一种硫化铁矿的活化方法与流程

本发明涉及一种硫化铁矿的活化方法，属于矿物加工技术领域。

背景技术：

世界原生铜产量的90％左右来自硫化矿，而黄铜矿在铜矿物中所占的比例最大，约占铜矿物的2/3，在中国众多的铜矿床工业类型中，铜硫共生矿床是较为常见的一种形式。中国生产的铜主要来源于黄铜矿，其次是辉铜矿、孔雀石、斑铜矿等，这些铜矿石中铜硫共生是较为常见的结合形式。而铜硫矿石的浮选是获取铜金属的重要加工环节，它主要是将硫化铜矿物与硫化铁及脉石分离。从宏观上来说，黄铁矿、磁黄铁矿在矿床中所占的比例、嵌布状态与黄铜矿的紧密结合程度决定了该矿石分选的难易程度。从单个矿物来说，黄铜矿具有较好的可浮性，而磁黄铁矿和黄铁矿易氧化，磁黄铁矿与黄铜矿可浮性差异较大。

磁黄铁矿为一种含铁的硫化矿物，其分子式为fe1－xs，没有固定的化学组成，其中x可视为铁原子亏损的程度(通常为0<x<0.223)，铁原子亏损数量的不同将引起磁黄铁矿晶体结构的改变(磁黄铁矿主要有单斜磁黄铁矿、六方磁黄铁矿和斜方磁黄铁矿3种同质多象变体，其中以单斜晶系和六方晶系两种最为常见)。在可浮性和磁性上不同晶系的磁黄铁矿存在着较大差异，随着铁原子亏损数量的增大，磁黄铁矿的晶体结构会由对称性较高的六方晶系逐渐转变为对称性低的单斜晶系，单斜晶系属于铁磁性物质，相对于顺磁性物质的六方晶系而言，具有较好可浮性与磁性。同时，单斜晶系的磁黄铁矿在浮选时可能会产生磁团聚现象，破坏硫化矿的浮选效果。黄铁矿其化学式为fes2，也是一种含铁的硫化矿，具有良好的天然可浮性，是主要的含硫矿物，在铜硫分离中通常会选用浮铜抑硫的浮选工艺进行分离。

在铜硫分离中，常用的工艺有铜硫混浮-铜硫分离工艺、铜优先浮选工艺等，无论是哪种工艺，在最后的铜硫分离中通常都会采用浮铜抑硫的方法。在铜硫混浮-铜硫分离工艺中，往往存在混浮后的铜硫混合精矿难以分离的情况，因此，绝大多数会采用铜优先浮选工艺进行铜硫分离。铜优先浮选工艺中，往往将石灰加入磨机中抑制硫，将铜先分离，然后再活化硫，将硫浮出得到硫精矿。但经过石灰抑制后的黄铁矿、磁黄铁矿等硫化铁矿，在矿物表面生成fe(oh)3和feo(oh)亲水薄膜，再添加硫酸铜等活化剂往往活化效果不佳，而且需要消耗大量的药剂，增加生产成本。

技术实现要素：

本发明针对现有铜硫分离浮选中被石灰抑制后的硫化铁矿难以活化的问题，提供了一种硫化铁矿的活化方法，先通过超声波强烈的机械作用和表面热作用将硫化铁矿表面亲水薄膜打开，然后添加组合活化剂，通过药剂间的协同作用促进铜离子在硫化铁矿表面的活化作用，该方法对硫化铁矿具有较好的活化效果，可以提高硫资源的回收。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于硫化铁矿的活化方法：在铜硫分离时，通过在磨机中添加石灰抑制硫化铁矿，并采用浮选方法得到铜精矿和含硫铁矿的尾矿，将含有硫化铁矿的尾矿在具有超声波辐射的矿浆环境中预处理3~15分钟，然后在被石灰抑制的硫化铁矿与水的混合矿浆中添加组合活化剂100g/t~3000g/t；所述组合活化剂选用硫酸、三氯乙酸、硫酸铜的组合物作为硫化铁矿的活化剂，该活化剂中各原料及其质量百分比为：硫酸10~80wt%、三氯乙酸10~80wt%、硫酸铜10~50wt%。

本发明所述硫化铁矿为被石灰抑制后的单一的黄铁矿、磁黄铁矿或者二者矿物为主的矿石。

具体活化方法及原理：在硫化铁矿与水的矿浆中直接添加组合活化剂100g/t~3000g/t，在添加活化剂前先将硫化铁矿在具有超声波辐射的矿浆环境中作用3~15分钟。超声波强烈的剥磨作用使硫化铁矿表面部分fe(oh)3和feo(oh)亲水膜脱落，并且组合活化剂中存在硫酸和三氯乙酸，fe(oh)3和feo(oh)亲水膜可以与强酸反应，其反应方程式为：

2fe(oh)3+3h2so4=fe2(so4)3+6h2o

2feo(oh)+3h2so4=fe2(so4)3+4h2o

fe(oh)3+3ccl3cooh=(ccl3coo)3fe+3h2o

feo(oh)+3ccl3cooh=(ccl3coo)3fe+2h2o

随着亲水膜的溶解和脱落，硫化铁矿露出新鲜的矿物表面，有利于捕收剂在硫化铁矿表面的吸附。再加上铜离子可以从溶液转移到矿物表面，形成疏水性更好的铜-硫表面，可以明显降低黄药等捕收剂在矿物表面吸附的活化能，更有利于捕收剂的吸附，提高硫的回收率。

