硫化铜矿流体包裹体组分自活化浮选方法

摘要

本发明是一种硫化铜矿流体包裹体组分自活化浮选方法。针对硫化铜矿物表面弛豫形成的“富硫”状态，利用硫化铜矿流体包裹体释放的铜离子在“富硫”表面具有很高吸附活性的特点，使包裹体组分铜离子吸附在硫化铜矿物新生表面形成“富铜”表面，提高硫化铜矿物表面对黄药阴离子的吸附活性，实现硫化铜矿物表面的自活化浮选，提高硫化铜矿的浮选回收率，降低捕收剂用量，提高技术经济指标。

说明书

技术领域

    本发明涉及一种硫化铜矿流体包裹体组分自活化浮选方法，属于选矿技术领域。

背景技术

硫化铜矿是铜资源的主要来源，浮选是回收硫化铜矿的主要方法，几乎90%以上的硫化铜矿都是通过浮选方法回收的，所以浮选在铜矿资源回收利用中占有重要地位。不同的硫化铜矿，根据其矿物组成的不同，采用的捕收剂有所不同，但硫化铜矿浮选最常用的捕收剂主要还是黄药、黑药、酯类等巯基捕收剂，也有几种捕收剂混合使用，提高捕收效果的。由于硫化铜矿相对于其它矿物而言，具有良好的可浮性，在提高硫化铜矿浮选效果的工艺和技术方面的研究相对较少，多数研究集中在硫化铜矿浮选的理论和机理方面。

硫化铜矿的浮选，基本过程为矿石破碎使硫化铜矿物与其它矿物单体解离，同时硫化铜矿物形成新的表面，在矿浆中添加硫化铜矿捕收剂，捕收剂离子在矿物表面吸附形成疏水性表面实现浮选。在这一基本的浮选过程中，由于新生成的硫化铜矿表面对巯基类捕收剂离子的吸附活性不高，需要轻微氧化，增加矿物表面对捕收剂离子的吸附活性，才能获得好的浮选效果。但是硫化铜矿物表面的过度氧化对浮选不利，所以控制矿物表面的氧化成为硫化铜矿物浮选的重要问题。这些都已经成为硫化铜矿物浮选的基本理论和原理，至今几乎没有受到质疑。

为了进一步提高硫化铜矿浮选的技术指标，专利号为200710188457.X的一种提高复杂硫化铜矿矿石浮选指标的工艺，由如下技术条件及配方组成，(1)在分级机和浮选前的搅拌桶之间新增加一个吸气搅拌桶，在此吸气搅拌桶内利用空气通过控制搅拌时间来调整硫化铜矿矿浆电位；(2)采用异戊基黄药和新型药剂硫氮酯作为铜矿物选择性捕收剂；(3) 进行铜矿物的优先快速浮选。该发明的工艺技术和传统浮选技术工艺处理硫化铜矿石相比，在铜矿物浮选指标、药剂消耗、流程结构和能耗等诸方面，显示出一定的优越性。该发明也是基于硫化铜矿浮选需要表面轻微氧化提出的，通入空气的目的在于提高氧化电位，加速硫化铜矿的表面氧化。

流体包裹体是成岩成矿溶液在矿物结晶生长过程中，被捕获在矿物晶体缺陷、空穴、晶格空位、位错及微裂隙之中，而且至今尚在主矿物中完好封存并与主矿物有相界限的独立封闭体系，广泛存在于矿物晶体中，相当完整地保存了矿物形成时的物理化学信息，因此，它的成分一般代表着矿物形成时流体的原始组成，成为研究地质成矿流体的唯一样品，对研究地质成矿具有重要意义。

矿物流体包裹体一般捕获的是成矿流体，而且保持了原有流体的组成和性质，当矿物破碎时，流体包裹体破损，成矿流体溢出进入矿浆溶液，必将影响矿浆溶液中的化学组成和性质，矿浆溶液性质的变化对矿物浮选具有重要的影响。对于包裹体中成矿流体成分及性质的研究，在地球化学方面进行了大量的工作。但在流体包裹体成分对浮选的影响方面，研究的报道很少。基于此，本发明提出控制和利用硫化铜矿物流体包裹体释放的铜离子，实现硫化铜矿物自活化浮选，进一步提高硫化铜矿物的浮选效果，降低浮选药剂用量，提高浮选技术经济指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种硫化铜矿流体包裹体组分自活化浮选方法，对硫化铜矿物破碎磨矿过程中，包裹体释放出来的铜离子进行有效控制，实现铜离子对硫化铜矿物的活化浮选，从而进一步提高硫化铜矿的浮选技术经济指标。

