使用空气-偏亚硫酸氢盐处理从黄铁矿中分离铜矿物的制作方法

专利名称：使用空气-偏亚硫酸氢盐处理从黄铁矿中分离铜矿物的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及金属回收领域，具体地，本发明涉及通过在具有一定范围的缓冲容量和/或盐度(salinity)的水中的浮选对铜、钥和/或金矿物进行回收。
背景技术：
采用浮选方法从黄铁矿和其他脉石矿物浮选有价矿物一般在碱性pH值下操作。碱度通过添加石灰或其他碱性化合物进行控制。一般采用石灰是因为其为相对不贵的试齐U，但是当浮选回路可获得的水具有高的缓冲容量时则需要大量的石灰和其他试剂。换句话说，需要大量的石灰以改变并保持最佳操作条件下的PH值。石灰的添加也会经由隹丐沉积在金属表面上而抑制矿物如铜矿(chalcopyrite)、闪锌矿(sphalerite)、辉钥矿(molybdenite)、黄铁矿、磁黄铁矿和金以及其他贵金属的浮选。一般来说，在硫化物浮选中，浮选试剂的有效性通过浮选原料或浆料中的碱度或酸度水平来控制，PH调节剂如石灰、苏打(soda ash)以及较少程度的苛性钠常常用过pH控制试剂。石灰因其成本、可获得性和可将PH值保持在10. 5以上的能力而是最常用的试剂。需要将浆料的PH值调节至pH 11.0以抑制铁的脉石硫化物矿物，如黄铁矿和磁黄铁矿。与添加石灰相关的成本会是显著的，并且石灰作为抑制剂的有效性在此已经显示为在含有高水平的溶解盐或高度缓冲(buffered)的水中是降低的。其他硫化物抑制剂如氰化物或硫氢化钠已经与pH调节相结合用来抑制黄铁矿。它们不能在宽的PH范围上使用，并且要求高的pH值，使得存在石灰消耗较高的问题。此外，这些抑制剂在经济剂量方面也许选择性不够。使用硫氧化合物(sulfoxy compound)以改进硫化物矿物的回收到目前位置追溯到US 2，154，092 (Hunt)。该专利记载了一种与脉石成分相关的含碳质物质或石墨化物质的矿石的处理方法。这些碳质物质会在浮选期间保持在有价矿石矿物中，并降低等级或包裹有价矿物，由此通过浮选降低了它们的回收。为了防止该现象，将二氧化硫或任何其他还原性气体加入至浆料中，其中不将其与空气混合，以抑制有害脉石或碳包裹的矿物的浮选。.当加入二氧化硫气体时，Hunt声称所得衆料水的pH值通常在酸性一侧(〈pH 7)。在一些情况中，取决于矿石和研磨水两者的天然碱性，浆料会保持为碱性。该方法可以在浆料为酸性或碱性的条件下实施。Hunt教导了还原性气体还可以在矿石浆料自身中通过一种或多种合适化学品的作用而在内产生。例如，当将硫酸和碱金属(碱性)和碱土金属的亚硫酸盐、重亚硫酸盐或硫代硫酸盐添加至矿石浆料中时，二氧化硫为通过相互作用产生的产物的一种。
大量的其他专利已经在硫化物浮选回路(flotation circuit)中采用硫氧化合物。美国专利US5，171，428 (授予Beattie等人)记载了一种从含黄铁矿的混合物中分离毒砂的方法，通过将该混合物与提供HSOf离子的亚硫酸盐试剂接触。该方法在升高的温度下且在低于约PH 8的pH值下实施足够赋予选择性抑制毒砂的时间段。美国专利6，032，805和6，092,666(授予Clark等人)记载了一种通过使用含硫氧自由基的试剂降低碱性PH调节剂消耗的 方法。在引入含硫氧基的试剂之前或同时，以足以实现有助于浮选分离矿物的化学环境的量添加非氧化性气体(如惰性或还原性气体)。在捕收剂和起泡器添加之前但是在与非氧化性气体接触之后，仅在必要时，通过氧化性气体对浆料进行曝气至特定溶解氧浓度或者适合浮选的电化学电势。美国专利US 6，041，941 (授予Newell等人)，呈现了一种类似于Clark等人的方法，目的为在浮选回路中降低还原剂消耗和矿物结垢(mineral scaleformation)。在Clark等人的方法中，添加非氧化性气体以防止硫氧自由基的氧化。在试剂调楽:(condition)和浮选阶段期间引入该非氧化性气体。在这些阶段，在浆料中溶解的氧很有可能分解硫氧化合物并引起结垢。需要一种方法能够将含有价金属的硫化物矿物与其他硫化物矿物、特别是硫化物脉石矿物分离，同时控制具有显著范围的缓冲容量和/或盐度的水中的试剂消耗水平，而无需添加石灰或其他PH调节剂。

发明内容
