繆彥,陳慶根,王梅君,吳維新
1.低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點實驗室(紫金礦業(yè)集團),福建 上杭 364200; 2.廈門紫金礦冶技術(shù)有限公司,福建 廈門 361101
自然界中硫化銅礦石往往會伴生黃鐵礦和磁黃鐵礦等硫化鐵礦石,在選別工序過程中必須將銅礦、硫化鐵礦以及脈石礦物進行分選。近年來,國內(nèi)外在銅硫分選工藝和浮選藥劑方面做了大量研究。浮選工藝的靈活性和針對性不斷強化,浮選環(huán)境趨向于低堿條件,硫化銅礦的捕收劑側(cè)重高效環(huán)保,硫化鐵礦的抑制劑偏向于低堿條件,硫化礦的活化劑也趨向于非酸活化。本文主要總結(jié)了國內(nèi)外銅硫浮選工藝與浮選藥劑方面的現(xiàn)狀。
硫化銅礦物相通常被分為原生硫化銅礦和次生硫化銅礦,不同硫化銅礦的晶體結(jié)構(gòu)差異較大,穩(wěn)定性及氧化難易的程度也不同。輝銅礦和銅藍是最為常見的次生硫化銅礦,晶格能較小,酸性條件下容易氧化,礦物表面銅離子容易與捕收劑結(jié)合,因此,其可浮性相當(dāng)好。次生硫化銅礦的過度氧化會使浮選體系中銅離子含量增加,使捕收劑和抑制劑的消耗量大幅度增加,因此,次生硫化銅礦的浮選環(huán)境控制相對會更加嚴格。另外,次生硫化銅礦的物理性質(zhì)比較脆,易過磨泥化,嵌布粒度范圍較寬的次生硫化銅礦比較適宜采用快速浮選工藝。
硫化銅礦物的化學(xué)組成對可浮性也存在影響,凡不含鐵的銅礦,如輝銅礦、銅藍,可浮性類似且在堿性條件下不易受到抑制。而含鐵的銅礦,如黃銅礦、斑銅礦等,在弱堿性條件下的可浮性也比較好,強堿(pH>10)條件下,則容易與 -OH 結(jié)合生成親水性薄膜而受到抑制。黃銅礦為最常見的原生銅礦,穩(wěn)定性更好,不易受氧化。以黃藥與黃銅礦作用為例,黃藥在黃銅礦表面的吸附產(chǎn)物是雙黃藥和黃原酸銅,黃銅礦與黃鐵礦類似,雙黃藥是其主要疏水性物質(zhì)。因此,黃銅礦的銅硫分離效果會比其他硫化銅礦的分離效果更差。
硫化銅礦根據(jù)伴生礦石種類可分為兩類:一類是致密塊狀銅礦石,一類是浸染狀銅礦石。前者容易與黃鐵礦伴生,嵌布粒度較粗,可浮性較好。后者與脈石礦物伴生,嵌布粒度較細,可浮性較差。綜上,硫化銅礦物的可浮性強弱:輝銅礦>銅藍>斑銅礦>黃銅礦。硫化銅礦的可浮性還受嵌布粒度和原生、次生等因素影響,嵌布粒度過細及易氧化的次生銅礦更難浮[1]。
硫化銅礦石中最為常見的硫化鐵礦是黃鐵礦和磁黃鐵礦,硫化銅礦浮選過程中有必要對硫化鐵礦進行分離,了解其性質(zhì)對銅硫分選效果很有幫助。黃鐵礦為 NaCl 型的晶體結(jié)構(gòu),對硫離子共價鍵較強,F(xiàn)e-Fe 金屬鍵較弱,F(xiàn)e2+在硫離子八面晶體場中有較大的穩(wěn)定能,決定黃鐵礦具有較強的穩(wěn)定性[2-3]。磁黃鐵礦的晶格中有一部分 Fe2+被 Fe3+所代替,為保持電中性,一部分晶格會存在 Fe2+的空缺。相比黃鐵礦,磁黃鐵礦更易氧化和泥化,容易被抑制,可浮性較差,為保證其他硫化礦的浮選,應(yīng)注意礦漿攪拌充氣的調(diào)節(jié)。
