通过利用多种抑制剂的协同作用在含有磁黄铁矿的硫化镍矿石的浮选中改进选择性和回收率的方法

摘要

利用多种抑制剂的协同作用来改进在非铁金属硫化物的浮选中硫化铁的抑制而不损害有价值的硫化物矿物的回收率同时降低或消除使用有环境问题的化学品例如多胺的方法。该方法具有显著的经济和环境益处。该多种抑制剂包含至少一种有机聚合物、至少一种含硫化合物和/或至少一种含氮有机化合物。

说明书

本申请要求2012年4月12日提交的标题为"A Method for  Improving Selectivity and Recovery in the Flotation of Nickel  Sulphide Ores that Contain Pyrrhotite by Exploiting the Synergy  of Multiple Depressants"的美国专利申请No.61/623,459的优先 权，且在此将其通过引用以其全文并入本文。

发明领域

本公开内容涉及使用抑制剂试剂的组合来选择性泡沫浮选硫化物 矿物的方法。

发明背景

自从二十世纪早期以来，实践了硫化物矿物浮选。它的工业重要 性被很好地认识，因为可更加经济地熔炼和精炼来自浮选的精矿，以 提供粗金属。泡沫浮选是通过利用表面疏水性的差别从废脉石材料选 择性分离有价值矿物的方法。一般地，浮选方法包括在浓浆料中研磨 碾碎的矿石至单体分离粒度，接着在合适的稀释浆液内用不同试剂对 它进行调节(conditioning)。这些试剂包括捕集剂、抑制剂、起泡 剂、改性剂等。捕集剂通过物理/化学吸附使所需矿物的表面为疏水性 的，这有助于附着气泡，所述气泡使得矿物颗粒漂浮到浆料表面并形 成稳定的泡沫，收集所述稳定的泡沫以供进一步处理。抑制剂具有与 捕集剂相反的作用，通过吸附亲水性组分或者通过除去用于捕集剂的 吸附的活性位点，使不需要的矿物颗粒的表面变得亲水，从而使颗粒 保留在尾矿部分内。起泡剂有助于在浆料内稳定合适尺寸的气泡，以 便捕获并转移颗粒到浮选区。改性剂通常用于pH控制。所使用的泡沫 浮选的各种方案通常相当复杂，以便使存在的有价值的矿物的等级和 回收率最大化，并使具有很少商业价值的岩石和硫化物矿物的舍弃最 大化。

在用于回收非铁富矿金属的硫化物矿石的加工中，所处理的普通 价值的矿物包括分别对于金属Ni、Cu、Pb和Zn来说的镍黄铁矿和针 镍矿，黄铜矿和辉铜矿和斑铜矿，方铅矿，和闪锌矿。然而，这些有 价值的矿物天然地与铁硫化物，即不具有商业价值且被视为硫化物脉 石的磁黄铁矿、黄铁矿、和白铁矿结合。在浮选中选择性舍弃铁硫化 物可显著改进精矿的经济价值且还降低熔炼器中的SO₂排放，其中铁 硫化物显著有助于这些气体排放。然而，磁黄铁矿的舍弃是具有挑战 性的。它不仅涉及矿石内磁黄铁矿的丰度，而且还涉及磁黄铁矿的晶 体结构(即单斜、六方或陨硫铁)。此外，磁黄铁矿紧密地与其它矿物， 主要与镍黄铁矿结合。在浮选过程中将磁黄铁矿选择性抑制而不损害 Cu和Ni的回收率对于在工业矿物加工工厂内产生商业价值来说是个 关键。

美国专利No.5,074,993描述了浮选硫化物的方法，其中通过在用 量>50g/mt的磨碎矿物混合物中使用水溶性多胺将磁黄铁矿抑制。水 溶性多胺优选是二亚乙基三胺(DETA)，且还可选自包括下述的列表： 包括三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、2-[(2-氨乙基) 氨基]乙醇、三-(2-氨乙基)胺、N-甲基亚乙基二胺和1,2–二氨基2- 甲基丙烷。

