钙矿浮选（硫化铜矿浮选一般过程）

按选别的有用成分不同，硫化铜矿可分为如下几类：

(1)单一铜矿。其矿石比较简单，可以回收的有价成分只有铜。脉石主要是石英、硅酸盐类和碳酸盐类。

(2)铜硫矿。这种矿石除铜矿物外，还有硫化铁的矿物可以回收。硫的主要矿物是黄铁矿。这种矿石称为含铜黄铁矿。

(3)铜硫铁矿。其矿石中除铜矿物和黄铁矿可以回收外，还有值得回收的磁铁矿。

(4)铜钼矿。这种矿石的有用成分除铜矿物外，还含有辉钼矿。有的矿石除铜钼以外，尚有磁铁矿和黄铁矿可以回收。

(5)铜镍矿。其有用成分除铜矿物以外，还有含镍的矿物，如硫化镍矿和含镍的黄铁矿、磁黄铁矿等。

(6)铜钴矿。其有用成分除铜矿物以外，还有含钴的黄铁矿。将后者选出即为钴精矿。

主要硫化铜矿物、铁矿物及其可浮性

黄铜矿(CuFeS2)含Cu34.57%，是主要铜矿物。黄铜矿在中性及弱碱性介质中，能较长时间保持其天然可浮性，但在强碱性(pH>10)介质中，由于表面结构受OH-侵蚀，形成氢氧化铁薄膜，其天然可浮性下降。在矿床表层的黄铜矿，因长期受氧化，硬度变小，易过粉碎，所以其可浮性变差。

浮选黄铜矿最常用的捕收剂是黄药和黑药。近年来也用硫氮类及硫胺酯。在国外，有人用异硫脲盐、丁黄烯酯等取代黄药浮选黄铜矿。

黄铜矿在碱性介质中，易受氰化物及氧化剂的作用而受到抑制。例如，在铜铅分离时，常用氰化物抑制黄铜矿;铜钼分离时，使用氧化剂使黄铜矿受抑制的方法，已得到广泛应用。有时用铜盐(如硫酸铜)活化被抑制的黄铜矿。

辉铜矿(Cu2S)含Cu79.8%，是最常见的次生硫化铜矿物，性脆，容易过粉碎泥化。国外许多大型斑岩铜矿的铜矿物为辉铜矿。辉铜矿的捕收剂主要是黄药。它在酸性和碱性介质中，都有较好的可浮性。由于辉铜矿中铜硫结晶的晶格能较小，铜离子半径小，硫离子半径大，易于暴露受到氧化，所以辉铜矿比黄铜矿易氧化。氧化以后，有较多的铜离子进入矿浆。这些铜离子的存在，会活化其他矿物，或者消耗药剂，造成分选的困难。

辉铜矿的抑制剂是Na2S03、Na2S203、K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6，大量的Na2S对辉铜矿也有抑制作用。氰化物对辉铜矿的抑制作用较弱，这是因为辉铜矿表面铜离子不断溶解且与氰化物作用，因而使氰化物失效。只有不断加入氰化物，才能达到抑制的目的。

斑铜矿(Cu5FeS4)化学成分不固定，按分子式计算含Cu63.3%，有原生、次生两种。斑铜矿的表面性质及可浮性，介于辉铜矿和黄铜矿之间。用黄药作捕收剂时，在酸性及弱碱性介质中均可浮，当pH>10以后，其可浮性下降。在强酸性介质中，其可浮性也显着变坏，容易受氰化物抑制。

其他硫化铜矿物，如铜蓝(CuS)，铜蓝的可浮性与辉铜矿相似。砷黝铜矿3Cu2S·As2S3，属原生铜矿。它是等轴晶系结晶，实际上不解离，有很多同分异构体，硬度小，脆性高，容易过磨泥化。用丁黄药浮选砷黝铜矿时，最适宜的pH是11～12。介质调整剂用碳酸钠比用石灰好，因为当游离CaO高于400g/m3时，对砷黝铜矿有抑制作用。在硫化钠用量较低(30mg/L)时，由于硫化了氧化的表面，则可以改善其可浮性，但提高用量，可以完全抑制砷黝铜矿的浮选。

