创刊于1987年, 双月刊
主管:

江西理工大学

主办:

江西理工大学
江西省有色金属学会

ISSN:1674-9669
CN:36-1311/TF
CODEN YJKYA9

某含金银铜硫矿石的低碱铜硫分离与伴生金银综合回收

邱廷省, 董浩, 严华山, 吴昊

邱廷省, 董浩, 严华山, 吴昊. 某含金银铜硫矿石的低碱铜硫分离与伴生金银综合回收[J]. 有色金属科学与工程, 2021, 12(5): 81-88. DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2021.05.010
引用本文: 邱廷省, 董浩, 严华山, 吴昊. 某含金银铜硫矿石的低碱铜硫分离与伴生金银综合回收[J]. 有色金属科学与工程, 2021, 12(5): 81-88. DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2021.05.010
QIU Tingsheng, DONG Hao, YAN Huashan, WU Hao. Separation of low alkali copper and sulfur and comprehensive recovery of associated gold and silver from a gold, silver, copper and sulfur ore[J]. Nonferrous Metals Science and Engineering, 2021, 12(5): 81-88. DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2021.05.010
Citation: QIU Tingsheng, DONG Hao, YAN Huashan, WU Hao. Separation of low alkali copper and sulfur and comprehensive recovery of associated gold and silver from a gold, silver, copper and sulfur ore[J]. Nonferrous Metals Science and Engineering, 2021, 12(5): 81-88. DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2021.05.010

某含金银铜硫矿石的低碱铜硫分离与伴生金银综合回收

基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 5197040648

详细信息
    通讯作者:

    邱廷省(1962—),男,教授,博士生导师,主要从事矿物加工工程、离子型稀土绿色提取的研究工作。E-mail:qiutingsheng@163.com

  • 中图分类号: TD952

Separation of low alkali copper and sulfur and comprehensive recovery of associated gold and silver from a gold, silver, copper and sulfur ore

  • 摘要: 某含金银铜硫矿石中铜、硫、金、银品位分别为0.70%、4.76%、0.10 g/t和3.78 g/t,针对现场高碱工艺存在的伴生金银损失率高等问题,以该矿石为研究对象,采用低碱度条件下“铜快速浮选—铜尾活化选硫”的工艺流程进行了系统的浮选试验研究。闭路试验结果表明,最终可获得铜品位为24.28%、回收率为91.93%的铜精矿以及硫品位为45.54%、回收率为44.76%的硫精矿。其中61.51%的金和63.86%的银在铜精矿中获得富集,浮选指标较好, 在低碱条件下原矿实现了有价金属的综合回收。
    Abstract: The grade of copper, sulfur, gold and silver in a gold-silver-copper-sulfur ore is 0.70%, 4.76%, 0.10g/t and 3.78g/t, respectively. The ore was taken as the research object in this paper where flotation experiments were systematically carried out with the process of "copper rapid flotation-copper tail activation sulfur separation" under the condition of low slurry alkalinity to reduce the high loss rate of associated gold and silver which was a problem encountered in actual production with high pulp alkalinity process. The closed-circuit test results showed that the copper concentrate and sulfur concentrate could be obtained. The former has copper grade of 24.28% with recovery of 91.93% and the latter has sulfur grade of 45.54% with recovery of 44.76%. Copper concentrate was enriched in 61.51% of gold and 63.86% of silver with good flotation index, and comprehensive recovery of valuable metals was realized in raw ore under low alkali condition.
  • 在开采地下矿产资源的过程中,通常会形成形态各异、大小不一的空区,这些不规则复杂空区不仅直接威胁着井下设备和作业人员的安全,而且关系到矿山能否安全高效地回收地下矿产资源,因此对空区的空间形状、即时状态进行精密探测以及后期安全治理显得尤为重要,然而传统的空区探测方法,如高密度电阻率法、探地雷达法等探测深度和精度有限,过程繁琐,可视化程度低.

    3D激光探测法是目前国际上广泛使用的一种新型空区探测方法,该方法是利用激光的高精确性对地下空区的位置、大小进行三维探测.C-ALS是一种用于探测地下空区的新型3 D激光探测技术,该探测系统可以迅速记录与目标物相关的三维数据信息,通过数据遥感勘测系统将所测得的数据输送到主控装置,同时利用计算机对数据进行获取和管理,再利用软件编辑和处理数据,构建空区三维模型,在此基础上,可以计算空区的体积、采场超欠挖量以及导入到数值模拟软件中进行稳定性分析,为空区有效治理提供了技术依据.

