硫化铜浮选后污水中有哪些成分

A. 任务铜矿石的物相分析

任务描述

一个矿床是否具有价值，不仅与元素的含量有关，更与元素的赋存状态有关。有时，某些元素的含量虽然很高，储量也很大，但由于矿物组成复杂，选矿冶炼都有困难，可能并不具工业价值，因此，在选矿和冶炼工艺的研究及生产实践中，物相分析的作用也特别突出，因为它不仅能够指示出原矿或原料中有用元素的各种矿物（或化合物）所占的比率，为制定选冶工艺方案提供依据，而且还能指出尾矿或矿渣中有用元素损失的状态和含量，从而为资源综合利用辩搭吵提供依据。本任务旨在通过实际操作训练，明白物相分析意义，知道铜矿石物相分析具体操作方法。

任务实施

一、矿物分离

1.硫酸铜的分离

在含铜的矿物中，能溶于水的仅硫酸盐一种；借此特性，可用水浸取，使铜的硫酸盐与其他铜矿物分离。如果试样中含有其他的硫化物（如闪锌矿）、氧化物（如氧化钙、氧化镁、三氧化二铝等）以及还原性金属铁时，将导致硫酸铜的浸取不完全或者完全不能浸出。用水浸取的方法虽然有此缺点，由于其操作简便快速，特别在配合选矿浮选实验时，仅需测定水溶性铜盐的情况下，可普遍采用。

对于用水不能完全浸出的试样，可用黑药钠盐（二乙基二硫代磷酸钠）水溶液作为硫酸铜的选择性溶剂。黑药钠盐与硫酸铜反应生成的不溶于水的黑药铜盐，然后用有机试剂（如苯）将黑药铜盐萃取出来。此方法避免了蒸馏水浸取产生的干扰，这是因为黑药铜盐的形成速度要比铜离子与硫化锌、金属氧化物，以及如前所述的许多干扰物的反应速度快的缘故。黑药钠盐法测得胆矾的结果较为准确。由于这一方法操作手续较繁，除特殊要求，一般不用。

2.自由氧化铜的分离

分离自由氧化铜的溶剂较多，对于矿物组成不同的矿石常选用不同的溶剂，经常采用的有酸性溶剂和碱性溶剂两大类。

（1）酸性溶剂。含有亚硫酸钠的稀硫酸溶液是氧化铜矿物的良好溶剂，在1g Na₂SO₃的H₂SO₄（5＋95）溶液中，孔雀石、蓝铜矿全溶，赤铜矿只溶解一半，自然铜和硫化铜矿不溶。同时溶解与方解石、白云石、锰结合的氧化铜。

稀硫酸溶液中亚硫酸钠的引入是为了保持二氧化硫的还原气氛，避免硫化铜的溶解。当溶液中有三价铁存在时，由于亚硫酸钠本身不能还原三价铁到二价铁，所以会引起枝滚硫化铜的溶解；溶液中三价铁的质量越多，硫化铜溶解的量也就越大。

含有3.0g Na₂SO₃的H₂SO₄（0.25mol/L）溶液浸取自由氧化铜，由于酸度的下降和亚硫酸钠用量携侍的增加，使溶液中三价铁的质量下降，得到较为准确的自由氧化铜的结果。

用EDTA-TTHA（三乙四胺六乙酸）-氯化铵（pH＝3 ）为自由氧化铜的溶剂，孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿全溶，辉铜矿溶解率为3%。

（2）碱性溶剂。pH＝10的30g/L乙二胺溶液，加入适量的氯化铵和亚硫酸钠，在规定的条件下，孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿溶解，硅孔雀石少量溶解，硫化铜、与白云岩结合的铜不溶。乙二胺对铜离子的配位能力较强，对钙、镁、铁的配位能力则较弱，因此在乙二胺溶液中白云石等脉石矿物溶解度很小，从而达到自由氧化铜与结合氧化铜分离的目的。需要指出的是不同地区的辉铜矿有时会有不同程度溶解。

用碳酸铵-氢氧化铵溶液在室温浸取1h，铜的氧化物几乎全部溶解，同时溶出的还有自然铜。与铁结合的氧化铜不溶，辉铜矿的溶解可达10%，甚至更大。因此，当试样实属氧化矿，自然铜含量又很低，则碳酸铵-氢氧化铵溶液可作为自由氧化铜的选择性溶剂；否则会引起较大的误差。

3.结合氧化铜的分离

要浸取这一部分的氧化铜，首先要了解试样中氧化铜是与什么矿物相结合，即是与钙镁的碳酸盐（方解石、白云石）结合，与铁矿物、铁锰结核等矿物结合，还是与硅铝酸盐（高岭土、黏土）、石英等矿物结合，然后决定分离结合氧化铜的溶剂。

与钙镁的碳酸盐结合，可用含亚硫酸钠的硫酸（5＋95）溶液。

与硅铝酸盐和石英结合，用含氟化氢铵和亚硫酸钠的硫酸（5＋95）溶液浸取。

与铁矿物，铁锰结核等矿物结合，用HCl（1＋9）-SnCl₂（10g/L）溶液浸取。

盐酸-氯化亚锡法只适用于氧化矿。含亚硫酸钠，氟化氢铵的稀硫酸溶液浸取时，虽然也有三价铁对硫化铜矿的干扰；但由于氟化物的引入，减少了对硫化铜矿的影响。一般情况下，含亚硫酸钠、氟化氢铵的稀硫酸溶液仍是总氧化铜的选择性溶剂。

为准确的测定次生硫化铜矿，可在浸取自由氧化铜后，用中性硝酸银溶液先浸取次生硫化铜，再用含亚硫酸钠、氟化氢铵的稀硫酸溶液浸取结合氧化铜。

4.次生硫化铜的分离

（1）硫脲法。硫脲与铜在酸性介质中形成配合物，以含10g/L硫脲的HCl（1mol/L）溶液为溶剂，在规定的条件下，辉铜矿、斑铜矿、铜蓝溶解，黄铜矿不溶。关于硫脲的用量、酸度大小和处理时间的长短，一般来说，硫脲用量愈多，酸度愈大，处理时间愈长，试样的粒度愈细，溶解的速率愈快，反之反应则慢。根据矿区不同，可选择最低试剂用量和最短处理时间。