本发明通过以下技术方案来实现：

（1）矿石在80～85wt%浓度下磨矿至硫化铜矿物单体解离度大于80%，磨矿细度为-200目含量大于85wt%，硫化铜矿物流体包裹体中的铜离子释放进入矿浆溶液，同时硫化铜矿物新生成的表面发生弛豫，形成“富硫”表面；

（2）将步骤（1）得到的硫化铜矿磨矿矿浆加水稀释到30～40wt%的浓度，添加50～100g/t氯化铵，放入第一个密封搅拌桶，以0.5～1m/s的速度慢速搅拌，使流体包裹体释放的铜离子和添加的铜离子在硫化铜矿物新生的“富硫”表面吸附10～20min，形成“富铜”表面。

（3）将步骤（2）得到的硫化铜矿矿浆放入第二个搅拌桶中，添加20～150g/t黄药，以1.5～3m/s的速度快速搅拌4～8min，使黄药阴离子在“富铜”的硫化铜矿物表面吸附形成疏水性表面，从搅拌桶出来的矿浆进入浮选机进行硫化铜矿浮选，获得硫化铜精矿。

上述（2）步骤中可添加5～10g/t硫酸铜。

本发明的技术原理：

量子化学计算结果表面，硫化铜矿物破碎磨矿解离，表面发生弛豫，形成“富硫”表面。地球化学研究结果表明，硫化铜矿物晶体破裂的同时，流体包裹体组分向矿浆溶液中释放铜离子，具有很高表面能的新生表面由于“富硫”，在中性矿浆中显示负电性，对矿浆溶液中的铜离子具有很强的选择性吸附能力，矿物流体包裹体释放的铜离子在矿物表面吸附，增加矿物表面电性，而表面对铁离子的吸附活性小于铜离子，使得矿物表面成为“富铜缺铁”表面，这样的表面有利于黄药类硫化矿捕收剂吸附，形成黄原酸铜疏水性表面而浮选。表面氧化将破坏“富硫”表面，也将破坏表面半导性，对浮选有不利的影响。技术原理理论模型如附图1所示。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、新生硫化铜矿物表面由于弛豫形成“富硫”表面，对黄药的吸附能力较弱，直接浮选效果欠佳，常规的浮选是通过氧化使表面上硫形成硫酸根进入溶液，改善黄药阴离子在表面的吸附活性，但表面氧化的同时，表面上的铜将以铜离子的形式进入溶液，增加了矿浆溶液中的铜离子浓度，这将消耗捕收剂黄药，即过多的铜离子存在于矿浆之中对硫化铜矿物的浮选不利。本发明充分利用硫化铜矿流体包裹体释放的铜离子在“富硫”表面具很高吸附活性的特点，使包裹体组分铜离子吸附在硫化铜矿物新生表面形成“富铜”表面，实现硫化铜矿物表面的自活化。

2、硫化铜矿物表面实现自活化后，可浮性提高，在相同的捕收剂用量下，浮选的回收率得以提高。

3、由于流体包裹体释放进入矿浆中的铜离子反吸附到矿物表面，矿浆溶液中的铜离子浓度降低，避免了铜离子与黄药反应生产黄原酸铜沉淀消耗捕收剂，使捕收剂的用量减少，一方面对提高铜精矿品位有利，另一方面可降低捕收剂用量，降低浮选成本。

4、对于流体包裹体数量少、释放铜离子数量少的硫化铜矿浮选，对于表面弛豫形成的“富硫”表面，还可以人为添加少量的铜离子实现活化，补充流体包裹体组分自活化的不足，确保好的浮选效果。

附图说明

图1为本发明的包裹体组分铜离子吸附原理图，图中1为硫化铜矿物表面，2为硫化铜矿物表面硫原子，3为硫化铜矿物晶体铜原子，4为硫化铜矿物表面吸附的流体包裹体释放的铜离子。

图2为本发明的捕收剂吸附原理图，图中1为硫化铜矿物表面，2为硫化铜矿物表面硫原子，3为硫化铜矿物晶体铜原子，4为硫化铜矿物表面吸附的流体包裹体释放的铜离子，5为捕收剂黄药离子。