对硫化铜矿物的可浮性，可以归纳出如下几条规律：

(1)凡是不含铁的矿物，如辉铜矿、铜蓝，可浮性相似，氰化物、石灰对它们的抑制作用较弱。

(2)凡是含铁的铜矿物，如黄铜矿、斑铜矿等，在碱性介质中，易受氰化物和石灰的抑制。

(3)黄药类捕收剂，主要与阳离子Cu2 起化学吸附，所以表面含Cu2 多的矿物，与黄药作用强。作用强弱的次序为：辉铜矿>铜蓝>斑铜矿>黄铜矿。

(4)硫化铜矿物的可浮性，还受到结晶粒度、嵌布粒度和原生、次生等因素的影响。结晶及嵌布过细的，比较难浮。次生硫化铜矿容易氧化，比原生铜矿难浮。

几乎所有的硫化铜矿石都有含铁的硫化物，所以在某种意义上说，硫化铜矿的浮选实质上是硫化铜与硫化铁的分离。铜矿石中常见的硫化铁矿物有黄铁矿和磁黄铁矿。

黄铁矿(FeS2)含S53.4%，在硫化矿中分布很广，几乎各类矿床中都有。由于黄铁矿是制硫酸的主要原料，所以习惯上常把黄铁矿精矿称为硫精矿。

黄铁矿在酸性、中性及弱碱性矿浆中都可以用黄药作捕收剂。经过酸(硫酸、盐酸)处理的黄铁矿可浮性很好(用黄药时，pH=4.5最好)。在pH=7～8的弱碱性矿浆中，用黄药捕收也是工业上经济有效的方法。对黄铁矿的捕收力，黑药比黄药弱。

黄铁矿的抑制剂是氰化物和石灰。黄铜矿、闪锌矿与黄铁矿的分离，主要是用石灰作黄铁矿抑制剂。被抑制的黄铁矿，可用硫酸降低pH进行活化，也可用碳酸钠或二氧化碳活化。活化时常加硫酸铜。

磁黄铁矿(Fe5S6～Fe16S17)其含硫量一般比黄铁矿低。容易氧化和泥化，是比较难浮的硫化铁矿物。

在碱性和弱酸性矿浆中浮磁黄铁矿，要先用Cu2 离子活化，或用少量硫化钠活化，再用高级黄药捕收。

磁黄铁矿的抑制剂有石灰、氰化物和碳酸钠等。在特殊情况下，可用高锰酸钾，如毒砂或镍黄铁矿与磁黄铁矿分离时，可用高锰酸钾抑制磁黄铁矿，而用硫酸铜或硫化钠活化毒砂、镍黄铁矿。

磁黄铁矿在矿浆中氧化时，会消耗矿浆中的氧。而矿浆中的氧对硫化矿的浮选，是很重要的。矿石中有磁黄铁矿时，用黄药浮选其他硫化矿，在氧与磁黄铁矿反应之前，其他硫化矿不浮，而且只有矿浆中剩余有氧，使其他硫化矿表面部分氧化，才能使它们浮游。因此，矿石中有磁黄铁矿的硫化矿浮选时，矿浆搅拌充气调节显得十分重要。

磁黄铁矿的活化剂，还有硫酸铜加硫化钠、氟硅酸钠和草酸等。我国的矽卡岩型铜矿中，含硫矿物有很大一部分是磁黄铁矿。由于磁黄铁矿不易浮又兼有磁性，夹杂于磁选铁精矿中，所以它是造成铁精矿中含硫高的主要原因。

白铁矿(FeS2)化学成分与黄铁矿相同，但结晶不同。黄铁矿为等轴晶系，白铁矿是斜方晶系。

白铁矿可浮性与黄铁矿相似，但比黄铁矿好。几种硫化铁矿用黄药捕收的可浮性顺序是：白铁矿>黄铁矿>磁黄铁矿。

5.1.1.1铜硫矿浮选

铜硫矿是我国主要的铜矿类型之一。其矿床多属含铜黄铁矿床和含铜矽卡岩矿床，分布较广。如甘肃白银、湖北大冶、安徽铜陵、江西永平;武山、河北等地区都有这类矿床。铜硫矿有致密块状含铜黄铁矿和浸染状含铜黄铁矿两种。前者黄铁矿的含量高，后者黄铁矿的含量低。浮选这种矿石除了回收硫化铜以外，还要回收其中的硫化铁作为硫精矿。

影响含铜黄铁矿浮选的主要因素有：

(1)铜、铁硫化物的嵌布粒度和共生关系。一般黄铁矿的嵌布粒度较粗，而铜矿物特别是次生硫化铜矿，与黄铁矿共生密切，要磨到比较细时，才能使铜矿物与黄铁矿解离。可以利用这一特性。选出铜硫混合精矿，废弃尾矿，然后将混合精矿再磨再分离。

(2)次生硫化铜矿物的影响。次生硫化铜矿物含量高时，矿浆中铜离子增多，会使黄铁矿受到活化，增加铜硫分离的困难。

(3)磁黄铁矿的影响。磁黄铁矿含量高，会影响硫化铜矿物的浮选。磁黄铁矿氧化，消耗矿浆中的氧，严重时，浮选开始阶段铜矿物不浮。可以加强充气来改善这种情况。

A铜硫矿的浮选流程

其常用的浮选流程有三种：

(1)优先浮选。一般是先浮铜，然后再浮硫。致密块状含铜黄铁矿，矿石中黄铁矿的含量相当高，常采用高碱度(游离CaO含量>600～800g/m3)、高黄药用量的方法浮铜抑制黄铁矿。其尾矿中主要是黄铁矿，脉石很少，所以尾矿便是硫精矿。对于浸染状铜硫矿石，采用优先浮选流程，浮铜后的尾矿要再浮硫，为了降低浮硫时硫酸的消耗及保证安全操作，浮铜时，尽量采用低碱度的工艺条件。