美国专利No.5,411,148描述了从铁硫化物分离单-或多金属性硫 化物矿物的改进方法。该方法包括在用至少一种水溶性含硫的无机化 合物浮选之前的调节段作为在采用如US5,074,993中所述的含氮有机 螯合剂进一步调节之前的必要步骤。该水溶性含硫无机化合物优选是 亚硫酸钠(Na₂SO₃)，且还可选自硫化物、连二硫酸盐、连四硫酸盐和二 氧化硫，其用量从50变化到600g/mt所加工的干燥固体。含氮有机 螯合剂优选是对于特定的浮选原料来说在充足剂量下使用的多亚乙基 多胺，例如二亚乙基三胺(DETA)。由于以特定顺序添加的含硫化合物 和含氮有机化合物的组合效果，将磁黄铁矿抑制。

采用选择性磁黄铁矿抑制，前述方法在增加Ni和Cu精矿等级和 回收率方面非常有效。然而，对于流出物内排放的总(可溶和不可溶)Cu 和Ni来说，使用DETA可使废水处理的操作复杂化。DETA是强化学螯 合剂，它与重金属离子例如Cu和Ni形成稳定的络合物。通过升高pH 高于11(这是在废水处理工厂中通常进行的)，不能使这些络合物沉淀 出。相反，将多胺沉淀剂例如8702(可获自Nalco Company, Naperville,IL)添加到废水，以与DETA-金属络合物反应并形成沉淀。 然而，沉淀是非常细的颗粒，它在澄清器内没有沉降，从而使得难以 有效地从废水除去Cu和Ni。为了避免当使用DETA时废水内高含量的 Cu和Ni，努力确定备选的硫化铁抑制剂，以减少或消除使用DETA。

来自LignoTech的最新专利(美国专利No.8,221,709)描述了使用 硬木木质素磺酸盐用于从金属性硫化物矿石分离脉石材料的方法。该 专利指定了从桉树、枫树和桦树获得的具有不同硫或磺酸盐含量和分 子量的三种硬木木质素磺酸盐，并在磨碎的矿石浆料(它包括硫化铜、 硫化锌、或硫化铅与铁硫化物)的浮选中在～250-500g/mt的剂量的 NaCN添加下，比较了它们的性能。可在其它试剂和pH调节之前或之 后添加木质素磺酸盐。然而，在工业方法中仅添加木质磺酸盐的情况 下，Cu/Ni硫化物和磁黄铁矿之间的选择性没有得到改进。

在这一意义上，现有技术缺少下述方法：a)在与铁硫化物结合的 Cu/Ni硫化物矿物的浮选中改进选择性和回收率，和b)减少或消除使 用有问题的多胺化学品(例如DETA)，以最小化对环境的负面影响。

发明概述

鉴于以上所述的问题和未得到满足的需求，本发明公开了利用多 种抑制剂的协同作用来改进在非铁金属硫化物的浮选中硫化铁的抑制 而不损害有价值的硫化物矿物的回收率同时减少或消除使用有环境问 题的化学品例如多胺的方法。该方法具有显著的经济和环境益处。包 括在浮选方法过程中作为新鲜磨碎的浆料或作为经预处理和精细磨碎 的工艺中间体的Cu/Ni硫化物矿石与磁黄铁矿的浮选实例。

本方法的本质涉及使用多种抑制剂，从而利用每种化学品的单独 的抑制效果，并产生协同效果以改进选择性和回收率并将多胺的使用 减少至少50％，或者只要可能就消除多胺的使用。所使用的三种化学 品包括1)多胺，例如DETA；2)水溶性含硫无机化合物，例如亚硫酸钠； 和3)硬木木质素磺酸盐产品，优选具有6kDa分子量、5％磺酸盐和2％ 糖的木质素磺酸钙，并且特别是来自LignoTech的D-912产品。单独 使用这些化学品要么a)没有产生充足的磁黄铁矿抑制，要么b)降低 Cu/Ni回收率，要么c)由于潜在高含量的重金属，在废水处理工厂中 引起环境排放问题。

可同时分别添加或者按顺序(没有优选顺序)添加三种化学品， 或将三种化学品以优选的比例预混合成单一溶液。类似地，可将两种 组分以优选的比例预混合成单一溶液，并以变化的用量单独添加到第 三种组分。可在其它浮选试剂之前或之后添加抑制剂。

本发明的各方面促进选择性回收与铁硫化物结合的非铁富矿金属 的改进。

本发明的各方面促进抑制剂和捕集剂之间的协同作用，从而与采 用DETA/Na₂SO₃组合典型地使用的多胺剂量相比，允许多胺(即DETA) 剂量减少至少50％，而不损害浮选过程中的选择性和回收率。