黃鐵礦的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、表面氧化程度及表面電性等因素均對其可浮性影響較大,不同類型礦床的黃鐵礦其可浮性也會存在較大差異。陳述文等人[4]研究了黃鐵礦的半導(dǎo)體性質(zhì),發(fā)現(xiàn)晶格缺陷使黃鐵礦更容易被氧化,可浮性也會更好。另外,溫差電動勢率更大的 P 型黃鐵礦比 N 型黃鐵礦可浮性好,在堿性介質(zhì)中更難被抑制。馮其明等人[5]結(jié)合浮選電化學(xué)理論測試了不同硫化礦的零電點,其中黃銅礦的零電點為 5.4,隨著 pH 值的增加電負性增加,而黃鐵礦的的零電點為 2.0,pH 值為 9.7 時電負性最強。酸性條件下,黃鐵礦表面易氧化生成元素硫,提高了其表面的疏水性,而堿性條件下,其表面生成的 FeO(OH)會可浮性受到抑制。因此,通過控制合適的 pH 值,能控制硫化礦的分選效果。
國內(nèi)外很多學(xué)者在硫化礦浮選電化學(xué)機理方面做了大量研究,其中混合電位模型的電化學(xué)理論被大多數(shù)學(xué)者所認可?;旌想娢荒P完U明了捕收劑與礦物作用的疏水機理,按照作用方式又分為兩種混合電位模型:第一種模型是礦物與藥劑作用使礦物表面生成疏水的二聚物,第二種模型是礦物與藥劑反應(yīng)生成了金屬黃原酸鹽。一般來說,疏水產(chǎn)物的類型受礦物表面靜電位和藥劑二聚物的可逆電位的影響,若靜電位大于二聚物的可逆電位,則有利于二聚物生成,反之則有利于生成金屬還原酸鹽[6-7]。
以黃藥浮選黃銅礦為例,黃銅礦表面疏水產(chǎn)物不僅是氧化生成的元素硫,而且還生成了穩(wěn)定性較高的雙黃藥,增加了黃銅礦表面的疏水性[8]。相比之下,硫化鐵礦的電化學(xué)機理更為復(fù)雜。以磁黃鐵礦和鎳黃鐵礦為例,其晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性比黃鐵礦更差,礦物表面容易被氧化成硫酸鹽,從而使可浮性降低。而且,浮選體系中存在的 Cu2+、Fe3+、Ca2+、S2O32-、SO42-等難免離子很容易影響其可浮性。Ca2+在一定程度降低了疏水性,而且還提高了 S2O32-在硫礦物表面上的吸附量[9]。銅硫分選過程中大量的使用石灰容易造成 Ca2+累積,礦物表面容易產(chǎn)生靜電吸附,使硫鐵礦表面親水性進一步增加,捕收劑更難作用于礦物表面,不利于后續(xù)的回收作業(yè)。
礦物的可浮性不僅僅受表面化學(xué)性質(zhì)影響,礦石類型、嵌布粒度、伴生礦以及脈石礦物等因素均對其可浮性存在影響,同種礦物也可能因為礦石性質(zhì)的差異導(dǎo)致可浮性和浮游速度存在差異。常見的銅硫分選工藝以優(yōu)先浮選及混合浮選為主,而針對嵌布不均勻的硫化礦有時則采用階段磨礦—階段選別的工藝,針對脈石含泥較多的硫化礦有時則采用中礦單獨處理以及泥-砂分選等工藝流程[10]。不同性質(zhì)的礦石應(yīng)對應(yīng)不同的工藝流程,許多人針對傳統(tǒng)的浮選流程做了改進,以提高選礦指標。