    本文以龙桥铁矿的0~2线空区为工程背景,采用三维激光探测系统(C-ALS)进行了激光扫描,获得该空区的原始点云数据,同时借助Surpac矿业建模软件对原始数据进行处理以构建该空区的三维空间模型,准确地获取了其形状、空间位置、体积大小、暴露面积等信息,进而对相关数据进行了处理,并分析了顶板覆岩冒落高度及其原因.

    三维激光探测系统(C-ALS)是英国Measurement Devices Limited公司生产的一种新型的采空区探测设备,该设备主要用于探测地下矿山隐伏空区,目前在国际上得到了广泛使用,由于其探头直径较小,仅为50 mm,故可以伸入地表直通地下空区的钻孔进行探测.

    C-ALS主要由激光扫描探头、标准加长杆、钻孔摄像头、电源、电缆和计算机控制软件等构成,如图 1所示;其中计算机控制软件为C-ALS自带的软件CavityScan,它不仅可以处理空区探测后产生的原始数据,并且可以将其导入到CAD和其他建模软件中进行处理.

    图  1  C-ALS系统基本构成

    C-ALS探测系统采用激光测距的原理,扫描探头内置一个激光扫描仪,扫描仪发射脉冲激光,激光依次扫过空区后到达空区壁后被发射返回,返回的时间通过高精度的计时器记录下来,然后通过微处理器利用该时间自动计算出距离,设该距离值为s,每个激光脉冲横向扫描角度为α,纵向扫描角度θ,由此可得到每个三维激光测点坐标的计算公式[1-9],如图 2所示.

    图  2  3D激光探测原理

    激光扫描探头伸入空区后可以上下180°、水平360°旋转,达到对空区完整扫描的目的.系统测量范围0.5~150 m,精确度为(±)5 cm,水平和垂直角精确度为0.1°,数据捕捉率为200点/s.C-ALS主要有3种扫描类型:单水平切面扫描、水平扫描和垂直扫描,其工作原理如图 3所示.

    图  3  C-ALS探测系统工作原理

    (1)设备架设.根据龙桥铁矿采空区现场情况,扫描探杆水平放置,扫描头朝向与0~2线联络巷平行,并设计了3根2 m长的连接杆,尽量将扫描探头伸入采空区,避免出现扫描盲区,空区探测位置和设备架设现场分别如图 4图 5所示.

    图  4  -355 m中段0~2线联络道空区探测位置
    图  5  空区现场探测设备架设

    (2)空区探测.设备架设妥当之后,连接系统元件并接通激光发射装置的电源,打开计算机控制软件,根据扫描需要选择扫描类型、设置初始扫描角度和探头一次抬升的角度,准备就绪后就可以进行探测了,探测现场如图 6所示.

    图  6  C-ALS空区探测现场

    (3)探头定位.为了精确每个扫描点的坐标,需测定扫描探头的坐标及加长杆件的方位角,由于探测时没有探测扫描头坐标与扫描探杆的方位角,因此,本次探测时默认扫描头坐标为X=1000, Y=1000, Z=100.

    在采空区现场探测获得原始数据后,需在探测系统自带的软件CavityScan中将“.mdl”格式的原始数据转换为“.dxf”或“.str”格式的文件,然后将其导入到Surpac、Datemine、Dimine等建模软件中构建空区三维实体模型[10-13].本论文采用三维可视化程度高的Surpac软件来构建空区三维实体模型,采空区三维建模技术流程如图 7所示.

    图  7  采空区三维建模技术流程图

    由于扫描现场条件制约,空区形状不规则,采场内矿堆太高,视野不够开阔,致使扫描空区有部分盲区,但不影响空区大致轮廓,将扫描数据导入Surpac软件构建采空区三维立体模型如图 8所示.

    图  8  空区模型三维实体图

    探测结果在Surpac中构建的三维实体模型,通过有效性验证后就可以求出采空区的体积,其计算结果如图 9所示.

    图  9  空区体积计算结果

    由空区实体报告可知,空区体积为17607 m3,空区高度最高达45.451 m,结合该空区采矿活动历史沿革,首采层位于-320 m分层,采用浅孔爆破,分层高度大约为7 m,本次测试的水平标高为-355 m,依次推论此空区的高度理论值约为40 m以上,与空区实测值基本接近,这说明该区段空区顶板覆岩基本没有冒落,其主要原因是:该区段空区暴露的倾向跨度值较小,至今仍未满足空区顶板覆岩冒落的临界跨度.