本发明的各方面有助于在废水处理工厂中避免可因形成DETA-金 属络合物导致出现的强制限制的重金属和DETA的排放。

本发明的这些方面的额外优点和新型特征一部分将在随后的说明 中列出，且对于本领域技术人员来说，在查阅下述内容时或在通过实 践本发明进行学习时，一部分将变得更加明显。

附图简述

将参考但不限于下述附图，详细描述了系统和方法的各种示例性 方面，其中：

图1是阐述在粗选机浮选中仅采用D912的效率低的磁黄铁矿抑制 的曲线图；

图2是阐述在粗选机浮选中采用D-912和Na₂SO₃的有效磁黄铁矿 抑制的曲线图；

图3A和3B是阐述对于中间体流来说采用D-912和Na₂SO₃的较低 回收率的曲线图；

图4A和4B是阐述对于中间体流来说采用D-912、Na₂SO₃、DETA 和PAX的磁黄铁矿抑制的协同作用的曲线图-剂量和添加顺序的影响；

图5是阐述对于中间体流来说采用D-912、Na₂SO₃、DETA和PAX 的磁黄铁矿抑制的协同作用的曲线图-来自因子设计试验的优化剂量；

图6A和6B是阐述对于中间体流来说采用D-912、Na₂SO₃、和DETA 的磁黄铁矿抑制的协同作用的曲线图-来自优化和重复试验的协同作 用研究；

图7是阐述采用D-912、Na₂SO₃、和DETA的磁黄铁矿抑制的曲线 图-添加试剂的顺序/方法的影响；

图8A和8B是阐述在中级品流(middling stream)中采用D-912、 Na₂SO₃、和DETA的磁黄铁矿抑制的协同作用的曲线图；和

图9是阐述采用D-912、Na₂SO₃、和DETA的磁黄铁矿抑制的柱状 图-降低精矿和尾矿水中残留的DETA、Cu和Ni浓度。

详细说明

下述详细说明绝不打算限制本发明的范围、适用性或构造。更具 体地，下述说明提供用于实施本发明的示例性特征的必要理解。当使 用本文中提供的教导时，本领域技术人员将意识到在没有外推本发明 范围的情况下可使用的合适替代物。

本发明描述了利用多种抑制剂的协同效果来选择性浮选含有至少 一种或多种非铁富矿金属且与铁硫化物结合的硫化物矿物以获得非铁 富矿金属价值的优良等级和回收率的方法，该铁硫化物主要由磁黄铁 矿组成。通过利用使用多种抑制剂获得的协同效果，关键的化学品之 一(即DETA)的剂量可显著减少，从而减轻对环境的潜在负面影响。该 方法包括：

i)在含水碱性浆料中在捕集剂、起泡剂、pH改性剂、和在浆料当 中分布的载体气体以及多种抑制剂的存在下处理硫化物矿石，该硫化 物矿石为新鲜磨碎的浆料或经预处理和精细磨碎的工艺中间体，其含 有至少一种或多种非铁富矿金属硫化物矿物(Cu/Ni)与铁硫化物(磁黄 铁矿)。

·待处理的浆料含有最多～80％的硫化铁。非铁富矿金属硫化物可 以是镍黄铁矿和针镍矿，黄铜矿和辉铜矿和斑铜矿，方铅矿，和闪锌 矿(它们分别对于Ni,Cu,Pb和Zn来说是有价值的矿物)。铁硫化物 可以是磁黄铁矿、黄铁矿和白铁矿。

·捕集剂可选自黄原酸盐和/或酯、二硫代磷酸盐和/或酯、硫代氨 基甲酸盐和/或酯、二硫代氨基甲酸盐和/或酯、二硫代亚膦酸盐和/ 或酯、黄原甲酸盐和/或酯、黄原酯或其混合物中的至少一种。使用戊 基黄原酸钾作为一个实例。对于富矿金属的良好回收率来说，根据抑 制剂的剂量调节捕集剂的剂量。

·所测试的起泡剂是聚乙二醇醚(F160-13,Flottec)，但还可以选 自天然油、烷氧基链烷烃、脂肪醇、聚乙二醇醚、聚丙二醇中的至少 一种。起泡剂在本发明中不是主要的因素。