異步混合浮選將傳統(tǒng)的一步浮選作業(yè)分成多步浮選,每步浮選可以采用不同的藥劑制度。一般適用于混合精礦浮游速度不同的礦石,特別適宜易氧化礦、含多金屬硫化礦等礦石,工藝流程較簡單,對礦石性質(zhì)變化有較強的適應(yīng)性。
俄羅斯烏拉爾地區(qū)加依斯克銅礦區(qū)、杰克加爾斯克銅礦區(qū)、國內(nèi)的德興銅礦大山選礦廠等均已應(yīng)用了異步浮選工藝[11]。鄒麗萍等人[12]針對甘肅某銅礦的黃銅礦可浮性差異較大的問題,采用異步浮選工藝替換現(xiàn)場傳統(tǒng)工藝進行試驗,使銅精礦銅品位提高了1.24個百分點、銅回收率提高了2.06個百分點。王金慶[13]針對內(nèi)蒙古某銅礦采用混合-優(yōu)先銅硫分選工藝造成浮選指標波動大、浮選藥劑耗量大以及貴金屬元素綜合回收率低的問題,因多種硫化銅礦可浮性存在較大差異,提出將原有的傳統(tǒng)工藝改造成異步-快速-強化浮選工藝。小試獲得的銅回收率提升了3.56個百分點,還能使浮選穩(wěn)定性大幅增強,并降低了選礦成本。
分支串流浮選工藝在1956年由原蘇聯(lián)專家提出,1984年中南工業(yè)大學(xué)首先研究并應(yīng)用成功。分支浮選是把原礦漿分成幾支浮選,即將前一支浮選的粗精礦順序地加入支流原礦漿中一起粗選,最后一支粗選可產(chǎn)出最終精礦或其精礦送往下一作業(yè)再精選。分支浮選流程具有很強的可變性,能與其他浮選流程相互組合以適應(yīng)復(fù)雜的礦石性質(zhì),其中具有代表性的浮選流程主要包括分支分速浮選、分支串流浮選、分支載體浮選等。分支浮選工藝有較廣泛的適應(yīng)性,在處理低品位復(fù)雜多金屬難選礦上具有廣闊的應(yīng)用前景。
以分支串流浮選為例,國內(nèi)德興銅礦選礦廠、落雪選礦廠、柏坊銅礦等銅選廠均進行過分支串流浮選工業(yè)試驗,與同期生產(chǎn)的常規(guī)浮選系統(tǒng)相比,生產(chǎn)出的銅粗精礦品位和回收率均有提高,不僅大幅度減少了藥價消耗,還能夠簡化工藝流程。寶山銅礦屬于復(fù)雜多金屬硫化礦,伴生的輝鉬礦和黃鐵礦均對黃銅礦浮選產(chǎn)生影響,采用傳統(tǒng)的混合-優(yōu)先浮選工藝出現(xiàn)精礦難分離,尾礦金屬損失較大等問題,采用分支串流浮選后,銅精礦的品位提升1.11個百分點,僅銅的回收率就提升了9.02個百分點,銅硫分離效果得到大幅度提升[14]。
快速浮選又名閃速浮選,針對礦石嵌布粒度不均,可浮性較好的礦石有較好的回收效果。閃速浮選機通常安裝在磨礦分級的回路中,能夠快速回收磨礦過程中解離出的高品位粗顆粒精礦,實現(xiàn)“早收多收”的目的。其次,在磨礦過程中不僅能減輕循環(huán)負荷,提高磨機的作業(yè)效率,還能減少過磨泥化現(xiàn)象,并強化藥劑與礦石的接觸,還能顯著提升回收效率[15-17]。
國外的芬蘭哈馬斯拉赫蒂選礦廠、瑞典威士卡利亞銅選礦廠、瑞典Boliden Aitik銅選廠,國內(nèi)的湖北雞籠山金銅礦、德興銅礦灑洲選廠、安徽獅子山銅礦等銅礦山都已經(jīng)采用了閃速浮選機進行工業(yè)應(yīng)用,快速浮選工藝在銅礦山的應(yīng)用比較成熟,獲得的回收效果也較好。