图3为本发明的硫化铜矿流体包裹体组分自活化浮选方法流程图。

具体实施方式

实施例1：

硫化铜矿含铜品位0.70%，氧化率8%，硫化铜矿物为黄铜矿，氧化铜矿物为孔雀石，矿石类型为热液型，流体包裹体丰富。

（1）矿石在80～85wt%浓度下磨矿至硫化铜矿物单体解离度大于80%，磨矿细度为-200目含量达到88%，硫化铜矿物流体包裹体中的铜离子释放进入矿浆溶液，同时硫化铜矿物新生成的表面发生弛豫，形成“富硫”表面。

（2）将步骤（1）得到的硫化铜矿磨矿矿浆加水稀释到30wt%的浓度，添加60g/t氯化铵，放入第一个密封搅拌桶，以0.5～1m/s的速度慢速搅拌，使流体包裹体释放的铜离子和添加的铜离子在硫化铜矿物新生的“富硫”表面吸附10～15min，形成“富铜”表面。

（3）将步骤（2）得到的硫化铜矿矿浆放入第二个搅拌桶中，添加30g/t丁基黄药，以1.5～3m/s的速度快速搅拌4～8min，使丁基黄药阴离子在“富铜”的硫化铜矿物表面吸附形成疏水性表面，从搅拌桶出来的矿浆进入浮选机进行硫化铜矿浮选，获得硫化铜精矿。

铜精矿含铜品位20%，铜的回收率92%。

实施例2：

硫化铜矿含铜品位0.90%，氧化率10%，硫化铜矿物主要为黄铜矿，辉铜矿次之，氧化铜矿物为孔雀石，矿石类型为热液型，流体包裹体丰富。

（1）矿石在80～85wt%浓度下磨矿至硫化铜矿物单体解离度大于80%，磨矿细度为-200目含量达到90%，硫化铜矿物流体包裹体中的铜离子释放进入矿浆溶液，同时硫化铜矿物新生成的表面发生弛豫，形成“富硫”表面。

（2）将步骤（1）得到的硫化铜矿磨矿矿浆加水稀释到35wt%的浓度，添加70g/t氯化铵，放入第一个密封搅拌桶，以0.5～1m/s的速度慢速搅拌，使流体包裹体释放的铜离子和添加的铜离子在硫化铜矿物新生的“富硫”表面吸附12～18min，形成“富铜”表面。

（3）将步骤（2）得到的硫化铜矿矿浆放入第二个搅拌桶中，添加100g/t异戊基黄药，以1.5～3m/s的速度快速搅拌4～8min，使黄药阴离子在“富铜”的硫化铜矿物表面吸附形成疏水性表面，从搅拌桶出来的矿浆进入浮选机进行硫化铜矿浮选，获得硫化铜精矿。

铜精矿含铜品位25%，铜的回收率94%。

实施例3：

硫化铜矿含铜品位1.10%，氧化率12%，硫化铜矿物主要为黄铜矿，斑铜矿次之，氧化铜矿物为孔雀石，矿石类型为热液变质型，具有流体包裹体，但数量少于热液型。

（1）矿石在80～85wt%浓度下磨矿至硫化铜矿物单体解离度大于80%，磨矿细度为-200目含量达到85%，硫化铜矿物流体包裹体中的铜离子释放进入矿浆溶液，同时硫化铜矿物新生成的表面发生弛豫，形成“富硫”表面。

（2）将步骤（1）得到的硫化铜矿磨矿矿浆加水稀释到40wt%的浓度，添加硫酸铜5（或8、或10）g/t，添加100g/t氯化铵，放入第一个密封搅拌桶，以0.5～1m/s的速度慢速搅拌，使流体包裹体释放的铜离子和添加的铜离子在硫化铜矿物新生的“富硫”表面吸附15～20min，形成“富铜”表面。

（3）将步骤（2）得到的硫化铜矿矿浆放入第二个搅拌桶中，添加150g/t异戊基黄药，以1.5～3m/s的速度快速搅拌4～8min，使黄药阴离子在“富铜”的硫化铜矿物表面吸附形成疏水性表面，从搅拌桶出来的矿浆进入浮选机进行硫化铜矿浮选，获得硫化铜精矿。

铜精矿含铜品位18%，铜的回收率93%。

以上所述的密封搅拌桶是指矿浆与空气不直接接触的搅拌桶。