（2）银盐法。银盐浸取法可以在酸性，中性，氨性溶液中进行。

在酸性溶液中进行的条件为：试样经分离氧化铜后，以含硝酸银（20g/L）的（1 ＋99）HNO₃（H₂SO₄）在室温下浸取1h；此时，辉铜矿、铜蓝、斑铜矿溶解98% 左右，黄铜矿溶解2% 左右。引入铁盐溶液（10g/L），斑铜矿的溶解更趋于完全。

在中性溶液中进行的条件为：15g/L AgNO₃溶液，室温浸取半小时，再用乙二胺（15g/L）溶液浸取45min。

在氨性溶液中进行的条件为：AgNO₃（20g/L）-NH₄OH（4mol/L）溶液，室温浸取60min。

5.原生硫化铜的分离

留在最后残渣中进行铜的测定。

二、分析流程

1.分析流程Ⅰ

适用于一般铜矿石分析，不适用于含有赤铜矿、自然铜的试样。

试剂：亚硫酸钠、氟化氢铵、硫脲、盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液（120g/L）、酚酞指示剂（1g/L）。

（1）自由氧化铜的测定。称取0.5～1.0g（精确至0.0001g，称样量根据试样中铜的含量而定）试样置于250mL锥形瓶中，加入3g Na₂SO₃和60mL H₂SO₄（0.25mol/L），室温振荡30min。过滤，滤液用硫代硫酸钠分离铜后，测定铜，即为自由氧化铜的铜。

（2）结合氧化铜的测定。将上面的残渣放回原锥形瓶中，加入 1g Na₂SO₃、2g NH₄HF₂和100mL H₂SO₄（5＋95），室温振荡1h。过滤，滤液同自由氧化铜一样分离测定铜，即为结合氧化铜的铜。

（3 ）次生硫化铜的测定。将上面的残渣放回原锥形瓶中，加入10 g硫脲和100mL HCl（0.5mol/L），室温振荡3h。过滤，滤液以酚酞为指示剂，用NaOH（120g/L）溶液中和至红色，过量5mL，煮沸20min，陈化1h后过滤，滤液测定铜，即为次生硫化铜的铜。

（4）原生硫化铜的测定。最后将残渣低温灰化后，盐酸-硝酸溶解，进行铜的测定，测得铜为原生硫化铜的铜。

2.分析流程Ⅱ

本分析流程不适用于硅孔雀石高的试样。

（1）自由氧化铜的测定。称取0.5～1.0g（精确至0.0001g，称样量根据试样中铜的含量而定）试样置于250mL锥形瓶中，加入100mL 乙二胺溶液（30g/L ）用盐酸调节，精密pH试纸试验，使pH为10）、5g NH₄Cl和5g Na₂SO₃，室温振荡1h。过滤，用水洗涤，滤液用硝酸-硫酸处理，用适当的方法测定铜，即为自由氧化铜的铜。

（2）次生硫化铜的测定。将上述残渣放入250mL烧杯中，加入100mL AgNO₃（10g/L）溶液（用稀氢氧化钠溶液滴定至开始出现稳定的水解产物为止，过滤备用），于沸水浴中浸取30min，过滤。二次滤液合并，同上面一样用硝酸-硫酸处理，用适当的方法测定铜，即为次生硫化铜的铜。

（3）结合氧化铜的测定。将上述残渣放回250mL 烧杯中，加入100mLH₂SO₄（5 ＋95）、1g Na₂SO₃和5g NH₄HF₂于沸水浴中浸取1h。过滤，滤液用硫代硫酸钠分离铜后，测定铜即为结合氧化铜的铜。

对富含褐铁矿的铜矿，可用50mL HCl（1 ＋9），加入0.25g SnCl₂·2H₂O 和0.5g NH₄HF₂，于沸水浴中浸取15min，过滤。滤液分离铜后，即为结合氧化铜的铜（氯化亚锡用量与褐铁矿含量有关，褐铁矿含量高时，应增加氯化亚锡的用量）。

（4）原生硫化铜的测定。最后将以上残渣低温灰化后，盐酸-硝酸溶解，进行铜的测定，测得铜即为原生硫化铜的铜。

3.分析流程Ⅲ

本流程适用于以辉铜矿为主，并含赤铜矿的试样。

试剂：①自由氧化铜浸取液，称取15g EDTA二钠盐和20g NH₄Cl，用水溶解；称取10 g TTHA（三乙四胺六乙酸）用水加热溶解，趁热与上述溶液混合，并加水稀释至1000mL。②次生硫化铜浸取液，称取10g AgNO₃、20g Fe（NO₃）₃，用水溶解，加入10mL H₂SO₄（1＋1），并加水稀释至1000mL。

（1）硫酸铜的分析。称取0.1～0.5g试样（精确至0.0001g，称样量随试样中铜的含量而定）置于250mL塑料瓶中，加50mL水，室温振荡30min。用中速滤纸过滤，用水洗涤塑料瓶及沉淀各5次，滤液用100mL容量瓶承接，加入3mL HNO₃，用水稀释至刻度，摇匀。用原子吸收光谱法测定硫酸铜中的铜。

（2）自由氧化铜的测定。将分离硫酸铜后的残渣连同滤纸，移入原塑料瓶中，加入自由氧化铜浸取液50mL，室温下振荡30min。用中速滤纸过滤，滤液用100mL容量瓶承接，加入3mL HNO₃，用水稀释至刻度，摇匀。原子吸收光谱法测定自由氧化铜中的铜。