礦漿溫度是影響浮選效果的一個重要因素。加溫浮選的實質(zhì)系利用各種硫化礦表面氧化速度的差異,擴大待分選礦物可浮性差別[18]。目前控溫主要方法是:礦漿加溫法與蒸氣加溫法。加溫浮選工藝可以提高浮選效率,降低藥劑用量并減少環(huán)境污染。特別是一些嚴寒地區(qū),加溫浮選能明顯改善浮選效果。
俄羅斯諾林斯克選礦廠隨著銅礦性質(zhì)發(fā)生變化,黃銅礦與鎳黃鐵礦的混合-優(yōu)先浮選工藝的分離效果降差。為提高浮選分離效果,將混合精礦在優(yōu)先浮選前于石灰介質(zhì)中通蒸汽加熱處理,獲得的銅精礦品位提升4.4個百分點[18]。
浮選工藝流程必須與礦石性質(zhì)相對應(yīng),選別工藝也會因礦石性質(zhì)的不同而存在差異。通過逐步改進和優(yōu)化基礎(chǔ)工藝流程,新型浮選工藝流程將大大提高了復(fù)雜難選礦石銅硫分選的指標。
硫化礦浮選一般在堿性條件下進行,浮選過程中往往需要加入不同種類的捕收劑用來捕收不同類型的硫化礦。銅硫分選過程中常用的是巰基類陰離子型捕收劑,捕收劑容易與金屬陽離子結(jié)合形成藥劑吸附層,藥劑吸附層的疏水基團改變了礦物表面的極性,使礦物能夠被浮出。Cu2+與藥劑的結(jié)合能力往往要比Fe2+更強,決定了藥劑對硫化銅礦的捕收效果會更好。不同的捕收劑其捕收性與選擇性也會存在差異,主要體現(xiàn)在藥劑分子設(shè)計以及與金屬陽離子結(jié)合能力強弱,很多學(xué)者也對捕收劑進行了改性以提升藥劑的浮選分離效果。
3.1.1 黃藥(酯)類
黃藥的性質(zhì)比較穩(wěn)定,通常在堿性條件下使用,在酸性條件下易分解。由于其在選礦上的顯著效果和普遍性等,黃藥已經(jīng)成為最廣泛使用的硫化礦捕收劑。捕收劑在礦物表面的吸附層由化學(xué)吸附產(chǎn)物黃原酸銅及物理吸附的雙黃藥組成。對黃藥的研究也已經(jīng)比較深入,短碳鏈黃藥捕收能力較弱但選擇性強,長碳鏈反之[19]。所以針對不同的礦石可以使用不同碳鏈的黃藥,或者是不同碳鏈的黃藥混合使用亦或黃藥與其他藥劑混合使用。
賈輝等[20]合成了新型黃原酸酰基酯,并用黃銅礦和黃鐵礦來驗證其捕收性能,異丁基黃藥和乙硫氨酯為對比藥劑,結(jié)果顯示異丁基黃原酸辛?;ズ彤惗』S原酸苯甲?;|(zhì)的捕收性能要高于其他3種捕收劑。譚鑫等[21]對黃藥進行改性,開發(fā)出一種新型二烷基黃原酸酯類捕收劑S-十二烷基,O-異丙基-黃原酸酯(DIDTC),并將其用于黃銅礦和黃鐵礦的浮選分離試驗。結(jié)果顯示在pH(4~10)范圍內(nèi)DIDTC捕收性遠遠高于丁基黃藥,而且對黃鐵礦有非常好的選擇性。
3.1.2 黑藥(酯)類
黑藥種類比較多,應(yīng)用比較廣的有丁銨黑藥(226號黑藥)、25號黑藥、242號黑藥和美國的Aero系列。丁銨黑藥已經(jīng)廣泛用于銅硫分離浮選,選擇性能好;25號黑藥,主要含量為甲酚黑藥,對黃鐵礦可浮性較差,但是由于甲酚黑藥對環(huán)境的污染問題,已經(jīng)限制使用。242號黑藥為25號黑藥加少量白藥后配成銨鹽,與25號黑藥應(yīng)用類似;美國Aero系列,主要為巰基苯駢噻唑和黑藥的復(fù)配產(chǎn)物,對銅礦具有高選擇性和捕收性,廣泛用于難選銅礦的浮選。黑藥的捕收性比黃藥弱,但選擇性比黃藥好,且?guī)в衅鹋菪阅躘22]。