本发明所用硫酸（稀硫酸）、三氯乙酸、硫酸铜均为市售分析纯。

本发明具有以下优点和积极效果：

（1）本发明所述组合药剂所用的三种药剂为硫酸、三氯乙酸、硫酸铜，都为常规药剂，容易获得，价格便宜。

（2）本发明所述组合药剂对硫化铁矿具有较强的活化能力，只需添加少量的药剂就可以获得理想的活化效果。

（3）本发明对于铜优先浮选中石灰抑制后的硫铁矿具有较好的活化效果，而且操作简单，容易实现。

附图说明

图1为本发明铜硫分离应用的工艺流程图及药剂制度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

本实施例的处理对象为：云南某高硫铜矿原矿中cu品位0.68%，s品位21.80%。具体的硫化铁矿活化方法（分离工艺及药剂制度见图1）为：在铜硫分离时，通过在磨机中添加石灰抑制硫化铁矿，使磨矿时矿浆ph=11，获得磨矿细度-0.074mm占60%，然后依次添加水玻璃1000g/t，乙硫氮50g/t，松醇油45g/t，并采用浮选方法得到铜精矿和含硫铁矿的尾矿，将含有硫化铁矿的尾矿在具有超声波辐射的矿浆环境中预处理3分钟，然后在被石灰抑制的硫化铁矿与水的混合矿浆中添加组合活化剂（硫酸80wt%、三氯乙酸10wt%、硫酸铜10wt%。）100g/t。之后依次添加乙硫氮30g/t，松醇油30g/t。最终得到铜精矿中cu品位6.53%，回收率81.82%，硫精矿中s品位51.87%，回收率95.45%。

对比试验：具体选矿方法（药剂制度如图1所示）不变，仅以传统的活化剂硫酸铜（用量为100g/t）替换组合活化剂，得到硫精矿中s品位48.91%，回收率80.58%。

相对于对比试验，该方法明显提高了硫铁矿的活化效果。

实施例2

本实施例所述组合活化剂中各原料及其质量百分比为：硫酸10wt%、三氯乙酸80wt%、硫酸铜10wt%。

本实施例的处理对象为：江西某铜硫矿原矿中cu品位1.82%，s品位12.80%。具体的硫化铁矿活化方法（分离工艺及药剂制度见图1）为：在铜硫分离时，通过在磨机中添加石灰抑制硫化铁矿，使磨矿时矿浆ph=11，获得磨矿细度-0.074mm占70%，然后依次添加水玻璃1000g/t，乙硫氮50g/t，松醇油45g/t，并采用浮选方法得到铜精矿和含硫铁矿的尾矿，将含有硫化铁矿的尾矿在具有超声波辐射的矿浆环境中预处理10分钟，然后在被石灰抑制的硫化铁矿与水的混合矿浆中添加组合活化剂（硫酸10wt%、三氯乙酸80wt%、硫酸铜10wt%。）1500g/t。之后依次添加乙硫氮30g/t，松醇油30g/t。最终得到铜精矿中cu品位8.61%，回收率85.42%，硫精矿中s品位56.80%，回收率96.42%。

对比试验：具体选矿方法（药剂制度如图1所示）不变，仅以传统的活化剂硫酸铜（用量为1500g/t）替换组合活化剂，得到硫精矿中s品位50.43%，回收率87.92%。

相对于对比试验，该方法明显提高了硫铁矿的活化效果。

实施例3

本实施例的处理对象为：四川某铜硫矿原矿中cu品位1.02%，s品位15.16%。具体的硫化铁矿活化方法（分离工艺及药剂制度见图1）为：在铜硫分离时，通过在磨机中添加石灰抑制硫化铁矿，使磨矿时矿浆ph=11，获得磨矿细度-0.074mm占80%，然后依次添加水玻璃1000g/t，乙硫氮50g/t，松醇油45g/t，并采用浮选方法得到铜精矿和含硫铁矿的尾矿，将含有硫化铁矿的尾矿在具有超声波辐射的矿浆环境中预处理15分钟，然后在被石灰抑制的硫化铁矿与水的混合矿浆中添加组合活化剂（硫酸25wt%、三氯乙酸25wt%、硫酸铜50wt%）3000g/t。之后依次添加乙硫氮30g/t，松醇油30g/t；最终得到铜精矿中cu品位8.61%，回收率85.42%，硫精矿中s品位57.57%，回收率94.76%。

对比试验：具体选矿方法（药剂制度如图1所示）不变，仅以传统的活化剂硫酸铜（用量为3000g/t）替换组合活化剂，得到硫精矿中s品位50.43%，回收率87.92%。

相对于对比试验，该方法使得硫铁矿的活化效果更好。

实施例4

本实施例的处理对象为：西藏某铜硫矿原矿中cu品位0.82%，s品位18.16%。具体的硫化铁矿活化方法（分离工艺及药剂制度见图1）为：在铜硫分离时，通过在磨机中添加石灰抑制硫化铁矿，使磨矿时矿浆ph=11，获得磨矿细度-0.074mm占90%，然后依次添加水玻璃1000g/t，乙硫氮50g/t，松醇油45g/t，并采用浮选方法得到铜精矿和含硫铁矿的尾矿，将含有硫化铁矿的尾矿在具有超声波辐射的矿浆环境中预处理10分钟，然后在被石灰抑制的硫化铁矿与水的混合矿浆中添加组合活化剂（硫酸40wt%、三氯乙酸30wt%、硫酸铜30wt%。）1000g/t。之后依次添加乙硫氮30g/t，松醇油30g/t；最终得到铜精矿中cu品位8.81%，回收率89.47%，硫精矿中s品位50.50%，回收率96.78%。

对比试验：具体选矿方法（药剂制度如图1所示）不变，仅以传统的活化剂硫酸铜（用量为100g/t）替换组合活化剂，得到硫精矿中s品位46.83%，回收率92.94%。

相对于对比试验，该方法明显提高了硫铁矿的活化效果。