硅质脉石型氧化铜是以硅孔雀石为主要铜矿物载体,并与石英、玉髓等硅酸盐脉石紧密共生的特殊氧化铜矿石类型。这类矿石的形成通常经历了长期的地表风化过程,原生硫化铜矿物在氧化带中逐渐转变为次生氧化矿物,并与硅质脉石形成复杂的嵌布结构,其浮选回收面临诸多技术瓶颈。现有研究虽已取得一定进展,但工业应用仍存在不少问题,主要表现在哪些方面?
首先,水化膜屏障:硅孔雀石表面的羟基密度高达8-10个/nm²,远高于孔雀石(3-5个/nm²),形成厚度达10-15 Å的稳定水化膜,阻碍捕收剂分子接近表面活性位点;
其次,细泥罩盖效应:磨矿过程中产生的-20 μm矿泥(占比>30%)会覆盖在粗粒矿物表面,形成物理屏障。研究表明,当矿泥覆盖率>60%时,铜矿物可浮性下降40%以上;
第三,药剂非选择性吸附:矿泥具有巨大比表面积(>5m²/g),无选择性地吸附硫化钠、捕收剂等药剂。工业数据显示,矿泥可消耗高达70%的硫化钠用量。高含泥量导致矿浆粘度增加,气泡尺寸增大,矿粒-气泡碰撞概率显著降低;
此外,硅质脉石型氧化铜浮选对过程参数极为敏感:最佳浮选pH范围为5.0-5.5,超出此范围回收率急剧下降。需多段添加硫化剂、捕收剂和调整剂,各段浓度和时序要求严格。例如,硫化钠需分4-6段添加,每段间隔2-3分钟。
有没有一些更好的办法可以逐步解决这些麻烦?
针对上述难题,发展了多维度创新技术,从表面改性、矿泥抑制等方面实现突破。
1、在磨矿阶段添加疏水性纳米二氧化硅(粒径20-50 nm),选择性包覆硅质脉石表面,降低其水化性。中试表明,此法可减少矿泥罩盖效应,铜回收率提高12%;
2、采用两段水力旋流器(一段D=250mm,二段D=50mm)与螺旋分级机组合,脱除-10μm矿泥。云南某矿应用后,矿泥含量从35%降至18%,药剂消耗降低30%;
3、使用浮选-浸出耦合,浮选精矿采用氨浸-萃取处理,回收结合铜,某矿应用后,总铜回收率从单一浮选的62%提升至88%;也可采取磁选-浮选联合,先弱磁选回收磁性铁矿物,减少其对浮选的干扰。尾矿再浮选铜,使铜精矿品位提高3-5个百分点;
4、加入中国选矿药剂网特别研制的DF388型氧化铜矿捕收剂,捕收力极强和良好选择性,有效活性达80%~85%,配合11、AT、35T型捕收剂(100g-200g)效果更佳。
DF388型氧化铜矿捕收剂系孤对氮结构的高效螯合作用,兼有气泡功能,呈油状液体,刺鼻性味道;用量在30g—100g/T,使用时配水3%或10%浓度,分段加入,浮选效果明显。
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