这些和其他需求通过本发明的各种实施方案和构造进行强调。本发明一般涉及以硫氧试剂辅助的浮选方法将有价金属硫化物矿物与其他硫化物分离，所述其他硫化物特别是黄铁矿(pyrite)、白铁矿(marcasite)、磁黄铁矿(pyrrhotite)、毒砂(arsenopyrite)和其他脉石矿物(gangue mineral)。在一个实施方案中，在浮选之前将硫氧试剂，优选铵、氢、碱金属和/或碱土金属的偏亚硫酸氢盐添加至经过曝气的浆料化的含有价金属硫化物原料中。该方法特别适用于浮选分离铜的硫化物，如辉铜矿(chalcocite) (Cu2S)、斑铜矿(bornite) (Cu5FeS4)、黄铜矿(chalcopyrite) (CuFeS2)、青定铜矿(covellite) (CuS)、缴铜矿(tetrahedrite) (Cu12Sb4S13)、砷黢!铜矿(tennantite) (Cu12As4S13)和硫砷铜矿(enargite) (Cu3AsS4)和/或钥的硫化物(如辉钥矿(molybdenite) (MoS2))，以及黄铁矿(FeS2)、白铁矿(FeS2)、磁黄铁矿(Fe1^xS)、毒砂(FeAsS)。该硫氧试剂起到脉石硫化物矿物的抑制剂的作用。以此方式，可以实现高度选择性浮选分离不同的硫化物矿物。常规的浮选方法在添加硫氧试剂之前将分子氧从浆料中剥离出来，与该常规浮选方法不同，将该硫氧试剂添加至经过曝气的含有价金属的原料中。将所述曝气步骤操作到以下程度，使得在铜的硫化物矿物上形成表面氧化的一个薄层以促进捕收剂的吸附，并且因此促进铜矿物的浮选。为了促进该层的形成，优选的是，在浮选步骤之前，含有价金属的浆料化原料不与外部产生的非氧化性气体接触而降低溶解分子氧含量。在一些实施方案中，在曝气后且在用捕收剂和起泡剂对浆料调浆之前引入该硫氧试剂。
在一些实施方案中，不仅在曝气后而且额外的在主要(primary)和/或次要(secondary)研磨回路中引入该硫氧试剂。尽管不希望被理论所限制，但是这实现了该硫氧试剂与新暴露且未氧化矿物硫化物表面的接触，由此增强了试剂的有效性。在一些实施方案中，该浮选方法在天然pH以及在基本不存在pH调剂的条件下进行。换句话说，在磨碎和浮选回路的任何阶段不加入酸或碱以调节浆料化原料的PH，除非为了经济原因进行PH调节，例如为了降低硫氧试剂剂量、降低腐蚀作用和/或避免在需要高剂量硫氧试剂时更低的PH条件。但是必须小心地控制pH调整以避免不利地影响有价金属回收或浓缩等级。在浆料形成中，该方法可以使用任何质量的水，不论是淡水(fresh)、咸水(brackish)或含盐水(salt water),也不论其缓冲度。曝气和之后进行的硫氧试剂添加阶段的组合，以及在不存在pH调节的条件下，可以增加铜的硫化物矿物浮选速率、回收率，并改进铜的硫化物矿物的浓缩程度。尽管通过曝气产生的溶解分子氧水平会在一定条件中增加硫氧试剂消耗，石灰试剂的动力学和消除方 面的基本改进远远补偿了硫氧试剂成本的任何增加。在用来形成浮选浆料的水含有显著的缓冲容量并且在较宽的浆料PH范围上有效时，该方法特别有用。实际上，该方法就回收和试剂消耗而言比使用石灰添加和氰化物的常规方法在成本上更加有效。在用于含可忽略的至显著的缓冲容量或盐度的水中时，该方法已经显示了出色的性能。因此，本发明特别有用于浓缩器操作，其可获得的水源仅为海水或咸地下水。这些和其他优势根据此处所述的公开是显然的。术语“一”或“一种”实体是指一个或多个该实体。如所述的，术语“一”(或“一种”)、“一个或多个”和“至少一个”可以互换使用。还注意到术语“包含”、“包括”和“具有”
可以互换使用。短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”都是在实施时连续或分离的开放式表述。例如，“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”中的各个表述表示单独的A、单独的B、单独的C、A和B —起、A和C 一起、B和C 一起、A、B和C 一起。当上述表述A、B和C中的每一个表示一个元素，如X、Y和Z,或者是指一组元素,如Xl-Xn、H-Ym和Zl-Zo,该短语意在表示选自X、Y和Z的单个元素，选自同一组(如Xl和X2)的元素的组合，以及选自两组或更多组(如Yl和Zo)的元素的组合。术语“咸水”是指盐度比淡水高但是没有达到含盐水盐度的水。典型地，咸水的盐度在约 0. I %。(0. 01%)至约 25%。(2. 5%)。术语“缓冲容量”是指溶液在添加外部pH调节剂时可以抵抗其pH变化的程度。术语“溶解”及其变化表述是指固体或液体进入其水相(溶液)的过程。术语“偏亚硫酸氢盐”是指硫的氧阴离子(oxyanion of sulfur) S2 052_或任何含有该离子的盐。