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重点硫化铜矿物浮选性质

发布日期:2017-10-13  来源:天道研究院  浏览次数:195

自然界中含矿物种类较多,已知的达170多种,但有工业价值的仅十几种。浮选处理的常见硫化铜矿物列于表1。

几乎所有的硫化铜矿石中都含有的硫化物,常见的硫化铁矿物有黄铁矿和磁黄铁矿等。硫化铜矿石浮选的主要任务是将硫化铜矿物与硫化铁和脉石分离。当矿石伴生有等元素时,必须考虑它们的综合回收。

主要硫化剂、铁矿物的可浮性如下。

黄铜矿(CuFeS2)是我国最常见的铜矿物,含铜34.57%。有原生的也有次生的,可浮性较好,在中性及弱碱性矿浆中,能较长时间保持其天然可浮性,但在强碱性(PH>11.5)介质中,由于表面结构受OH- 侵蚀,形成亲水性的氢氧化铁薄膜,会使可浮性变差。

浮选黄铜矿最常用的捕收剂是黄药和黑药,而硫氮类及硫氨酯类更具选择性。

黄铜矿在碱性矿浆中易受氰化物及氧化剂的抑制,过量的石灰或硫化钠也可抑制黄铜矿。被氰化物抑制的黄铜矿可用硫酸铜活化。

辉铜矿(Cu2S)。含铜79.8%,是最常见的此生硫化铜矿物,性脆易泥化,在酸性和碱性矿浆中都有较好的可浮性。比黄铜矿易氧化,氧化后有较多的铜离子进入矿浆,会活化其他矿物或消耗药剂,造成分选困难。

辉铜矿的捕收剂主要是黄药。抑制剂是铁氰化钾,在铜分离中国外常用氧化剂,矿浆加温及低温焙烧等工艺来抑制辉铜矿浮选辉钼矿。在铜分离中常用硫化钠和合物混用抑制辉铜矿。氰化物对辉铜矿的抑制作用较弱,这是因为辉铜矿表面铜离子不断溶解并与氰化物作用,生成络离子降低了氰化物的抑制作用。

斑铜矿(Cu3FeS4)。有原生和次生两种,由于斑铜矿中常含有黄铜矿,辉铜矿等固溶包体,其化学成分变化较大,Cu可为52%~65%。

斑铜矿的表面性质及可浮性,介于辉铜矿和黄铜矿之间,用黄药作捕收剂时,酸性及弱碱性介质中均可浮,当PH>10以后,其可浮性下降,在强酸性介质中,其可浮性也显著变坏。容易受氰化物抑制。

铜蓝(CuS)主要产于含铜硫化物的氧化矿石中,自然界分布少。在铜蓝的晶格构造中,Cu有Cu+和Cu2+两种,S也有单硫离子[S2]2-两种,所以铜蓝分子式合理的写法应是Cu2S·CuS。铜蓝的可浮性与辉铜矿相似。

黝铜矿(4Cu2S·AS2S2)属原生铜矿物,硬度小脆性高,容易泥化和氧化。

用丁黄药浮选砷黝铜矿时,最适宜的PH值11~12,介质调整剂用碳酸钠比用石灰好,因为当游离CaO高于400g/m时,对砷黝铜矿有抑制作用。

根据上面的分析,对硫化铜矿物的可浮性,可用归纳出如下几条规律:

(1)凡是含铁的铜矿物,如黄铜矿、斑铜矿等,可浮性相似,在碱性矿浆中易受氰化物和石灰抑制,所以铜硫分离较难,要求严格控制氰化物和石灰的用量。

(2)凡是不含铁的铜矿物,如辉铜矿、铜蓝,可浮性相似,氰化物、石灰对它们的抑制作用较弱,所以在铜硫分离时可用加入大量石灰去抑制黄铁矿,而不至于严重影响铜矿物的可浮性。

(3)硫化铜矿物的可浮性,受到结晶粒度、嵌布粒度和原生次生等因素的影响。结晶及嵌布过细的,比较难浮。次生硫化铜矿容易氧化,氧化后比原生铜矿难浮。

(4)黄药类捕收剂阴离子,主要与矿物表面的Cu2+发生化学吸附,铜含量高的矿物,其表面含Cu2+亦多,易与黄药作用。可浮性好,并且较易获得高品味的精矿。常见的硫化铜矿物可浮性次序为:辉铜矿>斑铜矿>黄铜矿。

黄铁矿(FeS2)含S53.45%,是分布最广的一种硫化物,几乎各类矿床中都有。由于黄铁矿是制硫酸的主要原料,习惯上把黄铁矿精矿称为硫精矿。

黄铁矿的可浮性随其结晶构造,化学组成及表面氧化程度的不同而变化,不同类型矿床的黄铁矿因成矿条件不同其可浮性有时差异也较大。研究指出:呈八面体结构的黄铁矿比呈六面体结构的更易浮:化学组成中S/Fe接近2时,在酸性介质中易浮,而在强碱性介质中易受石灰抑制,当S/Fe偏离2(小于2)、结构不完整时,在酸性介质中可浮性变坏,而在碱性介质中不易受石灰抑制,中等氧化程度的黄铁矿,其可浮性随氧化速度增加而增大,这与表面氧化而生成元素硫有关,过度氧化时,则可浮性降低。

黄铁矿的表面状态还与矿浆PH有关,在强酸性介质中,它的表面易氧化生成元素硫,(有人认为是缺金属的硫化物),提高了其表面的疏水性。在石灰造成的强碱性介质中,黄铁矿表面覆盖有FeO(OH),使其可浮性受到抑制。

黄铁矿在酸性、中性及弱碱性矿浆中都可以用黄药捕收。它的有效抑制剂是氰化物、石灰以及石灰+亚硫酸盐等。黄铜矿、闪锌矿与黄铁矿的分离,主要是用石灰作黄铁矿的抑制剂,对于细磨难选的铜—锌矿或铜—铅—锌矿用硫酸钙抑黄铁矿比石灰更有效,被抑制的黄铁矿,可用硫酸、碳酸钠和二氧化碳活化,活化时常加硫酸铜。

磁黄铁矿(Fe1-xS),其化学组成不固定,因为晶格中有一部分Fe2+被Fe3+所代替,为了保持晶格中的静电平衡,故构造中Fe2+的位置上有一部分形成空缺,化学式便变成Fe1-xS,x=0.1~0.2。磁黄铁矿容易氧化和泥化,可浮性差,是容易被抑制、难浮的一种硫化矿物。它在酸性介质中,用高级黄药捕收能很好浮游,而在碱性介质中要先用硫酸铜或少量硫化钠活化后,再用高级黄药捕收才能浮游。

磁黄铁矿的抑制剂有石灰、氰化物、亚硫酸及其盐等。活化磁黄铁矿用氟硅酸钠与硫酸配用比单用硫酸更有效。

磁黄铁矿易氧化,在矿浆中氧化时,会消耗矿浆中的氧。对其他硫化矿物的浮游不利,因此,含有磁黄铁矿的硫化矿浮选时,应注意矿浆搅拌充气的调节。

我国的矽卡岩型铜故中,含硫矿物有很大一部分是磁黄铁矿。由于磁黄铁矿不易浮又兼有磁性,夹杂于磁选铁精矿中,所以它常常是造成铁精矿中含硫高的主要原因。

 
 
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