一种提高砷黝铜矿浮游速率的活化剂及其应用方法

技术领域

本发明涉及硫化铜矿分离选矿技术领域，具体提供了一种提高砷黝铜矿浮游速率的活化剂及其应用方法。

背景技术

砷黝铜矿的分子式为分子式Cu

而当前针对砷黝铜矿浮游速率低的问题，当前主要的解决方式是开发对砷黝铜矿选择性好的捕收剂，专利CN104815762A提供了一种砷黝铜矿的捕收剂的制备方法，该捕收剂可高效的浮选砷黝铜矿，但从该专利的应用实例上看，该发明未对该捕收剂对脉石矿物、其它硫化矿物的捕收能力进行说明，众所周知，硫化铜的捕收剂同时也是黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等硫化矿物的捕收剂，在新使用捕收剂条件下难免会捕收其它种类的硫化矿物，所以需要加入其它硫化矿物的抑制剂如硫酸锌等，才能实现砷黝铜矿与其它矿物的有效分离，由此可见通过开发砷黝铜矿捕收剂并不是一种容易实施的解决方案。

在含砷黝铜矿的硫化铜矿浮选矿浆中加入对砷黝铜矿有活化效果的活化剂，即通过提高砷黝铜矿的浮游速率，使得砷黝铜矿的浮游活性与黄铜矿接近，如此可不需要额外延长浮选时间及新增浮选机等处理设备，这是一种简单易行的手段。目前未发现如何提高砷黝铜矿浮游速率研究的报告，本发明旨在一种提高砷黝铜矿浮游速率的方法，实现缩短浮选时间，减少浮选机安装，降低设备成本的目的。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明目的在于提供一种可以提高砷黝铜矿的浮游速率的活化剂，使得砷黝铜矿的浮游活性与黄铜矿接近，缩短黝铜矿的浮选时间，提高含砷黝铜矿的黄铜矿浮选效率，减少对于浮选机等处理设备的需求。

为实现上述目的，本发明提供了一种提高砷黝铜矿浮游速率的活化剂，包括硫代硫酸铵和连二亚硫酸钠，所述硫代硫酸铵和连二亚硫酸钠的质量比为1.5～4：1。

作为优选，所述活化剂的制备方法为：硫代硫酸铵和连二亚硫酸钠在常温常压下混合，进行固体粉末搅拌1～2h制得。

基于一个总的发明构思，本发明还提供了一种所述提高砷黝铜矿浮游速率的活化剂的应用方法，包括以下步骤：

S1、原矿磨矿：将含黄铜矿、砷黝铜矿等的硫化铜矿石进行磨矿处理得到矿浆溶液；

S2、加药搅拌：往步骤S1中矿浆溶液中加入矿浆调整剂和活化剂，搅拌得到活化矿浆溶液；

S3、充气浮选：往步骤S2中活化矿浆溶液中加入铜捕收剂，输送至浮选机中进行充气浮选，收集浮选泡沫产品，得到以黄铜矿、砷黝铜矿为主的含铜粗精矿。

作为优选，所述步骤S1中的硫化铜矿中砷黝铜矿含量占含铜硫化矿矿石中总铜矿物含量的9％～28％之间，矿石中的主要产出的硫化铜矿物种类为黄铜矿。

作为优选，所述步骤S2中活化剂的用量为100g～300g/t。

作为优选，所述步骤S2中活化矿浆溶液的pH值≧7。

作为优选，所述步骤S2中矿浆调整剂为石灰。

作为优选，所述步骤S3中铜捕收剂为乙硫氨酯。

本发明的主要技术原理为：

由于砷黝铜矿为等轴晶系，晶形为四面体，在常规的碱性条件下晶格的砷离子较铜离子更易氧化，在自然空气暴露及矿浆充气浮选过程中，砷黝铜矿晶格表面的As原子的价态易氧化为类HAsO的氧化产物，该产物降低了Cu原子与黄药类捕收剂表面的巯基吸附的能力，同时不同产地的砷黝铜矿矿物晶格中部分铜原子被锌、铁原子类质同象晶格取代，进一步降低了其矿物表面的疏水性。

由砷黝铜矿的晶体结构可知，存在着4个半金属被S原子取代的As-S键，其中As原子的外延是极容易被矿浆中的溶解氧氧化进而导致砷黝铜矿表面亲水性增强的重要原因，尤其是在有O

在加入本发明提供的活化剂后，连二亚硫酸钠发生水解反应，生成还原态的亚硫酸根，即：

S

而在充气条件下，矿浆中的游离的活性O2-优先与硫代硫酸根反应，反应如下：

S

该反应的反应势能大于O

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供的活化剂应用在含砷黝铜和黄铜矿的硫化铜矿石的选矿分离中，通过加入活化剂对矿浆进行调浆活化，可有效地提高砷黝铜矿的浮游速率，使得砷黝铜矿的上浮速率与黄铜矿接近，可在确保铜浮选回收率高于90％的前提下明显缩短浮选时间30％～50％，在不增加处理工艺前提下提升浮选效率，由于砷黝铜矿在硫化铜矿床中普遍存在，通过浮选效率的提升可以大幅减少浮选设备成本及基建投资；

2、本发明使用的活化剂对其它种类的硫化矿物如方铅矿、闪锌矿、黄铁矿的浮游活性没有影响，相比于已有的开发砷黝铜矿高选择性捕收剂这一技术路线而言，该技术应用后对浮选矿浆溶液体系的稳定性影响最小，无需额外增加其它种类的硫化矿物的调整剂或抑制剂，具有广泛的工业应用前景。