（3）结合氧化铜的分析。将分离自由氧化铜的残渣连同滤纸移入原瓶中，加入50mL H₂SO₄（5＋95）-Na₂SO₃（40g/L）-NH₄HF₂（40g/L）浸取液，室温振荡1h。用中速滤纸过滤，滤液用100mL容量瓶承接，加入3mL HNO₃，用水稀释至刻度，摇匀。原子吸收光谱法测定结合氧化铜中的铜。

（4）次生硫化铜的测定。将分离结合氧化铜的残渣连同滤纸移入原瓶中，加入50mL次生硫化铜浸取液，室温振荡1 h。用中速滤纸过滤，滤液用100mL 容量瓶承接，加入3mL HNO₃，用水稀释至刻度，摇匀。原子吸收光谱法测定次生硫化铜中的铜。

（5）原生硫化铜的测定。将分离次生硫化铜后的残渣移入瓷坩埚中，置于高温炉中，从低温开始升起，于600℃灰化30min，取出，冷却。移入100mL 烧杯中，用少量水润湿，加入15mL HCl和5mL HNO₃，于电热板上加热溶解，蒸发至湿盐状，加入3mL HNO₃和10mL水，加热溶解盐类。冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。原子吸收光谱法测定原生硫化铜中的铜。

任务分析

一、物相分析简介

物相分析又称合理分析、组分分析或示物分析。

矿石的物相分析，就是确定矿石中各种矿物的组成或确定同一元素的不同化合物（矿物）的含量。它与一般的岩矿全分析不同，后者是确定各种元素的总含量，并不涉及这些元素的存在状态和它们在试样中的分布情况以及试样的物理和化学的特征。物相分析和元素分析是互为补充的。

物相分析是随着选矿和冶金工艺的研究发展起来的一门科学。它作为一门独立的分析方法，至今仅有40多年的历史。

物相分析在对矿床进行综合评价、鉴定矿物和元素的赋存状态，选矿和冶金工艺的研究生产实践、分析化学的发展等方面，都起着十分重要的作用。

例如，在对矿床进行综合评价时，仅仅测定矿石中各有用元素的总含量是不够的，因为一个矿床是否有价值，不仅与有用元素的含量有关，而且更重要的是与有用元素的存在状态有关。有时，有用元素的含量虽然很高，储量也很大，但由于矿物组成的复杂性，选矿冶炼都困难，因而受技术条件的限制，并不一定具有工业价值。例如，目前铜矿石取决于矿石中的铜是以硫化物还是以结合氧化铜形式存在，因为结合氧化铜中的铜是难以冶炼出来的。

在选矿和冶金工艺的研究及生产实践中，物相分析的作用特别突出，因为它能够指出原矿或原料中有用元素的各种矿物（或化合物）所占的百分率，提供制定选、冶方案和选择工艺条件的依据。例如，某铁矿中含铜在1% 以上，原矿的化学物相分析结果表明，几乎所有的铜都与铁矿物以某种形式结合，这说明，直接用选矿的方法回收铜是不可能的。在火法冶金的工艺研究和实践中，在炼铜时，炉渣中常含有硫化亚铜、金属铜、硅酸铜和亚铁酸亚铜等化合物。进入炉渣的化学物相分析指出的各种化合物的含量情况，冶金工艺人员可通过延长沉淀时间、减少炉渣黏度来降低机械损失，或通过改变炉内气氛克服化学损失。另外，化学物相法中的选择性溶剂也为湿法冶金开辟了广阔的前景。

物相分析的方法，可分为物理物相法和化学物相法两大类。物理物相法是根据各种矿物或化合物的物理性质（如折射率、密度、磁性、导电性、介电性、表面能等）的不同，借助于仪器分析的方法（如光谱法、X射线光谱法、热谱法、热分析法、重液离心分离法、电化学分析法、显微镜观察法等）对矿物的含量进行定量测量的方法。化学物相法，是基于各种矿物或化合物化学性质的不同，主要是在某些溶剂中的溶解度和溶解速度的不同，利用选择溶解的方法来测定各种矿物或化合物含量的方法。

物理物相法多用于定性分析，但在近代已向定量发展；化学物相法设备简单，目前在国内应用较为普遍。在实际工作中，也常将二者结合使用。

二、铜矿石的化学物相分析

铜矿石按其矿物的组成不同，可分为硫化铜矿、氧化铜矿和混合铜矿三大类。目前，世界上有80% 的铜来自硫化铜矿。

在硫化铜矿石中，黄铜矿是最重要的原生硫化矿物，其次是斑铜矿、辉铜矿、方铜矿、硫砷铜矿等。在铜的次生硫化矿物中，最重要的是辉铜矿，其次是铜蓝和斑铜矿。

铜的氧化矿物有孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、碱式碳酸铜等。

根据铜矿物组成、化学性质和选矿工艺中的行为不同，在铜矿石物相分析中将某一些常见的铜矿物分为以下几组：

次生硫化铜（包括辉铜矿、铜蓝、斑铜矿）；

原生硫化铜（包括黄铜矿、方黄铜矿等）；

自由氧化铜（包括孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿等）；

结合氧化铜（包括孔雀石，与脉石相结合的铜等）。

铜矿石的化学物相分析方法是以选择某一溶剂为基础的，各铜矿物在不同溶剂中的大致溶解情况见表5-2。

表5-2 各种溶剂对铜矿物的溶解作用（浸取率，%）

从表中看出，铜矿物（100筛目）在各种溶剂中的溶解情况为：

（1）用含亚硫酸钠的硫酸溶液（5%）浸取1h，铜的氧化矿物除赤铜矿溶解不完全外，孔雀石、蓝铜矿几乎全部溶解，而铜的硫化矿物黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿几乎不溶解。因此当试样中含自然铜、赤铜矿不高时，可用此溶剂浸取测定氧化铜。含亚硫酸钠的硫酸溶液（3%）与含亚硫酸钠的硫酸溶液（5%）溶解铜的氧化物，结果基本一致。但铜的硫化矿在硫酸溶液（3%）中溶解得更少一些，因此，当试样中铜的硫化物含量高时，宜采用含亚硫酸钠的硫酸溶液（3%）溶解。