偏亚硫酸氢盐通常为其金属的形式，重亚硫酸根阴离子(S2O5)通常为其碱金属或碱土金属的偏亚硫酸氢盐的形式。术语“矿物”及其变化表述是指任何天然形成的化学物质，其具有确定的化学组成和特征性晶体结构。术语“天然pH”是指溶液在基本不存在有意pH调节的条件下的pH。有意pH调节在向溶液中加入酸或碱以调节pH时发生。无意pH调节的实例为通过曝气、使用浮选试剂(如捕收剂、起泡剂、活化剂、抑制剂、分散剂等)或硫氧试剂添加对浆料进行调浆来调节pH。术语“贵金属” 一般指金或银。术语“由此衍生的溶液”是指与直接或间接衍生溶液的源溶液具有至少一种共同成分的溶液。例如，具有在源溶液中存在的浸取剂、污染物或有价金属的溶液被认为是由此衍生的。因此，残液(raffinate)或贫液被认为是由富矿浸出溶液(pregnant leachsolution)衍生的溶液。类似地，萃取了的萃取剂(loaded extractant)或含有有价金属的电解质，或者剥离溶液(strip solution)被认为是直接或间接衍生自富矿浸出溶液。类似地，浆料化的浓缩物或残余物(tailing)被认为是从原料至浮选阶段而衍生的。

术语“硫化物矿物”是指含有金属作为阳离子和硫根(S2_)作为主要阴离子的矿物。术语“硫氧试剂”是指含有以下成分的组合物，该成分中的氧直接键合至S，如S=O> SO3X> SO4等，或该成分起到硫氧自由基源的作用。术语“含盐水”是指水，一般为海洋或海水，其盐度为约25%。(2. 5%)或更多，更典型地为约30%。(3.0%)或更多，甚至更典型地为约35%。(3.5%)或更多。含盐水一般具有的全部溶解固体为约10000mg/L或更多，甚至更优选为约20000mg/L或更多，甚至更优选为约25000mg/L或更多。尽管海水含有大于70种元素，但是大多数的海水盐为六种主要元素的离子氯、钠、硫酸根、镁、钙和钾。术语“盐度”是指水体中的溶解盐含量。该术语描述了不同盐如氯化钠、硫酸镁和硫酸钙以及碳酸氢盐的浓度(level)。术语“亚硫酸盐”为含有亚硫酸根离子S0(添加剂IUPAC名称三氧化硫酸根(trioxidosulfate) (2-))的化合物。亚硫酸根离子为亚硫酸的共轭碱。术语“有价金属”是指银、金、非铁基金属(镍、铅、铜和锌)、钴、钥及其混合物，其中铜为硫化物基质中的常见金属。上述是本发明的简单概述，提供对本发明一些方面的理解。该概述不是本发明及其各种实施方式的外延性或穷尽性的综述。该概述并不意在鉴定本发明的关键或重要的要素，也不意在描绘本发明的范围，而是以简化形式呈现所选的本发明概念作为下文中更加详细说明的引言。正如所能够理解的，本发明的其他实施方案可以单独或组合地利用上文所给的或下文详述的特征的一个或多个。发明详述附图结合在说明书中，并且构成说明书的一部分以显示本发明的多个实例。这些附图，与说明书一起，解释了本发明的原则。该附图简要地展示了优选的和可选的实施例以解释如何完成和使用本发明，不应被认为仅将本发明局限于所显示的和所描述的实施例。进一步的特征和优势将从本发明的各实施方案的更详细的描述中获得，如下文的附图所显示的。图I为根据本发明一个实施方案的方法的流程图；图2A-B为根据一个实施方案的方法的流程图；图3为根据一个实施方案的方法的流程图4为根据一个实施方案的方法的流程图；图5为在自来水中各种浮选试剂方案的铜回收率曲线，并相对铜回收率(%)对铜等级(%)作图；图6为在含盐水中各种浮选试剂方案的铜回收率曲线，并相对铜回收率(%)对铜等级(%)作图；图7为在自来水中各种浮选试剂方案的铜回收率曲线，并相对铜回收率(%)对铜等级(%)作图；图8为在含盐水中各种浮选试剂方案的铜回收率曲线，并相对铜回收率(%)对铜等级(%)作图；
图9为在添加有MBS、使用曝气或不使用曝气的含盐水和自来水中的铜回收率曲线，并相对铜回收率(%)对铜等级(%)作图；和

图10为在添加有MBS、使用曝气或不使用曝气的现场咸水(brackish sitewater)和自来水中的铜回收率曲线，并相对铜回收率(%)对铜等级(%)作图。发明详述在本文所述的方法中采用了将硫氧试剂、优选偏亚硫酸氢盐添加至浮选回路中的一点或多点。在一个方法构造中，在添加硫氧试剂之前为曝气、通常是强烈的曝气阶段，在该阶段中主动引起氧化性气氛和溶解分子氧，而不是防止或抑制。不用碱如石灰、苛性钠或苏打(soda ash)或者酸如硫酸调节所得衆料的pH,并且在不存在硫化物抑制剂如氰化物或氢硫化物的条件下，相对于添加硫氧试剂而没有曝气步骤或者不存在曝气步骤，曝气与添加硫氧试剂的组合会显示显著的改进，以及在回收率和试剂消耗方面比添加碱和/或硫化物抑制剂的常规方法更加成本有效。