·所测试的pH改性剂是pH 9.5的石灰，但还可以是苏打灰或氢 氧化钠。pH范围可以是8-12。

·所使用的载体气体是空气。它还可以是氮、富含氮的空气或富含 氧的空气、或二氧化碳(富含二氧化碳的空气)。

·在添加捕集剂或抑制剂之后，需要调节步骤。

·浮选装置可以是具有2.2L槽和1200rpm电动机速度或具有1.1 L槽和900rpm电动机速度的标准Denver浮选装置。

ii)多种抑制剂含有至少一种有机聚合物(来自硬木的木质素磺酸 钙)、至少一种含硫化合物、和至少一种含氮有机化合物(多胺)、与如 果单独使用后者或与一种含硫化合物结合使用相比，后者以较少的用 量存在于混合物内。

·所述“有机聚合物”是至少一种带负电的水溶性有机聚合物，其 选自由木质素磺酸盐、糊精、瓜尔胶、木薯、淀粉、或纤维素中的一 种或多种组成的组。优选的一种是具有6kDa分子量以及5％磺酸盐和 2％糖的来自硬木的木质素磺酸钙。一种这样的产品是来自LignoTech 的"D-912"，这通过LignoTech专利来确定。

·所述“含硫化合物”是至少一种水溶性无机含硫化合物，其选自 由一种或多种硫化物、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、偏亚硫酸氢盐 (meta-bisulphate)、连二硫酸盐、连四硫酸盐、和二氧化硫组成的 组。优选的一种是亚硫酸钠(Na₂SO₃)。

·所述“含氮有机化合物”是至少一种含氮有机化合物，其具有选 自由具有OCNCCCNCNC和NCCN结构的多亚乙基-多胺中的一种或多种组 成的组的构型，包括二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、 五亚乙基六胺、羟乙基-DETA、二乙醇胺、和氨乙基乙醇胺。优选的一 种是二亚乙基三胺(DETA)。

iii)添加多种抑制剂具有下述选择，其中允许一定的调节时间：

·可分别同时添加它们；或

·可按顺序(没有任何优选顺序)添加它们，且在彼此之间有或没 有调节；或者

·可以将它们以预定的优选比例预混合成单一溶液；或

·可以将两种组分以预定的优选比例预混合成单一溶液，并视需要 以变化的用量单独添加第三种组分。

·可在捕集剂之前或之后添加抑制剂，且具有一定的调节。

iv)对于协同效果和减少的多胺使用来说，抑制剂的剂量将取决于 矿石类型、等级和它的矿物学组成，并且因此应当通过实验进行确定。 对于所测试的矿石样品来说，D-912的剂量范围为50-150g/t，Na₂SO₃≥100g/t，和DETA为0-50g/t。甚至对于中间体流来说，引用的剂 量再次参考磨碎的矿石。DETA剂量保持尽可能低而不损害总体选择性 和回收率，以避免废水内高水平的重金属。

v)因此，对于优化的冶金法来说将调节捕集剂剂量，因为在捕集 剂和抑制剂之间存在竞争。

在优选的实施方案中，本发明涉及利用多种抑制剂的协同效果选 择性浮选含有至少一种或多种非铁富矿金属且与硫化物矿石中的硫化 铁结合的至少一种或多种硫化物矿物的方法，该方法包括：

i)在含水碱性浆料中在捕集剂、起泡剂、pH改性剂、和在所述浆 料当中分布的载体气体以及多种抑制剂的存在下处理硫化物矿石，该 硫化物矿石为新鲜磨碎的浆料或者经预处理和精细磨碎的工艺中间体， 其含有与至少一种硫化铁矿物结合的至少一种所述有价值的硫化物矿 物，选择该多种抑制剂包括至少一种有机聚合物、至少一种含硫化合 物和/或至少一种含氮有机化合物；和

ii)进行泡沫浮选以将铁硫化物抑制，同时允许浮选有价值的非铁 硫化物。

在另一优选的实施方案中，本发明涉及使用多种抑制剂的协同效 果选择性浮选含有至少Ni、Cu、Co、Pt、Pd、Au和Ag富矿金属且与 硫化铁矿物(它包括在硫化物矿石中的至少磁黄铁矿)结合的至少 Ni/Cu/Co硫化物矿物，该方法包括：