（2）用固体碳酸铵浸取2h，铜的氧化矿除赤铜矿不能全部溶解外，自然铜、孔雀石、蓝铜矿等几乎全部溶解。而辉铜矿、斑铜矿和黄铜矿则少量溶解。因此当试样中含自然铜、赤铜矿时，可用固体碳酸铵浸取氧化铜。但由于赤铜矿只被溶解84%，而辉铜矿能够溶解5% 左右，所以测定的结果有较大的误差。

（3）用固体碳酸铵浸取2h后，再用氨水浸取半小时，铜的氧化矿物几乎全部溶解，但辉铜矿也可溶解10% 左右。因此当试样中含自然铜、赤铜矿时，可用固体碳酸铵-氨水浸取氧化铜。但当试样中含辉铜矿高时，则误差较大。

（4）用过氧化氢-冰乙酸混合液浸取1h，辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿等含铜硫化物可全部溶解，此时，自然铜也全部溶解。因此，当试样中含自然铜时，必须先将自然铜浸出后，再浸取铜的硫化物。

在铜矿物的物相分析中，其他溶剂如含硫脲的盐酸（1N）溶液浸取3h，次生硫化铜可全部溶解，而原生硫化铜几乎不溶。或选择氰化钾作溶剂同样可使生硫化铜溶解，而原生硫化铜不起反应。用硫酸铁-硫酸作溶剂时，可以使辉铜矿溶解一半，而赤铜矿、金属铜全部溶解。

铜矿石物相分析一般只要求测定氧化铜总量和硫化铜总量。对矿物组成比较复杂的矿石则要求分别测定自由氧化铜（包括蓝铜矿、孔雀石、赤铜矿、黑铜矿等）、结合氧化铜（包括硅孔雀石、与脉石结合的铜，与铁、锰结合的铜）、次生硫化铜（包括辉铜矿、铜蓝、斑铜矿等）和原生硫化铜。硫酸铜的存在对浮选有影响，因此，该相的测定有时是必不可少的。自然铜、硅孔雀石、辉铜矿、斑铜矿等矿物的单相测定，只有在特别需要时才进行。传统物相分析一般采用在试样中加入不同溶剂，连续浸取各种相态的铜，然后通过铜的测定方法测定铜的含量。下面介绍一般铜矿石物相分析。

实验指南与安全提示

在铜的几乎所有氧化矿石中，铜的氧化物均有一部分以某种形态与脉石相结合，或以机械方式成为脉石中极细分散的铜矿物的包裹体，或以化学方式成为类质同象，或成吸附性杂质，这部分与脉石结合在一起的细分散的氧化铜矿物的颗粒不能再碎样时被破碎，所以无论用机械方法把矿石粉碎到技术上可能达到的最大磨细度，或是用化学方法（不使脉石有部分破坏），都不能把这部分铜分离出来，这种铜统称结合氧化铜。另外，以其他形式存在于铁和锰的氧化物和氢氧化物中的铜也属于结合氧化铜，它们都属于难选矿物。

在物相分析中，最广泛应用的选择性溶剂类型有水、酸（包括混酸）、碱溶液和盐溶液，其中酸和盐溶液具有较普遍的意义。但应注意，在用酸作溶剂时，由于矿石中不与酸作用的组分很少，而且组成矿石的各种矿物与酸反应的差别也很小，所以必须注意正确选择处理条件和浓度，这往往是物相分析成功的关键。

对组成较简单的铜矿石，通常只测定氧化铜、次生硫化铜、原生硫化铜。对组成较复杂的矿石，还需测定自由氧化亚铜和结合氧化铜的含量。硫酸铜矿物在大多数情况下存在于矿石中的量是极少的，但由于其易溶于水的性质，对浮选过程有很大的影响，所以测定它的含量也是有意义的。

拓展提高

铜矿石的物相分析影响因素

铜矿石的物相分析流程还很多，其关键均在于溶剂的选择。溶剂的选择是化学物相分析的基础。最理想的溶剂是能使试样中待测的矿物完全溶解，而其他矿物完全不溶解，但这是不可能的，因为任何物质在一定温度下在各种溶剂中都有一定的溶解度，只不过大小不同而已。我们只能尽量选得一种溶剂使它对欲测的矿物几乎全部溶解（至少应溶解90% 以上），而对其他矿物几乎不溶解（至少应＜2%）。这就是说，要使所选择地溶剂选择性尽量地高。怎样才能获得选择性高的溶剂？目前有关这方面的理论还十分缺乏，主要是通过实验来选择。但一般地说溶解和不溶解实际上是溶解度和溶解速度的问题，因而这二者便是溶剂选择的依据。

但是溶解度和溶解速度还受许多外部因素的影响，如：溶剂的性质，溶剂的浓度，溶解时的温度，矿物的粒度，溶解的时间，搅拌，以及选择性溶解过程中杂质的影响等因素。

（1）溶剂的性质：不同的溶剂对不同的矿物具有不同的溶解能力。例如水是一种极性溶剂，典型的离子键化合物一般可溶于水中。而具有共价键的无机化合物，难溶于水，但当用极性小的或非极性的有机溶剂溶解时，由于这时溶剂化过程放出的能量大于矿物的晶格能，它们就能溶解。

所以在物相分析中选择溶剂时，相似相溶的经验规则得到广泛的应用。

（2）溶剂浓度：一般地讲，增大溶剂的浓度，会使化合物的溶解度和溶解速度增大，但对于有黏性的溶剂，增大浓度使黏度也增大，反而会引起某些化合物溶解速度的降低。

（3）温度：溶剂温度升高，能加快溶解速度。但在某些情况下，升高溶剂的温度往往对化合物的分离引起不良后果，如水解现象的发生，溶剂因挥发而失效等。所以根据被溶解分离的化合物和溶剂之间的反应特性来选择溶解温度，对氨水、过氧化氢等溶剂尤应注意温度的严格控制。