此外，该方法在用于含有忽略量至显著量盐度的水中时具有出色的效果。该方法可特别有用于浓缩器操作，其可获得水源仅为海水和地下咸水。在其他实施方案中，不仅在曝气后还在研磨回路中、特别是在次要(secondary)研磨回路中引入硫氧试剂。参考图1，含有价金属的原料100可以是任何合适的含铜和/或钥的原料，特别是开采的矿石、残余物、浓缩物或其他金属回收过程的剩余物。原料100不仅包括铜和/或钥的硫化物矿物中的一种或多种，而且包括一种或多种其他要从有价金属硫化物矿物中分离的硫化物矿物(特别是硫化物脉石矿物)。典型地，原料100是多金属的，其中一些或所有的金属作为硫化物存在。常见的原料100包括黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、靛铜矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿和黝铜矿中一种或多种形式的铜，和/或辉钥矿形式的钥，作为有价金属硫化物矿物，以及黄铁矿、白铁矿、毒砂和磁黄铁矿中一种或多种的铁的硫化物矿物，作为硫化物脉石矿物。通常存在金或银。在许多应用中，铁的硫化物是原料100中的主要(例如大于50%的)硫化物(sulfidic)脉石矿物。在步骤104中，将原料100浆料化并且在开放或封闭的研磨回路中磨碎。将磨碎的原料108运送至曝气步骤112，然后实施硫氧试剂添加步骤114。在形成原料浆料100中使用的水可以为淡水、地下咸水或含盐水，或其任何混合物。该方法在浮选有价金属硫化物矿物中出人意料地有效，无论水是否为盐水，是否含有溶解固体或是淡水。在一个方法构造中，例如，水的盐度为约0. 1%。(0. 01%)或更大。原料100的最佳解离(liberation)尺寸取决于矿石类型、矿石解离和矿石的溶解化学的理解以及功率和介质成本。磨碎的原料108呈浆料的形式，优选具有的原料浆料密度在约20至约45重量％的范围。在合适的容器中使磨碎的原料108经历步骤112中的曝气以形成经过曝气的原料132。曝气典型地通过在搅拌条件下将氧化性气体、优选含分子氧的气体(如空气、基本为纯的分子氧和分子氧富集的空气)鼓泡通过原料108。氧化性气体优选包括至少约20体积％的分子氧。实施曝气足够的时间以允许表面氧化的薄层形成在铜和/或钥的硫化物矿物108的表面上。生成期望氧化膜所需要的停留时间的范围优选为约15至约120分钟，更优选为约30至约60分钟。在大多数应用中，在曝气期间或曝气之后的任何步骤期间不调节pH。尽管不希望被理论所限制，但是在铜和/或钥的硫化物矿物上的表面氧化的薄层允许矿物更好的被捕收剂吸附。这出乎本领域普通技术人员的意料，因为本领域普通技术人员认为曝气导致了铜和钥的硫化物矿物的氧化，引起硫氧化合物的浮选能力降低和稳定 性降低。在步骤114中，将硫氧试剂118添加至经过曝气的原料132中以形成经过处理的原料122。硫氧试剂118可以任何合适的方式添加。与常规方法不同，硫氧试剂118添加的同时该经过曝气的原料132发生氧合。换言之，溶解分子氧在硫氧试剂118添加之前没有从磨碎的原料中取出。调浆期间经过曝气的原料132中的溶解分子氧水平优选至少为约3ppm,更优选在至少约5ppm,甚至更优选在至少约lOppm。硫氧试剂118可以为任何硫氧化合物，如铵、氢、碱金属或碱土金属的亚硫酸盐、重亚硫酸盐、偏亚硫酸氢盐、硫化物、多硫化物、硫代硫酸盐、连多硫酸盐或二硫化物，二氧化硫，其混合物和衍生物。优选的硫氧试剂118为铵、氢、碱金属或碱土金属的亚硫酸盐、重亚硫酸盐或偏亚硫酸氢盐，和/或二氧化硫中的一种或多种，甚至更优选铵、氢、碱金属或碱土金属的偏亚硫酸氢盐。尽管不希望被理论所限制，但是认为硫氧试剂118起到其他硫化物矿物(如铁的硫化物脉石矿物，特别是黄铁矿)的抑制剂的作用。如本领域普通技术人员可以理解的，亚硫酸根离子可以为添加的，或通过合适的化学反应在在亚硫酸根离子前体之间原位形成。有大量不同的方法构造用于添加硫氧试剂118。在一个方法构造中，一部分硫氧试剂118在一个阶段中添加，任选在研磨期间，其中另外的量在曝气后且在每一个精选(cleaning)、再精选(recleaning)或清除浮选阶段之前添加。在另一个方法构造中，主要的该硫氧试剂118在曝气后的一个或多个阶段添加，其中另外的较小量任选在每一个精选、再精选或清除浮选阶段之前添加。在另一方法构造中，硫氧试剂118没有在任何研磨阶段添加，而仅在曝气后添加。