氧化銅作為一種重要的銅礦資源,其礦物種類(lèi)繁多,包括孔雀石、藍(lán)銅礦、赤銅礦、礬類(lèi)礦物和硅孔雀石等,通常由硫化銅經(jīng)過(guò)緩慢氧化變質(zhì)而成。由于氧化銅礦結(jié)構(gòu)松散、粒度分布不均、含水含泥較多且伴生多種組分,其選礦過(guò)程較為復(fù)雜。
為提高礦產(chǎn)資源利用率并滿足市場(chǎng)需求,目前選礦廠主要采用浮選法處理氧化銅礦石,浮選法無(wú)法滿足要求時(shí)則輔以化學(xué)選礦法。根據(jù)所使用的浮選藥劑不同,常見(jiàn)的氧化銅浮選方法包括硫化浮選法、脂肪酸浮選法、胺類(lèi)浮選法、乳濁液浮選法以及螯合劑-中性油浮選法。
1、氧化銅硫化浮選法
氧化銅硫化浮選法主要用于處理氧化銅礦和混合銅礦,分為直接硫化浮選法和水熱硫化浮選法兩大類(lèi)。
(1)直接硫化浮選法
將磨細(xì)后的礦漿中氧化銅礦物先用硫化劑(如硫化鈉、硫化氫、硫化鈣)在適度的ph條件下進(jìn)行硫化反應(yīng);同時(shí),由于硫化劑易于氧化且作用時(shí)間短,所以應(yīng)采取分步添加,并配合硫酸銨和硫酸鋁等藥劑促進(jìn)氧化礦物的硫化,從而顯著改善浮選效果。
硫化完成后,再加入包括高級(jí)黃藥、乙基黃藥、黑藥、脂肪酸等在內(nèi)的捕收劑進(jìn)行浮選,從而實(shí)現(xiàn)礦物的富集。該工藝主要針對(duì)銅的碳酸鹽礦物,如孔雀石、藍(lán)銅礦和赤銅礦,但對(duì)于硅孔雀石則需要先進(jìn)行特殊預(yù)處理,否則硫化效果將大打折扣甚至無(wú)法硫化。
(2)水熱硫化浮選法
在常規(guī)硫化浮選基礎(chǔ)上的延伸與強(qiáng)化,其核心在于利用熱壓條件下強(qiáng)化礦石的預(yù)先硫化過(guò)程,即在高溫高壓下讓硫與氧化銅充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成穩(wěn)定且易選的人造硫化銅礦物,并在溫水中完成浮選回收。這一方法不僅工藝簡(jiǎn)單、回收率高,還能有效克服細(xì)泥對(duì)浮選過(guò)程的不利影響,但對(duì)溫度要求極高,燃料消耗大且硫化時(shí)間較長(zhǎng)。
2、氧化銅脂肪酸浮選法
氧化銅脂肪酸浮選法,也稱直接浮選法,主要適用于脈石非碳酸鹽類(lèi)的氧化銅礦物,該方法采用脂肪酸及其皂類(lèi)作為捕收劑進(jìn)行浮選,在浮選過(guò)程中通常需添加脈石抑制劑(水玻璃、磷酸鹽)及礦漿調(diào)整劑(碳酸鈉)等,以優(yōu)化浮選環(huán)境。脂肪酸類(lèi)捕收劑對(duì)孔雀石和藍(lán)銅礦具有良好的捕收能力,尤其是烴鏈較長(zhǎng)的脂肪酸,其捕收能力更強(qiáng)。然而,該方法選擇性較差,并且容易受溫度影響,因脂肪酸具有較高的凝固點(diǎn),尤其是高級(jí)脂肪酸,在礦漿中難以分散和溶解。通常采用混合脂肪酸,而非單一脂肪酸,以提高浮選效果。但若脈石中含有大量鐵、錳等礦物,則選礦指標(biāo)會(huì)變差,且礦泥的存在也容易導(dǎo)致脂肪酸失效,從而影響浮選效果。
3、氧化銅胺類(lèi)浮選法
胺類(lèi)浮選法(又稱陽(yáng)離子捕收劑浮選法)是有色金屬氧化礦常用的選礦方法,特別適用于氧化銅礦中的藍(lán)銅礦、孔雀石和氯銅礦,同時(shí)也可用于鉛、鋅礦物的選別。該工藝主要以胺類(lèi)捕收劑為主,具有捕收能力強(qiáng)、浮選速度快和回收率高等優(yōu)點(diǎn),能夠有效浮選孔雀石和藍(lán)銅礦。
由于胺類(lèi)藥劑對(duì)部分脈石礦物也具有捕收作用,因此在選別前常需進(jìn)行預(yù)先脫泥處理,以防止脈石干擾。但對(duì)于泥質(zhì)氧化銅礦,預(yù)先脫泥可能會(huì)引起銅流失,選擇此法的前提是必須先尋找合適的脈石抑制劑,如海藻粉、木素酸鹽(或纖維素木素磺酸鹽)和聚丙烯酸等。
此外,為了提高選別效果,通常建議在使用胺類(lèi)捕收劑前對(duì)礦石進(jìn)行硫化處理或添加適量的非離子型添加劑。需要注意的是,盡管該方法浮選效率高,但浮選泡沫難以消散、藥劑價(jià)格昂貴且對(duì)礦泥敏感,因此在實(shí)際應(yīng)用前應(yīng)先進(jìn)行充分的選礦試驗(yàn)以確定工藝的適用性。
4、氧化銅乳濁液浮選法
乳濁液浮選法主要將氧化銅礦物進(jìn)行硫化處理,使其表面具備親油性;隨后,加入有機(jī)銅配合劑(如苯并三唑、甲苯酰三唑、巰基苯并噻唑、二苯胍等),進(jìn)一步穩(wěn)定礦物的親油表面;并且利用非極性油乳濁液(如汽油、煤油、柴油等)覆蓋礦物表面,使其形成強(qiáng)疏水性的可浮狀態(tài),從而增強(qiáng)礦物與氣泡的黏附性,實(shí)現(xiàn)有效分選。此外,為提高選擇性,還需添加丙烯酸聚合物和硅酸鈉等選擇性抑制劑,以抑制脈石礦物的浮選,提高精礦品位。
5、鰲合劑浮選法及鰲合劑–中性油浮選法
鰲合劑浮選法及鰲合劑–中性油浮選法,是一種采用螯合劑或螯合劑與中性油聯(lián)合組成捕收劑體系對(duì)氧化銅礦進(jìn)行浮選的工藝,主要針對(duì)難選氧化銅礦物(如硅孔雀石)。該方法具有選擇性高、捕收效果好和分選指標(biāo)優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)能顯著降低藥劑消耗。
螯合劑在浮選過(guò)程中不僅作為捕收劑和活化劑發(fā)揮作用,而且通過(guò)選擇性地與礦物表面的銅離子反應(yīng)生成親油性、疏水的螯合物,再借助中性油使該螯合物隨油分上浮,從而實(shí)現(xiàn)快速、富集率高的浮選效果,同時(shí)還能大幅減少硫化鈉的用量。
對(duì)于氧化銅礦而言,其浮選技術(shù)較為復(fù)雜,涉及捕收劑的選擇、礦漿ph值調(diào)控、活化劑的應(yīng)用以及混合用藥策略等多個(gè)環(huán)節(jié)。因此建議先進(jìn)行選礦試驗(yàn)。通過(guò)綜合分析不僅能優(yōu)化工藝參數(shù),還可實(shí)現(xiàn)氧化銅礦的高效回收,實(shí)現(xiàn)提升資源利用率和經(jīng)濟(jì)效益。