly froth?。抑制剂为使不需要的矿物表面 更亲水的化合物。多胺如二乙烯三胺或三亚乙基四胺是现有技术中公知的，可以用来作为 硫化铁的抑制剂。pH调节剂，如氧化钙，氢氧化钙或碳酸钠，可以加入以调节矿质浆的pH到 需要值，优选至在7到11范围内的值。
[0030] 在本发明方法的第三步骤中，已调节的矿质浆进行浮选以形成泡沫和浮选尾矿， 同时在浮选过程中或在调节矿质浆的第二步骤和浮选步骤之间将过氧化氢添加到已调节 的矿质浆中。将泡沫从浮选尾矿中分离，以回收硫化铜精矿。浮选可以采用浮选铜矿石技术 领域的人员公知的设备和工艺进行。
[0031] 浮选可以作为单级浮选或者作为多级浮选进行，采用如粗选，扫选阶段 (scavenger)和清选阶段。在多级浮选中，过氧化氢优选在第一浮选阶段之前或在第一浮选 阶段过程中添加。
[0032]在矿质浆调节步骤和浮选步骤之间添加过氧化氢时，添加过氧化氢和浮选之间的 时间段优选小于15分钟，更优选小于3分钟，最优选小于1分钟。限制添加过氧化氢和浮选之 间的时间段提高了精矿品位(concentrate grade)和硫化铜的回收率。
[0033] 在本发明的优选实施方式中，浮选连续进行，并且过氧化氢在浮选期间连续添加。
[0034] 过氧化氢优选以含0.5-5重量％的过氧化氢的水溶液的形式添加。添加这种稀释 的过氧化氢溶液提供了比使用同样量的更浓缩的过氧化氢溶液而获得的精矿品位和回收 率更好的精矿品位和回收率。因此，优选的是，将商用包含30-70重量％的过氧化氢的过氧 化氢溶液在本发明方法中加入之前稀释为包含〇. 5-5重量％的过氧化氢的稀释溶液。
[0035]已调节的浆料中添加的过氧化氢的量可以根据矿石组成在宽范围内变化。本发明 的方法中仅需要少量的过氧化氢。通常，一吨矿石中需要小于l〇〇g的过氧化氢，优选小于 50g/t。本方法可以每吨矿石使用小至2g/t的过氧化氢进行，并且优选使用至少5g/t。
[0036] 通常，存在取决于矿石组成的相对于每吨矿石的最佳量的过氧化氢。增加过氧化 氢的添加量直至最佳量将会导致精矿品位和硫化铜回收率的增加，而增加过氧化氢的添加 量超出了最佳量不会导致任何进一步的改进，但通常会甚至导致精矿品位和硫化铜回收率 的减少。过氧化氢的最佳量对应于添加过氧化氢后在矿质浆中溶解氧的特定浓度，该浓度 取决于矿石的类型。在矿床内发生的特定矿石类型的矿石组成的小改变将需要调节过氧化 氢的添加量，但通常不会影响对应于过氧化氢最佳量的溶解氧浓度的特定值。因此，在本发 明的方法中，在矿质浆中溶解氧的浓度在添加过氧化氢后确定，并且调节过氧化氢的添加 量以保持溶解氧的浓度是预定目标浓度的1-5倍。优选地，调节过氧化氢的添加量以保持溶 解氧的浓度为预定目标浓度的1-2倍。这样的调节能够有定期进行或当矿石组成改变发生 时进行。
[0037] 矿质浆中溶解氧的浓度可以采用现有技术中的已知的设备进行确定。确定溶解氧 浓度的优选传感器是通过氧的电化学还原或通过氧导致的颜料的荧光猝灭测量氧浓度的 电流传感器或光学传感器。传感器优选在氧感应设备上具有氧气渗透性膜，该膜具有过氧 化氢的低渗透性。
[0038] 用于本发明方法的溶解氧的预定目标浓度能够通过以下方法确定:进行一系列改 变过氧化氢添加量的浮选实验，测量添加过氧化氢后矿质浆中溶解氧的浓度，分析所回收 的硫化铜精矿(concentrate)，选择实现最佳精矿品位和硫化铜回收率的溶解氧的临界浓 度，并选择为临界浓度的1.1-2倍的目标浓度。
[0039] 在本发明的一个优选实施方式中，溶解氧的目标浓度在一系列的改变过氧化氢添 加量的预备实验中确定，在添加过氧化氢后确定矿质浆中溶解氧的浓度，溶解氧的浓度相 对于添加的过氧化氢的量绘制得到具有一个转折点的曲线，溶解氧转折点浓度确定为溶解 氧在转折点的临界浓度，选择目标浓度是临界浓度的1.1到2倍。优选地，将溶解氧的浓度相 对于过氧化氢添加量的对数绘制，得到在转折点的两侧具有基本上恒定斜率的曲线。该实 施方式允许选择溶解氧的目标浓度而不用进行矿石分析或额外的优化实验。
[0040] 当使用包括由铁含量为至少90重量％的钢或铸铁制成的研磨表面的研磨介质时， 溶解氧的浓度相对于过氧化氢添加量的对数绘制的曲线对于低于转折点的过氧化氢的量 通常是平的或具有一个小斜率，并且对于高于转折点的过氧化氢的量具有一个较大的正斜 率。对于这样的研磨介质，溶解氧的目标浓度优选选择为大于为低于转折点的过氧化氢的 量而测量的任何溶解氧浓度的值，以确保该方法的稳定操作，避免过氧化氢的给量过小。
[0041] 本发明的方法通过在浮选过程中或浮选之前添加少量的过氧化氢至已调节的矿 质浆而提供了在从含有硫化铁的