难选铁闪锌矿多金属矿石的浮选试验与机理探讨

浮选论文 铁闪锌矿论文 选择性活化论文 X-41论文 工艺矿物学论文 磁黄铁矿论文
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本研究课题得到了2008年度国家发改委重大产业技术开发专项“难选锌锡铜铟多金属硫化矿综合回收共伴生金属的选矿关键技术”项目的资助,目的是高效回收铜、锌以及共伴生的铟、银和镉等稀贵金属。我国含铁闪锌矿的复杂、难选多金属矿石资源十分丰富,仅云南文山都龙矿区就蕴藏金属:锌240万吨、铟3779吨、锡26万吨、铜7.8万吨,其中铟和锡储量分别居全国第一和第三位、锌储量居云南第三位,锌、铟、锡、铜金属的潜在经济价值超过1100亿元;矿石中的铜矿物、锌矿物、锡石和硫化铁等矿物嵌布粒度细,共生关系密切,而且锌矿物为高铁或者超高铁闪锌矿,铁含量达到20%左右,该多金属矿曾经一度被判为不能经济有效利用的“呆”矿。由于铜、锌、硫矿物嵌布紧密,导致铜-锌分离困难、铜精矿中金属互含严重;此外,锌矿物由于铁含量高,容易被氧化,导致其可浮性差,选别难度大。采用常规活化剂硫酸铜和高碱浮选工艺,锌精矿品位低、回收率不高,特别是共伴生在锌矿物中的稀贵金属铟、银和镉等回收率低,资源浪费严重。因此,对这类复杂难处理多金属矿石中有价金属的分离研究具有重要的理论研究意义和实际价值。目前,这类难处理多金属矿石的利用,主要存在以下技术问题:①铜锌矿物嵌布粒度细,铜-锌不能实现有效地分离,特别是铜精矿中锌含量高达10-18%,严重影响了铜精矿的质量,也造成了锌矿物的损失;②常规活化剂硫酸铜不能有效选择性活化高铁闪锌矿,导致锌精矿中硫化铁矿物含量高,锌品位低,仅有41%-45%;③高碱条件下锌-硫分离,不仅抑制硫化铁矿物,锌等主金属以及共伴生的稀贵金属也会受到一定的影响,导致回收率不高;此外,高碱条件也非常不利于后续酸性环境下的脱硫作业,影响硫-锡、铁-硫的高效分离,严重影响锡、铁的回收。本论文以文山都龙含铁闪锌矿多金属矿为研究对象,进行了原矿的工艺矿物学研究,进行了实际矿石的铜-锌和锌-硫分离的实验室试验和工业试验,考察了超高铁闪锌矿、高铁闪锌矿、低铁闪锌矿和磁黄铁矿纯矿物在不同药剂体系下的浮选行为,研究了X-41对铁闪锌矿纯矿物的选择性活化和对磁黄铁矿纯矿物的选择性抑制,验证了X-41对实际矿石中铁闪锌矿的活化,进行了高铁闪锌矿相关的吸附量和动电位测试,探讨了X-41选择性活化与抑制的机理,取得了以下主要成果:(1)铁闪锌矿纯矿物浮选结果表明,无论对于超高铁闪锌矿、高铁闪锌矿还是低铁闪锌矿,活化剂的活化效果顺序均为X-41>CuSO4>PbNO3>NH4Cl。(2)实际矿石试验结果表明,优化工艺-药剂制度的闭路试验指标明显优于原有的现场工艺-药剂制度的指标。铜精矿品位和回收率分别提高7.93和11.92个百分点,银品位和回收率分别提高118g/t和7.47个百分点;锌精矿品位和回收率分别提高4.56和3.26个百分点,铟的品位和回收率分别提高了74.9g/t和4.2个百分点。(3)工业试验结果表明,采用X-41的闭路试验指标明显优于硫酸铜的指标,低碱即pH=9左右的条件下,铜精矿品位和回收率分别提高2.12和10.29个百分点,银品位和回收率分别提高59.3g/t和8.32个百分点;锌精矿品位和回收率分别提高1.16和2.35个百分点,铟品位和回收率分别提高9.2g/t和2.6个百分点,银品位和回收率分别提高2.84g/t和4.69个百分点,镉品位和回收率分别提高50g/t和3.25个百分点,每年的综合经济效益为5205.25万元。
摘要第3-5页
Abstract第5-6页
第一章 文献综述第11-30页
    1.1 铁闪锌矿资源分布及特点第11-12页
    1.2 主要硫化矿性质第12-14页
        1.2.1 铁闪锌矿性质第12-13页
        1.2.2 黄铁矿性质第13页
        1.2.3 磁黄铁矿性质第13-14页
    1.3 铁闪锌矿多金属硫化矿浮选工艺研究进展第14-16页
    1.4 铁闪锌矿多金属硫化矿浮选药剂研究进展第16-24页
        1.4.1 捕收剂研究概况第16-19页
        1.4.2 活化剂研究概况第19-21页
        1.4.3 抑制剂研究概况第21-23页
        1.4.4 其它浮选药剂研究概况第23-24页
        1.4.5 矿浆pH值对铁闪锌矿浮选的影响第24页
    1.5 磁黄铁矿的研究概况第24-26页
        1.5.1 磁黄铁的电化学特性研究第24-25页
        1.5.2 铁闪锌矿浮选过程中(磁)黄铁矿的抑制概况第25-26页
    1.6 含铁闪锌矿多金属硫化矿浮选机理探讨进展第26-28页
        1.6.1 铁闪锌矿与乙黄药的作用机理第26-27页
        1.6.2 铁闪锌矿与丁黄药的作用机理第27页
        1.6.3 Cu2+活化(铁)闪锌矿的研究第27-28页
    1.7 难处理含铁闪锌矿多金属硫化矿高效回收第28-30页
第二章 论文选题依据与研究内容、目标及意义第30-34页
    2.1 论文选题的依据第30-32页
    2.2 研究意义第32页
    2.3 研究目标第32-33页
    2.4 研究内容第33-34页
第三章 试样、试剂、仪器及研究方法第34-41页
    3.1 矿样的采集与制备第34-36页
        3.1.1 铁闪锌矿纯矿物第34-35页
        3.1.2 磁黄铁矿纯矿物第35页