3.1.3 硫氨酯類
硫氨酯是國內(nèi)外研究應(yīng)用比較廣泛的一種硫化礦捕收劑,對銅礦物有較強捕收性,也是鋅礦物的良好捕收劑,同時還能提高硫化礦中伴生金、銀的回收率,雖然價格比較貴,但用量非常少,對黃鐵礦的捕收能力弱[23]。常見的硫氨酯捕收劑有美國產(chǎn)的Z-200、PAC,還有ECTC、ATC等等,這些都是已經(jīng)實際研發(fā)并應(yīng)用于選廠的藥劑。
彭靜等[24]以N-乙氧羰基異硫氰酸酯為中間體,合成了新型醚基硫氨酯捕收劑,采用紫外和紅外光譜分析機理,發(fā)現(xiàn)醚基硫氨酯與Cu2+作用明顯,而與Fe2+、Ni2+、Zn2+和Pb2+無明顯作用。邱廷省等[25]在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上,對某復(fù)雜硫化銅礦采用分步優(yōu)先浮選和中礦再磨再選的浮選工藝,并使用高效捕收劑LP-01代替?zhèn)鹘y(tǒng)捕收劑,獲得了銅品位18.43%、回收率87.54%的銅精礦,分離效果明顯。
3.1.4 硫氮(酯)類
硫氮又稱二硫代氨基甲酸鹽,是一種重要的分析試劑,各種金屬如銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳等都可以用硫氮類來測定。常見的硫氮類捕收劑有乙硫氮、丁硫氮和異丁硫氮等,北礦院[13]研制的乙硫氮SN-9是目前使用最多的硫氮類捕收劑,其捕收能力比黃藥強。它對黃銅礦的捕收能力強,而對黃鐵礦的捕收能力弱,對硫化礦的粗粒連生體也有較強的捕收性[26]。
表1 各類捕收劑的主要特點Table 1 Main characteristics of various collectors
鄧永斌等[27]采用乙硫氮代替黃藥浮選四川里伍銅礦選廠銅礦石,在低堿的條件下同樣可以獲得較好的銅硫分離效果,而且浮選速度快,藥劑成本大幅度降低,金屬綜合回收率大幅度提高。
各類硫化礦捕收劑的特點如表1。
為達到更好的回收指標,工業(yè)生產(chǎn)過程中往往不是使用單一的捕收劑,而是使用多種不同類型的捕收劑進行聯(lián)合捕收。由于捕收劑之間的協(xié)同作用,捕收劑通過一定比例進行組合后,形成的組合捕收劑其表面活性會顯著優(yōu)于單一組分[28]。針對不同類型的礦石,國內(nèi)外許多專家學(xué)者也對組合捕收劑進行了大量研究,其中很多成果也已經(jīng)開始應(yīng)用于選礦廠,并產(chǎn)生了巨大效益。
在堿性條件下,硫化鐵礦比硫化銅礦更容易受到抑制,硫化銅礦比硫化鐵礦的可浮性更好,而且經(jīng)濟效益也更高,選銅作業(yè)過程中常常加入不同種類的抑制劑。抑制劑的作用機理主要體現(xiàn)在兩方面:一種是藥劑與礦物生成親水性薄膜,另一種是解吸礦物表面的捕收劑以抑制其浮選效果。根據(jù)抑制機理的不同進行分類,常見的硫化鐵礦抑制劑如下。
3.2.1 石灰