    (1)三维激光探测系统(C-ALS)对不规则空区进行的探测,能够准确地扫描出空区的实际构造状况,根据扫描得到的三维点云数据可借助矿业建模软件进行处理,从而得到空区的三维表面模型,使得地下不明空区可视化,提高了空区探测数据的可靠性和实用性,为矿山的持续安全开采提供了详尽的信息.

    (2)龙桥铁矿的0~2线空区进行无损探测的结果表明:实测空区的高度与理论推测值基本接近,该区段空区顶板覆岩基本没有冒落,其主要原因是,该区段空区暴露的倾向跨度值较小,至今仍未满足空区顶板覆岩冒落的临界跨度.

  • 图  1   铜粗选试验流程

    Fig  1.   Flow chart of copper roughing test

    图  2   磨矿细度对铜粗选指标的影响

    Fig  2.   Effect of grinding fineness on copper roughing index

    图  3   捕收剂种类对铜粗选指标的影响

    Fig  3.   Effect of collector types on copper roughing indexes

    图  4   m(LG-02)与m(BK905)的比值对铜粗选指标的影响

    Fig  4.   Effect of ratio between m(LG-02) and m(BK905) on copper roughing index

    图  5   LG-02与BK905组合捕收剂用量对铜粗选指标的影响

    Fig  5.   Effect of collector dosage of LG-02 and BK905 on copper roughing index

    图  6   石灰用量对铜粗选指标的影响

    Fig  6.   Effect of lime dosage on copper roughing index

    图  7   快浮时间对铜粗选指标的影响

    Fig  7.   Effect of fast float time on copper roughing index

    图  8   硫粗选试验流程

    Fig  8.   Flow chart of sulfur roughing test

    图  9   丁基黄药用量对硫浮选指标的影响

    Fig  9.   Effect of Butyl Xanthate dosage on sulfur flotation indexes

    图  10   闭路试验流程

    Fig  10.   Flowsheet of the closed-circuit test

    表  1   原矿主要化学成分分析结果

    Table  1   The analysis results of chemical multi-elements for the ore

    下载: 导出CSV

    表  2   原矿主要矿物组成及其相对含量

    Table  2   Relative content of mineral composition for the ore

    下载: 导出CSV

    表  3   原矿铜矿物组成及相对含量

    Table  3   Composition and relative content of copper minerals in raw ore

    下载: 导出CSV

    表  4   原矿硫矿物组成及相对含量

    Table  4   Sulfur mineral composition and relative content of raw ore

    下载: 导出CSV

    表  5   闭路试验结果

    Table  5   Test results of closed-circuit

    下载: 导出CSV
  • [1] 田尤, 杨为民, 申俊峰, 等. 中国铜资源产业形势分析及发展对策建议[J]. 资源与产业, 2015, 17(4): 100-105. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZIYU201504020.htm
    [2] 顾晓薇, 胥孝川, 王青, 等. 世界铜资源格局[J]. 金属矿山, 2015(3): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1671-8550.2015.03.004
    [3] 周平, 唐金荣, 施俊法, 等. 铜资源现状与发展态势分析[J]. 岩石矿物学杂志, 2012, 31(5): 750-756. doi: 10.3969/j.issn.1000-6524.2012.05.013
    [4] 张峰, 马洪云, 沙景华. 基于情景分析法的2020年我国铜资源需求预测[J]. 资源与产业, 2012, 14(4): 30-35. doi: 10.3969/j.issn.1673-2464.2012.04.006
    [5] 陈甲斌, 梁振杰, 高鹏. 中国铜资源现状与发展战略研究[J]. 世界有色金属, 2005(12): 8-11. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-COLO200512002.htm
    [6] 彭俊波. 城门山铜矿低碱度铜硫分离试验研究[J]. 有色金属(选矿部分), 2011(1): 19-23. doi: 10.3969/j.issn.1671-9492.2011.01.005
    [7] 邹坚坚, 胡真, 李汉文. 高效捕收剂ZA在铜硫分离浮选中的应用[J]. 金属矿山, 2015(6): 87-91. doi: 10.3969/j.issn.1001-1250.2015.06.019
    [8] 李宗站, 刘家弟, 王振玉, 等. 国内铜硫浮选分离研究现状[J]. 金属矿山, 2010(7): 67-70. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS201007023.htm
    [9] 胡文英, 伍红强. 某高硫铁铜矿石铜硫选矿试验[J]. 金属矿山, 2018(7): 98-103. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS201807019.htm
    [10] 袁艳, 李国栋, 郭海宁. 甘肃某低品位难选铜硫矿选矿试验[J]. 金属矿山, 2012(9): 61-64. doi: 10.3969/j.issn.1001-1250.2012.09.016
    [11] 张豪, 叶国华, 陈子杨, 等. 含金银复杂多金属高硫铜矿粗矿再磨浮选回收铜金银硫[J]. 矿冶, 2021, 30(1): 11-15. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KYZZ202101003.htm
    [12] 李晓波, 夏国进, 余夏静, 等. 某复杂铜硫矿低碱度铜硫分离的工艺研究[J]. 矿冶工程, 2011, 31(4): 59-62. doi: 10.3969/j.issn.0253-6099.2011.04.016
    [13] 邱廷省, 徐其红, 匡敬忠, 等. 某复杂硫化铜矿铜硫分离试验研究[J]. 矿冶工程, 2011, 31(2): 45-48. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KYGC201102015.htm
    [14] 余新阳, 周源, 钟宏. 低碱度铜硫分离抑制剂及抑制机理的研究[J]. 金属矿山, 2008(9): 65-67. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS200809024.htm
    [15] 王世辉, 叶雪均. 某难选铜矿石铜硫浮选分离试验[J]. 有色金属(选矿部分), 2007(5): 17-19. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXK200705006.htm
    [16] 李晓波, 夏国进, 余夏静, 等. 某复杂铜硫矿低碱度铜硫分离的工艺研究[J]. 矿冶工程, 2011, 31(4): 59-62. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KYGC201104017.htm
    [17]