（4）粒度：试样的粒度越小，溶解速度也越快，因为溶解作用首先是在物质粒度表面进行，所以单位重量物质表面积越大，溶解速度也就越快。某些固体物质具有孔隙、裂隙，对于这些物质，磨细对于表面积的增大就无多大影响。但无论如何，在制备试样时，必须将试样磨细至各化合物呈单体分离，否则，只要有结合状态的颗粒存在，分离就不能完全。

（5）搅拌：搅拌可以加速溶解速度。

（6）杂质的影响：选择性溶解过程中杂质的存在往往会促进或阻碍溶解作用。例如，有三价铁存在时，当用盐酸或硫酸溶液作选择性溶剂分离氧化矿物和硫化矿物时，往往会因三氯化铁、硫酸铁的生成而促进硫化物的溶解，导致错误的分析结果；又如当试液中有大量硫化物存在时，在用硝酸处理的过程中，析出的游离硫往往包住未溶解的试样颗粒，使溶解发生困难。由此可以得知，矿物的成因、变质程度以及所包含的类质同晶杂质或其他杂质不同，会使不同矿区的矿物在溶剂中的溶解量不同，所以对一个矿区的物相分析流程，有可能不适用于其他矿区。

B. 化学选矿工艺硫化铜含量

摘 要 ：选矿是矿山生产中的一个重要环节，需要在了和巧告解矿物性质的基础上，通过采用试验等方法，合理确定选矿工艺。本文以某高品位复杂难选硫化铜矿为例，研究选矿工艺的具体应用。首先对该高品位硫化铜矿进行简单介绍，进而设计试验过程，对其选矿工艺进行确定，以期为相关工程提供参考。关键词 ：复杂难选 ;硫化铜矿 ;选矿工艺

在某些铜矿资源丰富的矿区，通常还伴生有金、银、钼等矿物，具有巨大的经济价值。对其进行有效的利用，可以解决目前国内的同资源短缺问题。但是在矿山生产中，由于原矿中次生铜矿物含量较大，而且泥化严重，增加了铜硫分离难度。针对这种情况，需要对复杂难选硫化铜的选矿工艺进行优化，采用试验研究方法，合理选择工艺和药剂，提高矿物回收率。 1 某矿区高品位硫化铜矿的基本特点某 矿 区 高 品 位 硫 化 铜 矿 的 含 铜 量 为 1.91%，含 硫 量 为 18.32%。而且通矿物的种类较多，含有较多的粘土矿物，泥化现象也较为严重，对高品位硫化铜矿回收产生不利影响。通过前期勘察可知，该矿区除了主要的黄铜矿外，还存在大量黄铁矿和褐铁矿，以及少量辉铜矿和孔雀石。不仅矿物种类多，矿石构造也非常复杂，包含条带状、块状、粉末状和浸染状构造等。其中，黄铜矿的结构不够规则，部分包裹在黄铁矿中，呈星点状分布。由于铜矿物和硫矿物嵌布不均匀，存在较大差异，也增加了铜矿物的回收难度。原矿中的主要化学成分包含 Cu、Fe、Pb、S、Zn、 Mo、Co、Mn、As、C、CaO、SiO2、Al2O3、MgO、K2O和Na2O等，由于铜含量和 S 含量较高，属于典型的高品位硫化铜矿 [1]。 2 复杂难选硫化铜矿选矿工艺的试验分析 2.1 试验总体设计从矿区的实际情况来看，由于部分氧化黄铁矿和蓝辉铜矿的表面被粉末状孔雀石、水胆矾等尽然，铜矿物的分离回收较为困难。再加上通矿物结构的复杂性，必须对选矿工艺进行合理设计。在该矿区中，原矿的含铜量高，主要回收目标即铜矿物。由于矿石性质复杂、分选难度大，属于复杂难选硫化铜矿的情况，是目前选矿技术的难题之一。要实现对硫化铜矿的有效回收和分离，应采用浮选工艺。该工艺对处理硫化铜矿物嵌布粒度不一的情况，有较大的应用优势。可以根据优先浮选原则，设计选矿流程。在磨矿细度较粗的情况下，进行组选作业，得到粗精矿后，通过再磨强化，使连生体矿物解离，令矿物表面脱药，从而实现硫化铜矿物分离后的深度精选，得到符合要求的铜精矿。在设备选择方面，主要需要利用球磨机进行磨矿，利用浮选机进行浮选试验。使用的试验药剂为工业产品，将选矿回水作为试验用水，在实验室中进行选矿试验。 2.2 磨矿细度试验分析为了提升选矿效果，需要让目的矿物单体充分解离，这是提高选矿指标的重要前期。而磨矿过程则是实现矿物的单体解离过程，需要对磨矿细度进行合理选择，保证试验的有效性。在此方面，可以采用 Z-200 作为磨矿细度捕收剂，其用量可以固定设计为 15g/t。此外，石灰用量设计为 5kg/t，浮选矿浆的 pH 值应控制在 10 左右。在浮选试验过程中，首先在原矿中添加设计好用量的药剂，然后进行磨矿，可以得到铜粗精矿和尾矿。在此过程中，精矿品位会出现先上升、后趋于平衡的变化趋势，回收率同样先上升，然后逐渐趋于平缓，在粗选细度为 80% 时，可以获得较好的粗选宽知指标，因此，可以将磨矿细度确定为 80%[2]。