(2)混合-分离浮选。对于原矿含硫较低，铜矿物易浮的铜硫矿石选用这种流程较有利。铜硫矿物先在弱碱性矿浆中进行混合浮选，混合精矿再加石灰在高碱性矿浆中进行铜硫分离。

(3)半优先混合-分离浮选。半优先混合-分离浮选是以选择性好的Z-200或OSN-43、酯-105等作为半优先浮铜作业的捕收剂，先浮出易浮的铜矿物，得到部分合格的铜精矿，然后再进行铜硫混合浮选，所得的铜硫混合精矿使用浮铜抑硫的分离浮选。这种分离流程，避免了高石灰用量下对易浮铜矿物的抑制，也不需耗大量硫酸活化黄铁矿。生产实践表明：这种流程结构合理，操作稳定，指标好，具有尽早回收目的矿物的特点。

就磨浮流程来说，对于难选铜矿石，采用阶段磨浮流程较为有利，如粗精矿再磨再选，混合精矿再磨再分离，中矿再磨单独处理等方法，广为国内外选厂所采用。

B铜硫分离方法

对铜硫矿石无论采用哪一种流程，都存在一个铜硫分离的问题，分离的原则一般是浮铜抑硫，即抑制黄铁矿。

(1)石灰法。用石灰抑制黄铁矿是铜硫分离的常用方法。采用石灰法进行铜硫分离时，矿浆的pH值或矿浆中的游离CaO含量能明显地影响分离效果。一般的规律是，处理含黄铁矿量多的致密块矿时，需加大量石灰，使矿浆中的游离CaO含量达到800g/m3左右才能抑制黄铁矿。对含黄铁矿少的浸染矿，用石灰控制矿浆0H值在9～12就能浮铜抑硫。有时为了避免石灰用量过大造成“跑槽”和精矿难以处理的毛病，可补加少量氰化物或者选用对黄铁矿捕收力弱的酯类捕收剂。

(2)石灰 亚硫酸盐法。这种方法是广泛使用的无氰抑制黄铁矿的方法。对于原矿含硫高或含硫虽然不高，但含泥高，或黄铁矿活性较大不易被石灰抑制的铜硫矿石，可采用石灰加亚硫酸盐抑制黄铁矿进行铜硫分离的方法。此法的关键是要根据矿石性质控制合适的矿浆pH值及亚硫酸盐(或SO2)的用量，并注意适当加强充气搅拌。有的实验研究指出：在pH=6.5～7的弱酸性介质中，采用石灰加亚硫酸盐法抑制黄铁矿较有效。石灰加亚硫酸盐法与石灰法比较，具有操作稳定、铜的指标好、硫酸等活化剂用量低的优点。

(3)石灰 氰化物法。对于浮游活性大的黄铁矿，用石灰加氰化物法抑制是有效的，但由于氰化物有毒，会污染环境，故人们力图用石灰加亚硫酸法取代之。

在铜硫分离浮选中，采用选择性好的捕收剂，不仅可以减少抑制剂和活化剂用量，而且操作稳定。

C铜硫矿浮选实例

某矿床属于变质火山岩系中的黄铁矿型多金属矿床，矿石类型较复杂，按结构构造可分为浸染状、致密块状、半块状三种，以前两种为主。

主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿，铜蓝、辉铜矿及闪锌矿。块状矿石中黄铁矿含量占85%以上。主要脉石矿物有石英、绿泥石和绢云母。有用矿物间结构复杂，嵌布关系多种多样，但主要金属矿物和脉石的关系较简单。铜矿物呈中细粒嵌布。黄铁矿常以自形晶、半自形晶和粒状集合体产出，嵌布粒度在0.1～0.5mm之间，部分与黄铜矿致密共生。

入选矿石按块状含铜黄铁矿石、浸染状铜硫矿石及块状铜锌黄铁矿石三大类，分别用不同的工艺流程及条件进行分选。这节只介绍铜硫矿石的浮选方法。

块状含铜黄铁矿石经两段连续磨矿至80%-0.074mm，进行浮选(一粗一扫三精)，用石灰作黄铁矿的抑制剂，在高碱度(含游离CaOS00～1000g/m3)下，用丁黄药和松醇油浮铜，尾矿即为硫精矿。

当浸染状铜硫矿与块状含铜黄铁矿同时处理时，选厂采用“掺矿法”处理这两类矿石：即在低碱度(含游离 Ca050～100g/m3)矿浆条件下，从浸染状铜矿石中选出铜硫混合精矿，加入块状矿石的磨矿作业中，在高碱度矿浆条件下，与块状矿石一起进行铜硫分离，选出铜精矿与硫精矿。从流程效果分析，它具有分支串流的实质。其主要特点是，流程简单，操作方便，节省药剂。

有时处理单一浸染状铜硫矿石采用低钙、低药(亏量加药)优先浮选粗精矿再磨的流程。

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