典型的累积硫氧试剂118添加速率，对于所有添加点而言，为至少约50g/t,更典型为至少约100g/t,更典型约大于200g/t,甚至更典型为大于200g/1至约 1000g/t。尽管不希望被理论所限制，但是相信该硫氧试剂和氧化性气体协同地发挥作用从而大大地增加了选择性分离和有效性，特别是在高度缓冲和/或盐水(saline water)中。尽管认为曝气氧化了硫化物矿物表面，其增加了有价金属硫化物矿物的浮选能力，但是认为在曝气后添加硫氧试剂最佳地控制了要作为残余物被取出的其他硫化物矿物的抑制。使用曝气增加浮选能力、例如铜的硫化物矿物的浮选能力同时使用硫氧试剂抑制黄铁矿可以比在不存在曝气的条件下更好地改进浮选选择性。在顺序发生曝气和硫氧试剂的添加且曝气在硫氧试剂添加之前时，最好地实现了这种协同作用。在步骤116中，对经过处理的原料122进行调浆以形成经过曝气的和经过调浆的原料134。调浆在合适的容器或浆料调浆槽中于浮选之前进行。在浮选中，搅拌的量和由此引起的调浆期间的分散与要发生的物理化学反应所需的时间紧密相关。可以在调浆期间添加大量的试剂，包括捕收剂120、起泡剂124和其他试剂128。可以使用任何合适的捕收剂120和起泡剂124。其他试剂128包括活化剂、抑制剂(如碳抑制剂以抑制含碳质物质和/或石墨化物质的浮选)、粘土分散剂、改性剂、石灰(在有限的情况中例如作为低成本的分散剂或粘度改进剂)以及控制电势(Eh)和/或pH的试剂。根据调衆期间的搅拌类型，氧合水平会增加。对于下流式搅拌器(downflow agitator),额外的分子氧很有可能夹带在浆料中。调浆一般发生约0. 5至约60分钟，甚至更一般为约2至约30分钟。
在步骤136中对经过曝气和经过调浆的原料134进行浮选，优选在鼓泡空气的存在下，从而形成浓缩物部分144和残余物部分140，浓缩物部分144通常含有约25%以上、更常见约40%以上和甚至更常见大于约50%的有价金属硫化物矿物，残余物部分140通常含有约25%以上、更常见约40%以上和甚至更常见大于约50%的作为残余物要被取出的硫化物矿物(一种或多种)。在浮选回路中，经过曝气和经过调浆的原料134在浮选机器的槽中或者在一系列浮选机器中进行浮选。该浮选机器可为经过曝气的浮选池。根据应用，浮选可以包括一个或多个阶段。基于本领域技术人员已知的标准确定粗选阶段、清除阶段和精选阶段的数量和构造。用于特定原料的捕收剂120、起泡剂124和其他试剂128以及浆料密度、试剂的添加速率、试剂添加的顺序、浮选期间空气添加的速率、Eh和其他浮选条件及参数的选择对于本领域普通技术人员也是已知的。在一个方法构造中，磨碎步骤104、曝气步骤112、调浆步骤116和浮选步骤136在基本不用或完全不用酸或碱进行pH调节的条件下(例如在不存在酸或碱(如石灰、苏打和/或苛性钠)添加的条件下)进行。换言之，这些步骤在天然PH下实施，对于许多矿石和补偿水而言，为不超过约pH 11的碱性pH，更典型小于pH 8.5的pH值，更典型为不超过约pH 8的pH，甚至更典型为从约pH 3至约pH 8范围的pH。Eh典型的为大于约5mV且小于约155mV，更典型地为约10至约120mV的范围。在一个方法构造中，磨碎步骤104、曝气步骤112、调浆步骤116和浮选步骤136在基本不存在或完全不存在通过使用非氧化性气体对浆料化原料进行鼓泡以减少溶解分子氧的条件下进行。非氧化性气体，即使有的话，也只含有很少的氧化剂含量，并且，如果不是全部的话，主要为惰性气体(如氮气和氩气)、还原性气体(如除了二氧化硫之外的还原性气体，如二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷和/或丙烷)，或其混合物。在一个方法构造中，添加的硫氧试剂118基本不含二氧化硫气体。通过非氧化性消除鼓泡，可以在曝气之前和之后将较高水平的溶解分子氧保持在浆料中。现在将参考图2A-B讨论另一方法构造。在该实例中，有价金属硫化物矿物为铜的硫化物和另一硫化物矿物(或硫化物脉石矿物)为黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿和毒砂中的一种或多种。在步骤104中磨碎含有价金属的原料100以形成磨碎的原料108。磨碎的原料108在步骤116中经过调浆以形成经过调浆的原料132。调浆期间添加的试剂为捕收剂120、起泡剂124和其他试剂128。没有添加硫氧试剂118。经过调衆的原料132在步骤200中经历粗浮选(rougher flotation)以形成粗选残余物204和粗浓缩物208。