附图说明

图1为本发明实验例1中黄铜矿、砷黝铜矿的回收率与浮选时间的关系图，其中图1A为对照组回收率与浮选时间的关系图，图1B为实验组回收率与浮选时间的关系图；

图2为本发明实验例2含砷黝铜矿铜硫矿浮选工艺流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

实施例1

砷黝铜矿活化剂的制备

按质量比为7:3将硫代硫酸铵和连二亚硫酸钠在常温常压下混合，进行固体粉末搅拌1h制得砷黝铜矿活化剂。

实验例1

活化剂对于砷黝铜矿浮选效率的影响

使用人工拣选的单体黄铜矿和单体砷黝铜矿纯矿物按质量比5：1进行混合得到人工混合矿，再采用干式磨矿磨至粒度为-0.074mm后，称取两组人工混合矿分别放入40mL挂槽浮选机中，其中一组为对照组：加入蒸馏水及10×10-6mol/L乙硫氨酯进行搅拌充气浮选；另一组为实验组：加入蒸馏水和实施例1制得的砷黝铜矿活化剂，活化剂用量为5×10

由图1A结果可知，在不加入活化剂条件下，黄铜矿回收率在充气浮选时间在40s～60s之后可达到90％左右，而砷黝铜矿回收率在充气浮选在140s之后才能达到90％以上；由图1B结果可知，加入用量为5×10

实验例2

新疆某含砷黝铜矿铜硫矿矿石浮选

新疆某含砷黝铜矿铜硫矿矿石产出的原矿矿石含Cu 1.55％、S 9.86％，通过铜物相及MLA分析可知，矿石中的主要的含铜矿物为黄铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿，并含有少量的孔雀石等氧化铜矿物，主要的金属矿物为黄铁矿及单斜磁黄铁矿，脉石矿物主要为石英，同时含有少量的方解石、云母、绿泥石等硅铝酸盐矿物，矿石中各主要矿物的种类及相对含量如表1所示。

表1矿石中各矿物种类及相对含量

其中砷黝铜矿占总硫化矿矿物含量的17.36％，砷黝铜矿与黄铜矿矿物比接近1：4～5，为了验证本发明提供的技术方案对新疆某含砷黝铜矿铜硫矿的突出有益效果，本发明拟采用实验室小型浮选试验进行实施说明，实施流程如图2所示，包括了以下步骤：

(1)原矿磨矿：将新疆某含砷黝铜矿铜硫矿矿石经原矿粗碎-中碎-细碎至-3mm后，每次称取干矿重为800g的矿石输送至实验室用小型球磨机进行磨矿处理，球磨机同时添加了600mL水进行湿式磨矿，通过控制磨矿时间得到颗粒粒径为-0.074mm占72％的矿浆产品，矿浆备用；

(2)加药搅拌：以步骤(1)产出的两组干矿量为800g的矿浆产品分别加入至XFD浮选机泡沫槽中，泡沫槽体积为1.5L，其中第一组按顺序依次加入用量为1200g/t石灰，40g/t乙硫氨酯，每次加药后各搅拌3min；第二组按顺序分别加入用量为1200g/t石灰，200g/t的实施例1制得的活化剂，40g/t的乙硫氨酯，每次加药后各搅拌3min；

(3)充气浮选：步骤(2)中两组经加药充分搅拌后的矿浆同时进行充气浮选，充气量相同，每0.5min接取泡沫精矿产品进行分析化验，得到两组试验的试验结果如表1所示。

表1实施例中两组不同条件的浮选试验结果

以表1的结果可得出，在第一组浮选试验中，铜粗精矿中的铜累计回收率在浮选时间在4min后才能达到90％以上；而在第二组浮选试验中，通过加入实施例1制得的活化剂，在浮选时间在2.0min～2.5min时，铜粗精矿中铜累计回收率即可达到90％以上。

通过实验例2结果可看出：1)本发明提供的活化剂可大幅度缩短砷黝铜矿的上浮时间，即提高砷黝铜矿的上浮速率，砷黝铜矿充分上浮的时间缩短37.5％～50％，为设计施工过程中减少浮选机的安装台数奠定了基础；2)本发明的活化剂应用工艺对于浮选选矿指标无不良影响，在加入活化剂后，得到的浮选铜粗精矿中铜品位及回收率没有明显变化。

本发明实验例2中的新疆某含砷黝铜矿铜硫矿是一座正在进行设计建设的矿山，矿山设计的日处理量为6500t/d(小时处理量为270t/h)，为了更直观地体现本发明活化剂在工业实施上创造的价值，根据本实验例确定的铜粗选浮选时间进行工业设计，对铜粗选需要的浮选机台数进行了设备选型计算，计算结果如表2所示。

表2实施例中两组不同浮选时间进行设备选型的计算结果

从表2结果可看出，本发明活化剂在工业建设实施阶段可以实现如下技术效果：

比较上述新疆某含砷黝铜矿铜硫矿工业设计不加活化剂时，铜粗选小型浮选时间为4min，设计浮选时间为8min，经计算和校核，工业上铜粗选需要BF-24m3型号的浮选机台数为6台；如加入本发明提供的提高砷黝铜矿浮游速率的活化剂和应用方法，工业设计时间可由8min缩短至5min，如此工业上铜粗选需要BF-24m3型号的浮选机台数为6台，浮选机安装台数减少了2台，以BF-24m3型浮选机单价45万元计算，可节约设备购置费用90万元，同时可相应减少了设备占地投资，设备安装费用，材料费用，电气成本约10万元，综合计算可为该矿山节约成本投资约100万元，成本优势显著。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。