        3.1.3 含铁闪锌矿多金属硫化矿原矿石第35-36页
        3.1.4 闭路验证试验矿石第36页
    3.2 试验仪器设备与化学药剂第36-38页
        3.2.1 试验药剂第36-38页
        3.2.2 仪器设备第38页
    3.3 测试分析第38-39页
        3.3.1 X射线衍射(XRD)分析第38页
        3.3.2 吸附量测定方法第38-39页
        3.3.3 Zeta电位测量第39页
    3.4 研究方法第39-41页
        3.4.1 纯矿物浮选方法(单泡管试验)第39页
        3.4.2 挂槽浮选机浮选方法第39-40页
        3.4.3 实际矿物浮选方法第40-41页
第四章 原矿工艺矿物学研究第41-60页
    4.1 矿石结构分析第41-43页
        4.1.1 矿石的构造第41页
        4.1.2 矿石的结构第41-43页
    4.2 矿石主要物理性质第43-44页
        4.2.1 密度第43-44页
        4.2.2 硬度第44页
        4.2.3 磁性第44页
    4.3 矿物组成第44-47页
        4.3.1 试样的光谱分析第44-45页
        4.3.2 试样的主要化学成分分析第45页
        4.3.3 试样的矿物种类组成分析第45-47页
        4.3.4 试样中铜、锌、铁的化学物相分析第47页
    4.4 试样中主要矿物的嵌布特征第47-54页
        4.4.1 硫化物第48-51页
        4.4.2 氧化物第51-52页
        4.4.3 硅酸盐第52页
        4.4.4 碳酸盐第52-54页
        4.4.5 卤化物第54页
    4.5 稀贵金属铟、银的赋存状态和嵌布特征第54-57页
        4.5.1 铟的赋存状态第55页
        4.5.2 银的赋存状态第55-56页
        4.5.3 银的嵌布特征第56-57页
    4.6 本章小结与建议第57-60页
        4.6.1 本章小结第57-58页
        4.6.2 建议第58-60页
第五章 实际矿石的浮选分离研究第60-82页
    5.1 低品位铜矿物浮选优化试验研究第60-67页
        5.1.1 铜捕收剂优化试验第60-62页
        5.1.2 铜捕收剂用量试验第62-63页
        5.1.3 铜粗精矿再磨试验第63-64页
        5.1.4 铜精选优化试验第64-65页
        5.1.5 选铜闭路试验第65-67页
    5.2 铁闪锌矿的优化浮选试验研究第67-78页
        5.2.1 铁闪锌矿的活化剂种类试验第67-69页
        5.2.2 X-41用量试验第69-70页
        5.2.3 铁闪锌矿捕收剂种类试验第70-71页
        5.2.4 铁闪锌矿的混合捕收剂用量试验第71-73页
        5.2.5 开路对比试验第73-75页
        5.2.6 闭路对比试验第75-78页
    5.3 铁闪锌矿的优化浮选闭路验证研究第78-80页
    5.4 本章小结第80-82页
第六章 工业试验结果与经济效益初步分析第82-89页
    6.1 低品位铜矿物浮选的工业试验研究第83-84页
    6.2 X-41工业试验研究第84-86页
    6.3 经济效益初步分析第86-87页
    6.4 本章小结第87-89页
第七章 纯矿物浮选试验与机理探讨第89-116页
    7.1 超高铁闪锌矿纯矿物的浮选试验研究第89-95页
        7.1.1 天然可浮性试验第89页
        7.1.2 丁黄药用量试验第89-90页
        7.1.3 活化剂试验第90-95页
    7.2 高铁闪锌矿纯矿的浮选试验研究第95-101页
        7.2.1 天然可浮性研究第95页
        7.2.2 丁黄药用量试验第95-96页
        7.2.3 活化剂试验第96-101页
    7.3 低铁闪锌矿纯矿物的浮选试验研究第101-107页
        7.3.1 天然可浮性研究第101页
        7.3.2 丁黄药用量试验第101-102页
        7.3.3 活化试验第102-107页
    7.4 不同活化剂对铁含量不同的闪锌矿活化的规律研究第107-109页
    7.5 磁黄铁矿纯矿物浮选试验研究与机理探讨第109-111页
        7.5.1 磁黄铁矿的天然可浮性试验第109页
        7.5.2 丁黄药用量试验第109-110页
        7.5.3 锌矿物活化剂对磁黄铁矿回收的影响第110-111页
    7.6 高铁闪锌矿表面ZETA电位的测定与机理探讨第111-112页
    7.7 吸附量测定与机理探讨第112-114页
    7.8 本章小结第114-116页
第八章 主要结论与特色创新第116-119页
    8.1 主要结论第116-117页
    8.2 特色与创新点第117-118页
    8.3 需要进一步研究的工作第118-119页
致谢第119-120页
参考文献第120-127页
附录第127-135页
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