尽管大多数有价金属硫化物矿物保持在粗浓缩物208中，但是粗选残余物204含有显著部分的硫化物脉石矿物。如图2A所示，在粗浮选之前没有加入硫氧试剂118。在步骤228中，粗选浓缩物和清除剂浓缩物208和220分别合并，调节浆料密度并在封闭或开放的磨碎回路中再磨碎，从而形成再磨碎的浓缩物232。可以理解，在浓缩物部分208中经过浮选的铁的硫化物矿物更加难以被分离，并且要求进一步磨碎以实现有效地 解离。在次要磨碎期间和在曝气后可以任选地添加硫氧试剂118。在研磨机(mill)中添加硫氧试剂可以允许硫氧自由基在新制和未氧化的硫化物矿物表面的立即吸附。在一个构造中，在精浮选(cleaner flotation)之前比该方法期间的任何其他点加入更多的硫氧试剂 118。在步骤212中，通过加入捕收剂120进一步对粗选残余物204进行调浆，并且在步骤216中，经过调浆的粗选残余物经历清除浮选216从而生成清除剂浓缩物220和清除剂残余物224。更慢的浮选铜的硫化物矿物在清除剂浮选期间进行浮选。清除剂浓缩物220与粗浓缩物208合并，并经历次要磨碎。在次要磨碎步骤228之后，该再次磨碎的浓缩物232在步骤112中经历曝气以形成经过曝气的浓缩物236。在任选步骤114中，添加硫氧试剂118以形成经过处理的粗浓缩物238。在步骤116中，经过曝气的或经过处理的粗浓缩物236 (合适的)经历调浆以形成经过调浆的浓缩物240。在调浆期间加入的试剂为捕收剂120、起泡剂124和其他试剂128。典型地，曝气，硫氧试剂添加和调浆在不同的容器中发生，并且曝气后的溶解分子氧在添加硫氧试剂之前不通过弓I入非氧化性气体而被还原。在步骤248中，经过调浆的浓缩物240经历精浮选以形成精选残余物252和精选浓缩物250。经过调浆的浓缩物240中的大多数有价金属硫化物矿物保持在精选浓缩物250中，但是精选残余物252含有一部分经过调浆的浓缩物240中的有价硫化物矿物。精选残余物含有显著量的脉石硫化物矿物。在任选步骤114中，将硫氧试剂118添加至精选残余物中以形成经过处理的精选残余物262。在步骤256中，精选残余物252或经过处理的精选残余物262 (正如可能的情况那样)通过添加捕收剂120进行调浆以形成经过调浆的精选残余物260。经过调浆的精选残余物260在步骤264中经历精选清除剂浮选以形成精选清除剂残余物268和浓缩物272。尽管精选残余物252中的大多数有价金属硫化物矿物保持在精选清除剂浓缩物272中，但是精选清除剂残余物268含有精选残余物252中的显著部分的硫化物脉石矿物。精选清除剂浓缩物272返回至次要磨碎步骤228中。
返回至精选浓缩物250后，硫氧试剂118在步骤114中任选加入精选浓缩物中以形成经过处理的精选浓缩物252。精选浓缩物250或经过处理的精选浓缩物252 (如合适的)在步骤274中经过调浆以形成经过调浆的精选浓缩物276。调浆期间，添加捕收剂120。经过调浆的精选浓缩物276在步骤278中经历第一再精选浮选以形成第一再精选残余物282和第一再精选浓缩物280。第一再精选残余物282返回至次要磨碎步骤228。在任选步骤114中，将硫氧试剂118加入至第一再精选浓缩物280以形成经过处理的再精选浓缩物281。 第一再精选浓缩物280或经过处理的再精选浓缩物281 (正如情况可能的那样)在步骤284中经过调浆以形成经过调浆的第一再精选浓缩物286。在调浆第一再精选浓缩物280期间，添加捕收剂120。在步骤288中，经过调浆的第一再精选浓缩物286经历第二再精选浮选288以形成第二再精选残余物290，其优选包括含有价金属的原料100中的至少大多数和更优选约70%以上的硫化物脉石矿物，和第二再精选浓缩物292，其优选包括含有价金属的原料100中的至少大多数或更优选约70%或以上的有价金属硫化物矿物。在上述方法中，精浮选、精选清除剂，第一和第二再精选浮选步骤244、264、278和288分别在天然pH下和环境温度下实施。在上述方法中，有利的是在与粗浮选下游实施的一个或多个硫氧试剂添加步骤之前实施额外的曝气步骤。是否实施额外曝气步骤取决于浆料在进一步添加硫氧试剂和捕收剂之前的氧化电位。在调浆、曝气和浮选步骤之前，将额外的溶解分子氧引入各种浆料流中。正如可以理解的，其他方法构造可以根据原料类型和矿物学而采用。实验方法下列实施例提供用来揭示本发明的一些实施方案，并不构成对如权利要求所给出的本发明的限制。所有的份数和百分比均以重量为基础，除非另有说明。实施例I -常规浮选方法该实施例显示了当使用各种试剂以抑制黄铁矿和浓缩物铜时，在浮选浆料中使用的水的组成对铜的回收的影响。如表I所示，所采用的含盐水具有比自来水显著更高的全部溶解固体含量和电导率。表I :自来水和高度缓冲现场水(site water)的组成