i)在含水碱性浆料中在捕集剂、起泡剂、pH改性剂、在所述浆料 当中分布的载体气体以及多种抑制剂的存在下处理Ni/Cu/Co硫化物 矿石，该Ni/Cu/Co硫化物矿石为新鲜磨碎的浆料或经预处理和精细磨 碎的工艺中间体，其含有与至少磁黄铁矿结合的至少矿物镍黄铁矿和 辉铜矿，并且该多种抑制剂包括木质素磺酸钙产品(优选产品，例如 D-912)、亚硫酸钠(Na₂SO₃)和/或DETA；和

ii)进行泡沫浮选以将磁黄铁矿抑制，同时允许浮选有价值的镍黄 铁矿和辉铜矿。

或者，添加三种抑制剂的方法可包括：1)分别但全部同时；和2) 按顺序且单独调节。

另外，可在捕集剂之前或之后添加抑制剂溶液。

对于协同效果和减少的多胺使用来说，发现抑制剂的剂量取决于 矿石类型、等级和它的矿物学组成，且应当因此通过实验进行确定。 对于所测试的矿石样品来说，D-912的剂量范围为50-150g/t，Na₂SO₃ ≥100g/t，和DETA为0-50g/t。甚至对于中间体流来说，引用的剂 量再次参考磨碎的矿石。

通过在最小剂量下采用使每种抑制剂获得的磁黄铁矿抑制最大化， 获得当使用多种抑制剂时(即通过将DETA、Na₂SO₃和D-912组合)获得 的协同磁黄铁矿抑制。更具体地，在硫化铁抑制中DETA、Na₂SO₃和D-912 具有它们自己独特的功能。磁黄铁矿浮选具有三种提出的机制：1)Cu 活化，以促进捕集剂(黄原酸盐和/或酯)吸附；2)形成多-硫 (poly-sulfur)，以在磁黄铁矿表面上产生一些疏水性位点用于气泡附 着；和3)形成用于疏水性位点的二黄原酸。DETA可除去或掩盖铁硫化 物上的Cu²⁺活化位点，以抑制在该表面上的捕集剂吸附。通过除去在 硫化铁表面上吸附的捕集剂或形成的多硫，Na₂SO₃可防止硫化铁浮选。 D-912是带负电的亲水性聚合物，它可通过活性位点(例如Fe(OH)²⁺， Ca²⁺或Cu²⁺)吸附到硫化铁表面上，使它的表面为亲水性的，从而将硫 化铁抑制。

在单一使用任何一种抑制剂的情况下，在不损害富矿金属回收率 或引起废水内高水平的重金属的情况下，没有获得有效的磁黄铁矿抑 制。通过同时使用三种不同的抑制剂，产生了协同效果。可由三种试 剂中的每一种获得优势，从而导致使硫化铁抑制最大化，同时使有价 值矿物的回收率的降低最小化。

实施例

下述实施例旨在阐述，且绝不限制要求保护的发明的范围、适用 性或构造。

在附图中，应当注意在矿物的轴标题中使用了简写形式。包括符 号：Pn(镍黄铁矿),Cp(黄铜矿)和Po(磁黄铁矿)。

实施例1

仅采用D-912的效率低的磁黄铁矿抑制

图1呈现了在根据美国专利No.8,221,709(LignoTech)中的工序 仅使用硬木木质素磺酸盐产品D-912作为磁黄铁矿抑制剂处理的镍- 铜矿石(含有约1.5％Ni(3.7％镍黄铁矿),1.5％Cu(4.3％黄铜矿) 和21％Fe(19.7％磁黄铁矿)和72.3％岩石(其它硅酸盐))的粗选机 浮选中镍黄铁矿和磁黄铁矿的累积回收率的结果。在这个试验中，在 添加5g/t捕集剂(PAX–戊基黄原酸钾)和400g/t石灰的情况下，在 棒磨机内将1kg矿石磨碎至达到P80～106μm。采用石灰作为改性剂， 在pH 9.5下进行递增式粗选机试验。在分别添加抑制剂和捕集剂之后， 有2分钟的调节，且15ppm起泡剂(F160-13)在工艺用水中。使用具 有1200rpm旋转轴的2.2L Denver浮选槽，并在浮选中施加3L/分 钟的空气。在0.5、1、2、5、8和12分钟之后收集精矿。在表1中总 结了添加在粗选机内的化学品添加。