石灰是最為常用的浮選抑制劑,其抑制機理主要是使礦物表面生成親水性Fe(OH)2和Fe(OH)3薄膜。當(dāng)有黃藥存在時OH-與黃藥陰離子X-發(fā)生競爭吸附,除此之外OH-還有排除黃藥陰離子X-的能力,強化了抑制作用[29]。同時,由于石灰在礦漿中有鈣離子的存在,吸附在礦物表面生成Ca(CaOH)-、Ca(OH)2、CaSO4等難溶化合物,降低了礦物對雙黃藥的吸附,從而使礦物受到抑制[30]。
石灰的鈣離子吸附密度隨著鈣離子濃度及礦漿的pH值增大而增加,它的抑制作用也相應(yīng)增加[31]。胡岳華[32]等采用XPS測試發(fā)現(xiàn),在高石灰用量下,黃鐵礦表面會氧化生成Ca(OH)2、CaSO4、Fe(OH)3等親水性物質(zhì),而黃藥氧化成雙黃藥的反應(yīng)則會受到抑制。
3.2.2 氰化物
氰化物是大多數(shù)有色金屬礦的有效抑制劑,對于難以用CaO抑制的硫化礦,氰化物的抑制效果較好。氰化物在強堿性溶液環(huán)境下才能穩(wěn)定存在,pH值太低會形成氰氫酸(HCN),不僅使生產(chǎn)環(huán)境惡化,還會使抑制作用降低。
氰化物的抑制機理是通過CN-與硫化鐵礦絡(luò)合生成鐵氰化物Fe4[Fe(CN)6]3并清除礦物表面黃藥實現(xiàn)的。不僅如此,氰化物還能夠減緩黃藥氧化成雙黃藥的速度。
3.2.3 氧化還原劑
浮選電化學(xué)理論認為,氧化還原劑是通過調(diào)整礦漿電位在氧化或還原環(huán)境下實現(xiàn)對硫化礦的抑制。氧化還原劑的作用形式分為兩種:一種是使礦物表面氧化生成親水物質(zhì),通常使用的氧化抑制劑為H2O2、KMnO4、K2Cr2O7、Ca(ClO)2等。而另一種是通過解吸礦物表面的黃藥,通常使用的還原抑制劑為SO2、Na2SO3、Na2S、Na2S2O4等。除此之外,市場上也出現(xiàn)了多種電化學(xué)調(diào)整劑,用來控制硫化礦浮選效果。
張治元等[33]通過加入電化Ⅰ號電化學(xué)調(diào)整劑浮選某大型鐵礦山的硫鐵礦,當(dāng)其添加量在50~100 g/t時,黃銅礦與黃鐵礦分離呈現(xiàn)出較好的選擇性,而且黃藥的用量降低80% ~ 90%,使藥劑成本大幅降低。
3.2.4 有機抑制劑
硫化礦有機抑制劑按分子量大小可分為:小分子有機抑制劑和聚合物抑制劑。小分子有機抑制劑的研究近幾年得到了重視,常用的小分子有機抑制劑,如乳酸、單寧酸、水楊酸、焦性沒食子酸、EDTA、EDTP、HDTP、二硫代氨基乙酸鈉、乙二胺四醋酸等胺類化合物。常用的大分子聚合物抑制劑,如淀粉、糊精、聚丙烯酸鈉、多羥基黃原酸鹽、CMC、腐植酸鈉(銨)鹽等,是近年來硫化礦分選中獲得最成功應(yīng)用的抑制劑。
有機抑制劑的抑制機理是通過有機抑制劑的N,O型螯合配位吸附,從而起到抑制作用[34-35]。王湘英等[36]利用多羥基黃原酸鹽作為黃鐵礦和白鐵礦的抑制劑,能夠選擇性地抑制黃鐵礦而不抑制黃銅礦。
3.2.5 微生物抑制劑
細菌外膜結(jié)構(gòu)決定了其親水的特性,外膜上的羥基、羧基、巰基等基團對硫化物具有強烈的鍵合作用。細菌對礦物具有選擇性吸附,當(dāng)細菌吸附在硫化鐵礦表面時,能使其從疏水變成親水,其可浮性會受到抑制。由于細菌培養(yǎng)和使用環(huán)境多處于酸性環(huán)境,這使其研究與應(yīng)用受到限制。