~自来水~含盐水~ pHpH08
~电导率y S/cm 0 965360
TDSmg/L 40540225
mg/L 19112060
权利要求
1.一种方法，包括 提供含有价金属的浆料化原料，其含有铜的硫化物和钥的硫化物矿物中的至少一种作为有价金属硫化物矿物，铁的硫化物矿物作为硫化物脉石矿物，以及淡水、咸水和含盐水中的一种或多种； 使用含分子氧的气体对含有价金属的浆料化原料进行曝气以形成经过曝气的原料； 然后使所述经过曝气的原料与硫氧试剂接触以形成经过处理的原料；和 浮选所述经过处理的原料以形成浓缩物和残余物，该浓缩物至少包含大多数的在经过曝气的原料中的铜的硫化物和钥的硫化物矿物中的至少一种，所述残余物包含经过曝气的原料中的至少约40%的铁的硫化物矿物。
2.权利要求I的方法,其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化 物，并且其中所述含有价金属的浆料化原料包含缓冲水和/或盐水。
3.权利要求I的方法，其中，在所述浮选步骤之前，所述含有价金属的浆料化原料不与外部产生的非氧化性气体接触以降低含有价金属的浆料化原料的溶解分子氧含量。
4.权利要求I的方法,其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，并且其中将至少约50g/t的所述硫氧试剂添加到所述含有价金属的原料中。
5.权利要求I的方法，其中所述浮选步骤为精浮选，其中所述含有价金属的原料为粗浮选的粗浓缩物,其中铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物,并且所述含有价金属的原料在粗浮选之前不与硫氧试剂接触。
6.权利要求5的方法，其中所述粗浓缩物在所述浮选步骤之前经历次要磨碎，其中所述经过处理的原料的pH值小于pH 8，并且其中在次要磨碎期间以及曝气后硫氧试剂与含有价金属的原料接触。
7.权利要求I的方法，其中所述经过曝气的原料在之后的接触步骤中具有大于2ppm的溶解分子氧含量，并且所述硫氧试剂为铵、氢、碱金属或碱土金属的亚硫酸盐、重亚硫酸盐和偏亚硫酸氢盐中的一种或多种。
8.权利要求I的方法，其中在浮选之前或期间，所述含有价金属的浆料化原料基本不进行pH调节。
9.权利要求I的方法,其中所述水具有约0.01%或以上的盐度和至少约10000mg/L的全部溶解固体中的至少一种，并且其中浮选在经过处理的天然PH的原料中进行。
10.一种方法，包括 提供含有价金属的浆料化原料，其含有有价金属硫化物矿物和与该有价金属硫化物矿物分开的第二硫化物矿物，其中所述有价金属硫化物矿物为铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种，并且其中所述含有价金属的浆料化原料包含水，其具有约0.01%或以上的盐度以及至少约10000mg/L的全部溶解固体的至少一种； 使用含分子氧的气体对所述含有价金属的浆料化原料进行曝气以形成经过曝气的原料； 使至少一部分所述含有价金属的浆料化原料与硫氧试剂接触；和 浮选该经过曝气的且含硫氧试剂的浆料以形成浓缩物和残余物，该浓缩物含有在所述经过曝气的且含硫氧试剂的浆料中至少约40%的有价金属硫化物矿物，以及该残余物含有在所述经过曝气的且含硫氧试剂的浆料中的至少约40%的其他硫化物矿物残余物。
11.权利要求10的方法，其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，其中所述第二硫化物为铁的硫化物矿物，其中所述铁的硫化物矿物为黄铁矿、白铁矿、毒砂和磁黄铁矿中的至少一种，并且其中所述含有价金属的浆料化原料包含全部溶解固体为至少约10000mg/L的水。
12.权利要求10的方法，其中，在所述浮选步骤之前，所述含有价金属的浆料化原料不与外部产生的非氧化性气体接触而降低所述含有价金属的浆料化原料的溶解分子氧含量。
13.权利要求10的方法，其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，其中所述第二硫化物矿物包含不是铜和钥的有价金属，其中所述经过曝气的原料为至少一部分的含有价金属的浆料化原料，并且其中将至少约I00g/t的硫氧试剂添加至含有价金属的原料中。
14.权利要求10的方法，其中所述水的盐度为约0.01%或以上。