2.3 捕收剂选择铜矿物的优先浮选试验受高效捕收剂影响较大，合理选择铜矿物高效捕收剂，是铜优选成功的关键。在具体选择过程中，就是要使用对通矿物选择性好的捕收唤明剂，同时要保证其对硫矿物作用效果较小。在本次试验过程中，主要选择 Z-200、酯 105、 BK-404、丁铵黑药作为捕收剂，分别通过试验判断四种不同类型的捕收剂对于铜矿物选别的影响。在上述试验确定的磨矿细度条件下，设计抑制剂石灰的用量为 5kg/t，控制浮选矿浆的 pH 值为 10，分别用四种捕收剂进行试验。通过对试验结果进行比较可以看出，丁铵黑药的选择性效果明显弱于其他三种捕收剂，在使用丁铵黑药作为捕收剂时，获得粗精矿中铜的回收率虽然较高，但品位低，含有较多的黄铁矿、脉石矿物等。在其他三种捕收剂中，Z-200 和酯 105 的捕收效果较为相近，获得的粗精矿铜品位较高，但是其铜回收率低。只有选择 BK-404 作为捕收剂时，可以同时获得较好的铜品位和铜回收率。其中，铜品位指标为 10.02%，铜回收率指标为 81.23%。因此，推荐选择 BK-404 作为硫化铜矿物的捕收剂。在捕收剂用量确定方面，如果 BK-404 用量过大，虽然杂质矿物更容易捕收，但药剂选择性会受影响，从而影响精矿质量。如果其用量过少，则会因矿物捕收能力不足，影响铜矿物的回收率。通过试验发现，随着 BK404 用量增加，精矿品位会出现下降，但不明显，铜回收率则出现明显上升。在 BK-404 用量为 30g/t 时，可以获得最佳的铜粗选效果 [3]。(下转 26页)收稿日期 ：2018-08 作者简介 ：侯焰军，生于 1985年，男，汉族，江西上饶人，本科，助理工程师，研究方向 ：选矿。万方数据 26 M矿产资源 ineral resources 常所说的成矿热液，该热液侵入了岩石中的二长花岗岩，在该矿体与张广才岭群组地层中发现了著名的矽卡岩矿床，例如林海铁矿、信号铁矿等，这都表明了该矿体与矽卡岩之间的密切关系 [2]。在经过中生代后，发生了多期的火山和次火山侵入的活动，该过程为铁矿床的形成提供了动力来源，加速铁的浓度的聚集，将铁矿物赋存在铁矿中，矿物得到富集，最后冷却得到进一步的沉淀，日积月累，最后成矿。其构造主要是受到了牡丹江岩石圈地层的断裂作用的影响，断裂构造的受到了一定的影响，导致该区域内的断层发育明显，该区域主要分布两个主要的断层，其中北东部的断层是以北向西方向为主，西侧的断层主要是北北东方向的，两断层是矿区控制矿体的主要构造，构成了矿区的容矿构造。矿区中出露的矿层主要是以大面积的花岗岩为主要岩体，走向为南北，磁铁矿床主要分布于新生古界组中。 3.3 矿体物质的追溯奋斗铁矿中矿体的矿物来源于上元古界张广才岭群新兴组的古老变质岩系，变质岩中含有丰富的矿物质。铁矿床主要出于矿区的中部，岩性的代表物有板岩、矽卡岩、大理岩、角岩等，矿源中的含铁丰富，该矿区的矿床以脉状、层状或者透镜状等为主，尽管矿床的规模相对不大，但铁矿床的品味却很高，元素的富集不仅包含铁，还有铅锌等有色金属元素的富集。 3.4 成矿背景分析在晚三叠世一中侏罗世时期，构造结构发生一系列的转化，在古亚洲洋发生闭合的条件下，构造总体得到伸展，在经过拆沉和底侵的作用后，岩浆活动变为侵入为主。在经过早期、中期、晚期的作用后，形成了以矽卡岩型为代表的有色金属矿床。区域内发现了一些著名的矽卡岩矿床，有二股东山铅锌矿床、响水河锌矿床、翠宏山铁钨多金属矿床白岭铅锌铜矿床、这些矿床的形成都是出于该年代的集中压力范围内，都经历了接触带构造、岩体和围岩的断裂作用、热液和矿化作用，因此形成了多金属成矿的作用。通过资料，我们推测奋斗矿床的形成时间在中 - 中侏罗世，空间的分布与太平洋板块的运动有直接的关系。