仅采用捕集剂(PAX)的试验没有显示磁黄铁矿抑制。采用 DETA/Na₂SO₃的试验代表可接受的磁黄铁矿抑制和富矿金属回收率。

与使用DETA和Na₂SO₃的组合(即“基准”化学品)相比，在25-50 g/t的剂量下使用硬木木质素磺酸盐产品D-912作为磁黄铁矿抑制剂 没有改进磁黄铁矿抑制。与DETA和Na₂SO₃的组合相比，在250g/t 的高D-912剂量下镍黄铁矿被显著抑制，且没有改进镍黄铁矿/磁黄铁 矿的选择性。

实施例2

对于一种矿石原料来说采用D-912和Na₂SO₃的有效磁黄铁矿抑制

图2呈现了在与实施例1中所使用的相同镍-铜矿石的粗选机浮选 中镍黄铁矿和磁黄铁矿的累积回收率的结果，其中将Na₂SO₃与D-912 添加到粗选机内。以与实施例1相同的方式磨碎矿石，包括添加5g/t 捕集剂(PAX)和添加400g/t石灰。当Na₂SO₃剂量≥200g/t时，观察 到磁黄铁矿抑制。在表2中总结了在粗选机浮选中的化学品添加。

仅采用捕集剂(PAX)的试验没有显示磁黄铁矿抑制。采用 DETA/Na₂SO₃的试验代表可接受的磁黄铁矿抑制和富矿金属回收率。

证明了使用200g/t Na₂SO₃的剂量本身对磁黄铁矿抑制具有一些 效果，但结果不如使用基准化学品DETA和Na₂SO₃获得的那些那么好。 在采用D-912和Na₂SO₃的试验中，当Na₂SO₃剂量>100g/t时，观察 到磁黄铁矿抑制的一些迹象。当Na₂SO₃剂量≥200g/t和D-912剂量 ≥50g/t时，采用D912/Na₂SO₃获得与基准DETA/Na₂SO₃类似的镍黄铁 矿/磁黄铁矿选择性曲线。将D-912的剂量从25增加到100g/t和将 Na₂SO₃的剂量从200增加到400g/t没有显著改变镍黄铁矿/磁黄铁矿 选择性曲线的形状(即镍黄铁矿回收率随着磁黄铁矿回收率的下降而 下降)。

对于这种原料来说，不需要添加DETA，这对于环境关注来说是优 选的。

实施例3

对于中间体流来说采用D-912和Na₂S0₃的较低回收率

图3A和3B分别呈现了在含有7.6％Cu(21.9％黄铜矿)，6.4％ Ni(17.3％镍黄铁矿)，37％Fe(39.8％磁黄铁矿)和21％岩石的中间体 流的精选机浮选中累积的镍黄铁矿/磁黄铁矿和黄铜矿/磁黄铁矿选择 性的结果，其中将Na₂SO₃与D-912添加到精选机内。这一研究涉及粗 选机和精选机浮选试验，并将抑制剂添加到精选机段内。将总计10g/t 捕集剂(PAX)添加到粗选机浮选中，并且收集粗选机精矿持续6分钟。 在精选机段内，在pH 9.5下用石灰作为改性剂处理粗选机精矿。在分 别添加抑制剂和捕集剂之后存在2分钟的调节，且15ppm起泡剂 (F160-13)在工艺用水中。使用具有900rpm旋转轴的1.1L Denver 浮选槽并在精选机浮选中施加1L/分钟的空气。在1.5、3、5和16 分钟之后，收集精选机精矿。在表3中总结了在精选机浮选中的化学 品添加。

当D-912剂量≥50g/t且具有200g/t Na₂S0₃时，观察到选择性 得到改进并且甚至好于DETA/Na₂S0₃基准。然而，黄铜矿的回收率下 降～15％。如果D-912的剂量进一步下降(≤25g/t)或PAX的剂量增加， 那么将损害选择性。这对于工业生产来说是不可接受的。

实施例4

对于中间体流来说采用D-912、DETA、Na₂S0₃和PAX的磁黄铁矿抑 制的协同作用

图4A和4B分别呈现了来自与实施例3中所使用的相同中间体流 的精选机浮选的累积的镍黄铁矿/磁黄铁矿和黄铜矿/磁黄铁矿选择性 的结果。在这个实施例中，将DETA与Na₂S0₃和D-912添加到精选机内， 但与当DETA和Na₂S0₃一起用作“基准”条件的一部分时相比，剂量减 少。这一研究涉及在实施例3中描述的粗选机和精选机浮选试验。在 表4中总结了在精选机浮选中的化学品添加。