    HAN G, WEN S M, WANG H, et al. Identification of copper-sulfide species on the cuprite surface and its role in sulfidization flotation[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2021, 624: 126854. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775721007238

    [18] 李国栋, 邱廷省, 郭海宁, 等. 某含金复杂铜硫矿石低碱度浮选工艺试验研究[J]. 金属矿山, 2020(11): 95-99. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS202011016.htm
    [19]

    XU B, WU J T, DONG Z L, et al. Flotation performance, structure-activity relationship and adsorption mechanism of a newly-synthesized collector for copper sulfide minerals in Gacun polymetallic ore[J]. Applied Surface Science, 2021, 551(15): 149420. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433221004967

    [20]

    MASDARIAN M, AZIZI A, BAHRI Z. Mechanochemical sulfidization of a mixed oxide-sulphide copper ore by co-grinding with sulfur and its effect on the flotation efficiency[J]. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2020, 28(3): 743-748. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=cjce202003011

    [21] 邱廷省, 严华山, 艾光华, 等. 快速浮选提高选铜指标的试验研究[J]. 有色金属科学与工程, 2014, 5(5): 106-110. http://ysjskx.paperopen.com/oa/darticle.aspx?type=view&id=2014050020
    [22] 解志锋, 艾光华, 严华山, 等. 某高铁铜硫矿石的选矿试验工艺研究[J]. 有色金属科学与工程, 2014, 5(5): 135-140. http://ysjskx.paperopen.com/oa/darticle.aspx?type=view&id=2014050025
  • 期刊类型引用(7)

    1. 李悦,谢贤,李加文,张守逊. 铜硫浮选分离技术与药剂研究进展. 化工矿物与加工. 2024(01): 50-59 . 百度学术
    2. 李超,凌石生. 内蒙古某铜矿低碱度铜硫分离浮选试验研究. 矿冶. 2024(01): 39-45 . 百度学术
    3. 周立波,曹飞,曹进成,吕良. 河南某含金银硫化铜矿选矿试验研究. 黄金科学技术. 2024(02): 377-386 . 百度学术
    4. 汪国辉,何海洋,汪浩翔,蔡锦鹏,赖浩,申培伦,刘殿文. 铜铁硫化矿浮选分离捕收剂的研究进展. 中国有色金属学报. 2024(12): 4090-4110 . 百度学术
    5. 田长顺,饶运章,苏港,黄涛. 磁黄铁矿对黄铁矿粉尘爆炸特性参数的影响. 有色金属科学与工程. 2023(05): 692-699 . 本站查看
    6. 马妮娅,林圆圆,杨会兵. 龙桥矿业铜硫分离工艺优化研究. 现代矿业. 2022(02): 143-146+149 . 百度学术
    7. 钟春晖,冯博,严华山,周鹰,刘刚,陈渊淦,宁湘菡,汪惠惠. 三种有机抑制剂在辉钼矿与滑石浮选分离中的作用. 中国有色金属学报. 2022(12): 3843-3852 . 百度学术

    其他类型引用(2)

图(10)  /  表(5)
计量
  • 文章访问数: 
  • HTML全文浏览量: 
  • PDF下载量: 
  • 被引次数: 9
出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-04
  • 发布日期:  2021-10-30
  • 刊出日期:  2021-10-30

目录

/

返回文章
返回