4 结论本文主要是以黑龙江省海林市奋斗铁矿床为目标对象，在进行了详细的野外调研工作并获得一手的资料资料后进行的分析。本文以该结合区内一些可以参考的找矿勘查工作的各项研究成果为研究基础，并从奋斗铁矿床成因、找矿方向、成矿地质特征等方面，对该矿床进行成矿条件和找矿预测，获取了找矿的一些标志，奋斗铁矿的矿床成因与矽卡岩矽卡岩化的联系比较密切，该观点的提出为下一步的找矿工作提供了参考依据，为进一步进行勘探工作指明了工作方向，加快了勘探的进程。参考文献 [1] 周伶俐 ,曾庆栋 ,刘建明 ,张作伦 ,段晓侠 ,陈文文 ,李延春 ,魏金江 .吉林大黑山斑岩型铝矿床成矿阶段及含矿裂隙分布规律 [J].地质与勘探 ,2010,(03):448-454. [2] 曹新志 ,孙华山 ,徐伯骏 .关于成矿预测研究的若干进展 [J].黄金 .2003, 24 (4):11-14. (上接 24页) 2.4 抑制剂用量确定在抑制剂的选择和用量确定方面，其主要作用是对铜硫分离过程中的脉石矿物等进行抑制。常用的抑制剂包括石灰、次氯化钙、氯化钙和腐殖酸钠等。目前使用最广泛的抑制剂是石灰，其效果也最好，而且成本低，适合矿山生产使用。在本次试验过程中，也选择石灰作为抑制剂，并通过试验方法确定抑制剂的具体用量。从石灰用量对于铜的粗选指标影响情况来看，随着石灰用量逐渐增加，粗精矿品位也随之增加，部分与硫矿物共生的矿物也会受到抑制，进而导致铜的回收率受到影响。最终确定石灰抑制剂的用量为 5kg/t 时，可以获得最佳的选矿指标。在该条件下进行试验，得到的铜精矿品位、铜回收率均较高。 2.5 精选条件分析确定上述几点选矿工艺的基本参数后，为提高铜精矿品位，还需要对经过粗选后得到的粗精矿继续进行精选条件试验，通过分析各精选条件，对于铜的选别指标影响，确定最佳的选矿工艺。在精选过程中，通过对粗精矿进行再磨，可以促进铜矿物的单体分离，为后续铜精选操作创造条件。在操作过程中，可以通过加入无机抑制剂，增强黄铁矿抑制效果。本次试验主要通过在精选过程中，创造高碱矿浆环境，然后加入 BD 抑制剂，对黄铁矿进行抑制。在再磨细度 90% 条件下，通过进行 3 次精选，并条件 1000g/t 石灰，可以获得较高的铜精矿品位，其指标值为 21.47%。在小型开路试验过程中，铜精矿回收率为 70.31%，铜品位为 21.05%，也可以验证工艺的优越性。 2.6 闭路试验结果最后，通过采用闭路试验方法，对上述工艺条件下的选矿工艺参数进行确认。在闭路浮选试验过程中，考察铜的回收率和矿品位。从闭路试验结果来看，在原矿含铜量为 1.90% 条件下，采用上述铜有限浮选工艺，铜回收率可以达到 74.47%，铜品位可以达到 20.12%。浮选尾矿中的含铜量为 0.52%。尾矿中的铜矿物主要存在于结合铜、孔雀石形式中，对于这种氧化铜矿，采用直接浮选回收的难度较大，还需要继续研究氧化铜矿物的回收办法。总体而言，通过采用上述试验确定的硫化铜矿浮选工艺，能够有效提升铜的回收率指标和铜品位。其工艺流程可以分为两部分，一是铜的优先浮选，二是粗精矿的再磨精选。通过采用两步流程工艺，可有效提升铜回收率，在开路和闭路试验中均能获得较好的效果。因此，上述试验确定的工艺参数，可以为实际生产提供依据。 3 结语综上所述，复杂难选硫化铜选矿工艺设计具有一定的特殊性，通过采用试验研究方法，针对目的矿物的特点，合理设计流程工艺，选择工艺参数，能够为硫化铜矿的铜回收率及铜品位提供保障。同时也能够通过试验确定捕收剂、抑制剂的选择及用量，为硫化铜矿的选矿工艺改进提供参考，促进矿山生产技术水平的提高。参考文献 [1] 张忠平 ,陈飞 .西藏玉龙复杂难选硫化铜矿选矿工艺研究 [J].矿业研究与开发 ,2018,38(04):14-17. [2] 龙伟 . 某难选低品位氧化铜矿选矿工艺研究 [D].武汉科技大学 ,2017. [3] 武钊 ,肖骏 .某高次生铜硫化铜矿选矿工艺研究 [J].铜业工程 ,2016(02):