在其中固定每种化学品的剂量的试验(T18309、T18310、T18311) 中，改变添加化学品的顺序。没有看到结果的显著差别。

在其中改变抑制剂和捕集剂的剂量的试验中，要么选择性非常好， 但镍黄铁矿和黄铜矿的回收率远低于目标(T18309、T18310、T18311)， 要么镍黄铁矿和黄铜矿的回收率是可接受的，但选择性显著下降 (T18358、T18360)。

仅仅当达到捕集剂和抑制剂之间的平衡(T18359)时，选择性和回 收率接近“基准”结果。在D-912、DETA和Na₂S0₃和捕集剂(PAX)的合 适剂量下，获得了良好的选择性和回收率。

实施例5

对于中间体流来说用于寻找对于磁黄铁矿抑制的协同作用的 D-912、DETA和Na₂S0₃和PAX的优化剂量的因子设计试验

图5呈现了在保持Na₂S0₃的剂量固定的同时在D-912、DETA和捕 集剂(PAX)之间相互作用的2³因子设计试验的结果。来自实施例4的 结果表明三种化学品的组合作为抑制剂产生了协同作用，这允许DETA 剂量下降，同时维持良好的选择性和富矿金属回收率。与此同时，发 现捕集剂的剂量起到非常重要的作用。为了进一步证实协同作用和确 定每种化学品的剂量的优化范围，在将化学品添加到精选机段的情况 下，进行对PAX、DETA和D-912的剂量的三因子-二级(2³)因子设计研 究。原料与实施例3中描述的相同。粗选机-精选机浮选工序与实施例 3中描述的相同。在所有这些试验中，在200g/t的固定剂量下添加 Na₂S0₃。在表5中规定了DETA、D-912、和PAX的剂量以及试验条件。

在该试验设计中，选择剂量的标准包括：a)DETA剂量应当小于在 DETA/Na₂S0₃组合中所使用的水平(即通常50g/t)；b)由于前面的结果 显示<50g/t的D-912剂量不起作用，并且上限是未知的，因此延伸 该剂量到较高水平；和c)由于实施例5的结果显示在10-15g/t的PAX 剂量下镍黄铁矿和黄铜矿的回收率是充足的，因而不需要达到比正常 (即5g/t)高得多的剂量。

在采用高剂量D-912的一组(FD2、FD3、FD5和FD7)中，获得了具 有非常低的镍黄铁矿回收率(20～50％)的高精矿等级，这表明150g/t 的D-912水平太高。在采用高剂量PAX和低剂量D-912的另一组(FD8 和FD9)中，镍黄铁矿/磁黄铁矿选择性下降，从而导致低于目标的精 矿等级。使用在该范围的中间点处的剂量(FD1)产生了在这些极限值之 间的结果。可看出在10g/t PAX、50g/t D-912和15g/t DETA(FD6) 下，获得了良好的镍黄铁矿/磁黄铁矿选择性，且结果接近于 DETA/Na₂0₃基准的那些。在这些剂量下黄铜矿回收率也非常好(～90％)。

实施例6

对于中间体流的磁黄铁矿抑制的协同作用来说使用D-912、DETA 和Na₂S0₃的优化和重复试验

图6呈现了为了验证当一起使用D-912、DETA和Na₂S0₃时可重复 的协同作用(其在实施例5中得到证明)和优化化学品的剂量而进行 的优化试验和基准试验的结果。粗选机-精选机浮选工序与实施例3 中描述的相同。中间体流与实施例3中描述的相同。在表6中规定了 添加到精选机的化学品的剂量。由给出良好结果(FD6：采用15g/t DETA、50g/t D-912和10g/t PAX)的条件为起始，当排除D-912(T18558) 或DETA(T18560)或Na₂S0₃(T18612)时，镍黄铁矿/磁黄铁矿选择性不 如当一起使用所有化学品时那么好。

其它重复和优化的结果全部在相同的镍黄铁矿/磁黄铁矿选择性 范围内，这表明稳定的性能。可看出：a)将D-912剂量增加到75g/t 会降低镍黄铁矿和黄铜矿回收率少许百分点；b)将DETA剂量从15改 变到25，然后改变到35g/t没有影响回收率与选择性，因而优选较 低的DETA剂量(15g/t)；和c)略微降低PAX剂量(即从10到7.5g/t) 对结果没有显著影响。