15.权利要求10的方法，其中所述含有价金属的浆料化原料包含盐水和咸水中的至 少一种，并且其中所述含有价金属的浆料化原料的溶解分子氧含量在接触步骤期间为大于2ppm0
16.权利要求10的方法，其中所述含有价金属的浆料化原料包含盐水和咸水中的至少一种，并且其中所述经过曝气的原料的溶解分子氧含量为至少约5ppm。
17.权利要求10的方法，其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，其中所述浮选步骤为精浮选，其中研磨机在再研磨循环中，其中所述含有价金属的原料为粗浮选的粗浓缩物，该含有价金属的原料在粗浮选之前不与硫氧试剂接触，并且将大于200g/1的硫氧试剂添加至所述含有价金属的原料中。
18.权利要求10的方法，其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，其中所述硫氧试剂为铵、氢、碱金属、碱土金属的亚硫酸盐、重亚硫酸盐和偏亚硫酸氢盐中的一种或多种，并且其中将至少约50g/t的硫氧试剂添加至所述含有价金属的原料中。
19.权利要求10的方法，其中所述含有价金属的浆料化原料在浮选之前以及期间基本不进行PH调节。
20.—种方法,包括 提供含有价金属的浆料化原料，其含有有价金属硫化物矿物、与有价金属硫化物矿物分开的第二硫化物矿物，其中所述有价金属硫化物矿物为铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种，并且其中含有价金属的浆料化原料包含淡水、咸水和含盐水中的一种或多种； 使用含分子氧的气体对所述含有价金属的浆料化原料进行曝气以形成经过曝气的原料； 所述经过曝气的原料与硫氧试剂接触以形成经过处理的原料； 浮选所述经过曝气的原料以形成浓缩物和残余物，所述浓缩物含有至少约40%的所述有价金属硫化物矿物，所述残余物含有至少约40%的第二硫化物矿物，其中所述有价金属硫化物和第二硫化物矿物在所述浮选步骤之前基本不进行PH调节。
21.权利要求20的方法，其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，其中所述第二硫化物为硫化物脉石矿物，其中所述硫化物脉石矿物为黄铁矿、白铁矿、毒砂和磁黄铁矿中的至少一种，并且其中所述经过曝气的原料的PH值小于pH 8. 5。
22.权利要求20的方法，其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，其中所述有价金属硫化物和第二硫化物的PH为天然pH，其中，在所述浮选步骤之前，所述含有价金属的浆料化原料不与外部产生的非氧化性气体接触而降低所述含有价金属的浆料化原料的溶解分子氧含量，并且其中所述经过曝气的原料的PH小于pH 8. 5。
23.权利要求20的方法，其中所述水为盐水和咸水中的至少一种，并且其中所述经过曝气的原料的溶解分子氧含量在接触步骤期间大于2ppm。
24.权利要求20的方法，其中所述水含有盐水和咸水中的至少一种，并且其中所述经过曝气的原料的溶解分子氧含量为至少约5ppm。
25.权利要求20的方法，其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，其中所述浮选步骤为精浮选，其中将所述硫氧试剂添加至在研磨机中的衍生自原料的溶液中，其中所述研磨机在再研磨循环中，其中所述含有价金属的原料为粗浮选的粗浓缩物，并且其中所述含有价金属的原料在粗浮选之前不与硫氧试剂接触。
26.权利要求20的方法，其中所述硫氧试剂为铵、氢、碱金属、碱土金属的亚硫酸盐、重亚硫酸盐和偏亚硫酸氢盐中的一种或多种，并且其中将大于100g/t的硫氧试剂添加至所述含有价金属的原料中。
27.权利要求20的方法，其中所述含有价金属的浆料化原料在浮选之前以及期间基本不进行PH调节。
28.权利要求20的方法，其中所述铜的硫化物和钥的硫化物中的至少一种为铜的硫化物，其中所述第二硫化物矿物包含不是铜和钥的有价金属，其中所述含有价金属的浆料化 原料包含具有约0. 01%或以上的盐度和至少约10000mg/L的全部溶解固体中的至少一种的水。
全文摘要
本发明的实施方案涉及通过氧化性气体进行曝气并通过硫氧试剂进行接触后浮选硫化物原料。
文档编号B03D1/02GK102770214SQ201080063212
公开日2012年11月7日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月4日
发明者B.格雷恩 申请人:巴里克黄金公司