西藏玉龙铜矿铜硫矿选矿工艺及机理研究

摘要

次生硫化铜、黄铁矿的高效分离是西藏玉龙铜矿面临的难点之一。制定合适的工艺流程，开发高效环保的浮选药剂实现铜硫矿物的高效分离，对提高铜资源的利用率具有重大意义。玉龙铜矿作为世界级特大型有色金属伴生矿，目前的工艺流程存在铜硫分离困难，选别指标差，药剂成本高等诸多问题，制约着企业的经济效益。本文以辉铜矿、黄铜矿和黄铁矿作为研究对象，首先考察了三种单矿物的天然浮选性能以及捕收剂种类、Cu2+浓度对三种矿物浮选的影响；其次在Cu2+存在下，考察了抑制剂种类、浓度、pH对三种矿物浮选的影响，最终确定最佳的调整剂-捕收剂体系实现铜矿物与硫矿物的有效分离。在浮选试验的基础上，采用X射线衍射（XRD）、接触角测定、紫外光谱研究和红外光谱研究等方法，研究了三种单矿物浮选行为的机理。
　　三种纯矿物在中性环境下天然可浮性不同，辉铜矿的可浮性最好，黄铜矿次之，黄铁矿最差。不同捕收剂种类对铜、硫矿物效果不一，其中BK404的效果最好。采用BK404作捕收剂时，两种铜矿物在较宽的pH值区间内的可浮性比较好，对黄铁矿的选择性较差，在碱性环境中的选择性尤其差。当加入Cu2+后，黄铁矿的疏水能力明显增强，其浮选回收率与黄铜矿相当。Cu2+存在下，腐殖酸钠、XKY-03对黄铁矿的抑制作用比较明显，其中XKY-03对黄铜矿也有一定的抑制。当腐殖酸钠和XKY-03同时使用时，可以增强对黄铁矿的抑制，同时减弱XKY-03对黄铜矿的影响。试验结果表明，腐殖酸钠和XKY-03可以减弱Cu2+对黄铁矿的活化作用，而不对铜矿物的回收造成负面影响。
　　紫外光谱研究可知，BK404在两种铜矿物表面的吸附量较大，而在黄铁矿表面的吸附量较小，Cu2+可以促进BK404在黄铁矿表面的吸附，从而提高黄铁矿的可浮性。当加入腐殖酸钠和XKY-03时，可以减弱Cu2+的影响，减少BK404在矿物表面的吸附。红外光谱研究可知，BK404在黄铁矿表面仅仅发生简单的物理吸附，当加入Cu2+后，BK404在黄铁矿表面的吸附是物理和化学吸附共同作用的结果，在其表面生成CuS使其疏水。Cu2+存在下，加入腐殖酸钠和XKY-03后，可以与矿浆中的Cu2+生成稳定的螯合物，减弱Cu2+对铜硫分离的影响。
　　根据理论分析结果，将新工艺和新药剂应用于西藏玉龙铜矿，并且取得了较好的指标。工业调试期间，在原矿含铜2.31%的前提下，最终获得铜品位18.32%，回收率为71.02%的铜精矿。与工业试验之前的工艺和药剂相比，精矿品位较之前提高了1.20个百分点，回收率提高了5.30百分点，选别指标明显，取得了良好的效果。

目录

第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 铜硫资源概况

1.3 黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿的矿石性质

1.4 铜硫分离的浮选工艺研究进展

1.5 铜硫分离的抑制剂研究进展

1.6 铜硫分离的难点

1.7 选题目的、意义及研究内容

第二章 试验材料、设备以及试验方法

2.1 试验矿样

2.2 试验药剂及设备

2.3 试验方法

第三章 捕收剂种类以及Cu2+对铜、硫矿物浮选的影响

3.1 无捕收剂条件下，pH对铜、硫矿物浮选的影响

3.2 不同pH条件下，捕收剂对铜、硫矿物浮选的影响

3.3 不同BK404用量条件下，铜、硫矿物的浮选行为

3.4 不同Cu2+浓度下，铜、硫矿物的浮选行为

3.5 本章小结

第四章 Cu2+存在下抑制剂-捕收剂体系中铜、硫矿物的浮选行为

4.1 Cu2+存在下，腐殖酸钠对铜、硫矿物浮选的影响

4.2 Cu2+存在下，柠檬酸对铜、硫矿物浮选的影响

4.3 Cu2+存在下，XKY-03对铜、硫矿物浮选的影响

4.4 Cu2+存在下，硫化钠对铜、硫矿物浮选的影响

4.5 Cu2+存在下，腐殖酸钠+XKY-03组合药剂对铜、硫矿物浮选的影响

4.6 本章小结

第五章 调整剂-捕收剂体系下，铜、硫矿物浮选机理研究

5.1 BK404与铜、硫矿物表面作用机理研究

5.2 Cu2+存在下，BK404与黄铁矿表面相互作用机理研究

5.3 调整剂-捕收剂体系下，BK404在黄铁矿表面吸附量的影响

5.4 调整剂、捕收剂添加前后黄铁矿表面润湿性的变化

5.5 本章小结

第六章 西藏玉龙铜矿铜硫矿浮选分离试验

6.1三元人工混合矿浮选分离试验

6.2 实际矿石工艺矿物学研究

6.3 影响玉龙铜矿铜选别指标的因素

6.4 实际矿石浮选分离试验

6.5 新工艺在西藏玉龙铜矿中的应用

第七章 结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间的研究成果

附录B 攻读硕士学位期间参与导师的科研项目