实施例7

添加D-912、DETA和Na₂S0₃的顺序与方法的影响

图7呈现了评价添加化学品的顺序与方法的结果。中间体流与实 施例3中描述的相同。粗选机-精选机浮选工序与实施例3中的相同， 且采用下述条件：1)在调节下同时添加三种化学品(D-912、DETA和 Na₂S0₃)；2)按顺序添加Na₂S0₃、DETA和D-912且对于每一次添加来说 具有一个调节时间；3)将DETA和D-912预混合成一种溶液，并在调节 下将其作为单一试剂与Na₂S0₃添加到浆液内；和4)将DETA、D-912和 Na₂S0₃预混合成一种溶液，并在调节下将其作为单一试剂添加到浆液 内。

在表7中总结了在精选机中的化学品添加和添加方法的条件。

采用添加化学品的各种方法获得的结果的差别不显著，因为所有 结果显示良好的选择性。分别添加三种化学品的优点是能单独调节每 一种剂量。使用预混合溶液给出用于布置化学品储存罐和传输管线的 比较简单的方案，当条件完全建立时，这是良好的。

实施例8

对于另一中级品流来说采用D-912、DETA和Na₂S0₃的磁黄铁矿抑 制的协同作用

图8A和8B呈现了显示在中级品流中添加D-912、Na₂S0₃和DETA 对磁黄铁矿的抑制的影响的结果。使用含有1.0％Cu(2.7％黄铜矿)、 2.0％Ni(4.3％镍黄铁矿)、44.6％Fe(65.7％磁黄铁矿)和27.3％岩石 的中级品原料，进行两段粗选机-精选机浮选试验。在表8中总结了在 粗选机和精选机段内的化学品添加。

图8A呈现了通过仅将抑制剂添加到粗选机段内获得的结果。与仅 采用PAX的情况(T20013)相比，添加D-912导致显著降低的磁黄铁矿 回收率。将D-912和Na₂S0₃(T20027)组合对磁黄铁矿抑制的影响不如 当一起使用D-912、Na₂S0₃和DETA时(T20030)那么好。来自采用这三 种化学品的试验的结果较接近于DETA/Na₂S0₃基准(T20016)，但具有低 得多的DETA添加(～40％DETA)。

图8B呈现了通过将抑制剂添加到粗选机和精选机段二者内获得 的结果。当使用三种化学品(D-912、DETA和Na₂S0₃)的组合时，将足量 的D-912添加到粗选机段内是最关键的。如果在粗选机段内这一剂量 不是足够高(即<75g/t D-912)，那么出现很少的磁黄铁矿抑制。在粗 选机段内采用高剂量D-912的情况下，将较多D-912添加到精选机段 内可进一步改进镍黄铁矿/磁黄铁矿选择性。总之，在高磁黄铁矿中级 品流的浮选中，需要充足剂量的D-912、DETA、Na₂S0₃和PAX以实现良 好的镍黄铁矿/磁黄铁矿选择性。

实施例9

通过使用D-912、DETA和Na₂S0₃的组合降低工艺用水中DETA、Cu 和Ni的残留量

图9A和9B阐述了使用在实施例5和6中鉴定的新型抑制剂混合 物分别对精矿和尾矿水的品质的影响。使用实施例3中描述的工序， 在与实施例1中所使用的相同镍-铜矿石上进行两个粗选机-精选机浮 选试验。使用“基准”条件，采用50g/t DETA、200g/t Na₂S0₃进行 第一试验。使用新的条件，采用50g/t D-912、15g/t DETA和200g/t Na₂S0₃进行第二试验。前面示出了这两组条件，导致了类似的浮选冶 金学。在浮选之后，收集来自每个试验的精矿和尾矿水，并分析残留 的DETA、Cu和Ni。在表9中总结了分析结果。可清楚地看出使用D-912、 DETA和Na₂S0₃的新混合物获得的DETA、Cu和Ni降低的残留水平。

已知不同的尾矿固体各自具有稳定地吸附DETA的特定能力。表9 中给出的结果验证了通过使用D-912、DETA和Na₂S0₃的组合与降低的 DETA剂量，可显著降低工艺用水中DETA的残留量。这种量的DETA可 吸附在尾矿固体上，而对废水处理工厂没有任何负面影响。