各類硫化礦抑制劑的特點及應(yīng)用情況如表2。
各類抑制劑各有優(yōu)缺點,而在抑制劑研究中,組合用藥往往比單一用藥效果更好,而且大多數(shù)抑制劑都是和CaO聯(lián)合使用[37]。組合抑制劑在實際生產(chǎn)過程中能夠大幅降低浮選體系中的堿耗量,不僅能有效減輕各類抑制劑的負面效果,還能節(jié)省藥劑成本,大幅提高資源綜合回收率和浮選分離效果。
銅硫分選過程中往往會加入抑制劑抑制硫鐵礦的捕收,而選硫過程中就需要添加活化劑去除礦物表面親水性物質(zhì),使其能夠被浮選藥劑捕收。常見的活化劑種類有:(1)無機酸類,包括鹽酸、硫酸、磷酸等;(2)有機酸類,包括草酸、乙酸、羧酸(R-COOH)等;(3)無機鹽類,包括硫酸鹽(CuSO4、FeSO4等)、碳酸鹽、銨鹽等;(4)酸性廢水。硫酸是最常用的選硫活化劑,但硫酸的強腐蝕性,而且在高堿環(huán)境下硫酸的活化效果有限。硫酸銅也是較常用的選硫活化劑之一,但在高堿高鈣的環(huán)境下銅離子容易沉淀,活化效果會大幅減弱。因此,目前活化劑的研究內(nèi)容主要集中在無機鹽類藥劑的開發(fā)與應(yīng)用。另外,單種藥劑難活化的硫鐵礦可以采用組合藥劑進行活化,不僅能夠節(jié)省藥劑成本,還能起到更好的回收的效果。
于傳兵等[38]用非酸活化劑進行了活化機理研究與活化對比試驗?;罨瘷C理主要是通過降低礦漿 pH 值,減少黃鐵礦表面的 CaO、Ca(OH)+、Ca(OH)2等親水性物質(zhì)。試驗結(jié)果表明:硫酸亞鐵、硫酸鋁及碳酸氫氨是黃鐵礦的高效活化劑,操作安全且成本低廉。李曉波等[39]在高堿條件下,對比了無機鹽類活化劑 X、QY-19、AS1、AS2 等對某難選銅硫選銅尾礦的活化效果。其中代號 X 的活化劑效果最佳,銅精礦與硫精礦的回收率分別達到 90.56% 與 87.39%。
在處理復(fù)雜難選硫化銅礦的浮選工藝上,應(yīng)盡量避免使用單一的浮選流程與石灰-硫酸進行“強壓強拉”的藥劑制度,以免對后續(xù)生產(chǎn)帶來不利的影響。而實際生產(chǎn)過程中,銅硫分選過程中往往不是單一用藥,配合不同浮選流程進行階段加藥與組合用藥,不僅能大幅降低藥劑消耗,也有利于提升選別指標。
(1)隨著礦石性質(zhì)的日益復(fù)雜,硫化礦浮選工藝流程設(shè)計需要更有針對性。改進和優(yōu)化基礎(chǔ)工藝流程,將有利于提高了復(fù)雜難選礦石銅硫分選的指標。
(2)銅硫分選應(yīng)盡量避免高堿高鈣的浮選環(huán)境,以免對后續(xù)工藝造成不利影響。在低堿條件下,利用分子設(shè)計理論開發(fā)出高效環(huán)保的硫化礦捕收劑、硫抑制劑與非酸活化劑將是未來的研究重點。
(3)國內(nèi)外對銅礦捕收劑進行了大量的研究,但多部分還是局限在黃藥、黑藥、硫氮等,對它們相應(yīng)的酯類捕收劑研究還不夠深入,機理也只局限在化學(xué)螯合機理。
(4)低堿條件下銅硫分選工藝應(yīng)盡可能的使可回收金屬資源富集到精礦中,所以浮選藥劑需要更好的選擇性。組合藥劑的協(xié)同作用能充分展現(xiàn)各藥劑的性能,有利于降低藥劑耗量并提高資源綜合回收率,組合藥劑將是未來銅硫分選藥劑研究的重點之一。