C. 硫化铅锌矿选矿废水处理与回用技术

国内铅锌资源丰富，分布范围广。但是，矿床9%以上富矿偏少，多数以中低品位为主，而且组成成分较为复杂，以铅锌矿石居多，而同时伴生铜、银、金等50余种元素。在硫化铅锌矿选矿期间，排水量较大，形成的废水有很大的污染性，严重破坏水体环境。由此，做好选矿废水的循环利用，为目前选矿废水资源化利用的关键，甚至关系到矿山的可持续发展。
一、铅锌选矿工艺
浮选是当前我国硫化铅锌选矿的基本要求，不断提高各种工艺水平，其中包括在选矿过程中各种步骤，主要包括碎矿、磨矿、浮铅、锌硫混浮、锌硫分离、精矿浓缩、过滤，产品为铅精矿、锌精矿、硫精矿。在当前开产的过程中，不断融合当前各种资源，其中包括黄药类、黑药类、硫代硫酸钠、硫化钠、氰化钠、硅酸钠、硫酸铜、乙硫氮、石灰、碳酸钠、硫酸锌、亚硫酸钠，提高各种锌矿选择水平。
二、硫化铅锌矿选矿废水特性
2.1废水产量大
硫化铅锌矿选矿耗水量大，经浮选法处理的铅锌矿石，每处理1吨需要用水达4～6m2。生产规模每天在1000吨的中型矿厂，每天需用水达4000～6000m2。即使废水循环利用率在75%时，废水排放率每天就达1000m2左右。一年300d计算，预算每年排废水就达40万一左右。
2.2废水成分复杂
铅锌选矿废水成分复杂，主要含有重金属离子和选矿药剂。选矿废水中主要有害物质是重金属离子、矿石浮选时用的各种有机和无机浮选药剂，包括剧毒的氰化物、氰铬合物等。废水中还含有各种不溶解的粗粒明改及细粒分散杂质。选矿废水中往往还含有钠、镁、钙等的硫酸盐、氯化物或氢氧化物。选矿废水中的酸主要是含硫矿物经空气氧化与水混合而形成的。
2.3悬浮颗粒含量高
铅锌选矿形成的废水，含重金属离子、选矿药剂等复杂成分。洗矿、精矿浓缩脱水、尾矿水及湿式除尘、事故排放等产生的废水，含有大量不溶解的粗粒及细粒状杂质，特别是尾矿水和精矿浓缩水中悬浮物含量高。由于废水中含有重金属离子和选矿药剂，以及溶解的钠、镁、钙等的硫酸盐、氯化物或氢氧化物等物质，使废水总溶固含量较高。
2.4有一定毒性
铅锌选矿废水残留的黄药，不但伴有恶臭味，而且有一定的毒性。研究证实：即使废水中少量的黄药残存，同样将影响水质质量，形成刺鼻的恶臭味。而且，黄药严重毒害哺乳动物，对鱼类有剧毒。废水调整剂中的氰化物、重金属离子等等，都含有剧毒。而且，能经食物链进入人体，严重威胁人体的悔槐银健康。而形成的悬浮物，可以发生诸如阻塞鱼鳃、影响藻类的光合作用来干扰水生物生活条件，如果悬浮物浓度过高，还可能使河道淤积，用其灌溉又会使土壤板结。如果作为生活用水，悬浮物是感观上使人产生不舒服的感觉一种物质，而且又是细菌、病毒的载体，对人体存在潜在的危害。甚至当悬浮物中存在重金属化合物时，在一定条件下(水体的pH下降、离子强度、有机螯合剂浓度变化等)会将其释放到水中。
三、硫化铅锌矿选矿废水处理
3.1可借鉴处理方法
考虑到铅锌选矿废水中，含污染物特性偏高。可尝试借鉴的处理方法，可分如下几类：一类，物理处理，沉碧宴淀、浮选、过滤等等;二类，化学处理，吸附、氧化、中和等等;三类，生物化学，厌氧处理、好氧处理等等。
3.2处理工艺流程
硫化铅锌矿废水中，含大量重金属、悬浮物、废水气泡强等特点，可尝试用的处理工艺用混凝一氧化处理，将基本达到实现污染排放规格标准。而排放到尾矿库中的废水，经DH值回调、自然净化、尾砂吸附等等，都能确保废水处理的排放标准。具体的处理工艺流程，废水一尾矿库一自然净化一调pH值一排放标准;抑或;废水一混凝沉淀一氧化一调pH值一回收利用。经上述处理，基本能达到排放要求。
3.3处理设备及设施
3.3.1浓密机
铅锌选矿排出的尾矿浓度一般较低，通常在选厂内或附近修建浓密机或浓缩池等设施进行尾矿脱水，尾矿砂沉淀形成底流排入尾矿库，澄清水从浓密机上部溢出并回用，浓密机溢出水进行处理后，回水率一般可达40%～70%。
3.3.2尾矿库
在铅锌选矿作业中，尾矿库的使用为最常见形式。经排出的尾矿，经尾矿库处理后，一部分水分渗透尾矿空隙，一部分在尾矿库中自然降解，还有部分在尾矿库中蒸发。但是，实际应用中，有存在渗漏的问题，直接污染地下含水层，此点应值得注意和关注。
四、硫化铅锌矿选矿废水回收应用技术
4.1直接回收应用
选矿废水直接回收，根据废水水质特点，用于原先的选别作业，将大大降低选药剂的成本。而且，尾矿浓缩废水中，含有大量的起泡剂、硫酸根离子等等。直接用于选硫作业，降价提升选硫成本。此外，在选矿废水中，含丰富中药剂的同时，有害物质成分同样居多。不加处理直接回用，将直接影响矿石选别指标，增加金属互含的成分，降低精矿质量的精度。由此，直接用于选锌将影响选锌指标，直接或用于选铅将影响选铅的主品味。而且，分系统回收水设施较为复杂，用水水量稳定性不强，作业生产难以控制。
4.2适度处理应用
硫化铅锌矿选矿废水回收应用中，对废水进行适度处理再回收利用，对目前解决废水污染是最有效的。其基本的处理形式，有两种：第一，废水经处理设施处理后，回收应用到选矿作业中;第二，经尾矿库的澄清、沉淀和氧化自净。考虑到铅、锌离选矿废水中，pH值一般较高。由此，需要在尾矿库中适量加酸微调后用于选矿生产。
现阶段，对硫化铅锌矿选矿废水的污染处理，基本的原理在于经处理后降低环境的污染。可考虑经物理、化学、生物等等方法，确保排放污水的净化指标，降低对周边环境的污染。综合多种处理措施，采用部分废水优先回收，剩余废水适度处理，再回收利用的措施，将大大提升废水的回收利用率，降低废水对环境的污染，更有利于节省生产成本。

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D. 选矿废水处理的污染物及危害

选矿废水中主要有害物质是重金属离子、矿石浮选时用的各种有机和无机浮选药剂，包括剧毒的氰化物、氰铬合物等。废水中还含有各种不溶解的粗粒及细粒分散杂质。选矿废水中往往还含有钠、镁、钙等的硫酸盐、氯化物或氢氧化物。选矿废水中的酸主要是含硫矿物经空气氧化与水混合而形成的。
选矿废水中的污染物主要有悬浮物、酸碱、重金属和砷、氟、选矿药剂、化学耗氧物质以及其他的一些污染物如油类、酚．铵、膦等等。重金属如铜、铅、锌、铬、汞及砷等离子及其化合物的危害，已是众所周知。
其他污染物的主要危害如下：
(1)悬浮物：水中的悬浮物可以发生诸如阻塞鱼鳃、影响藻类的光合作用来干扰水生物生活条件，如果悬浮物浓度过高，还可能使河道淤积，用其灌溉又会使土壤板结。如果作为生活用水，悬浮物是感观上使人产生不舒服的感觉一种物质，而且又是细菌、病毒的载体，对人体存在潜在的危害。甚至当悬浮物中存在重金属化合物时，在一定条件下(水体的pH下降、离子强度、有机螯合剂浓度变化等)会将其释放到水中。
(2)黄药：即黄原酸盐，为淡黄色粉状物，有刺激性臭味，易分解，嗅味阀为0.005mg/L。被黄药污染的水体中的鱼虾等有难闻的黄药味。黄药易溶于水，在水中不稳定，尤其是在酸性条件下易分解，其分解物CS可以是硫污染物。因此，我国地面水中丁基黄原酸盐的最高容许浓度为0.005mg/L，而前苏联水体中极限丁基黄原酸钠的浓度为0.001mg/L。
(3)黑药：以二羟基二硫化磷酸盐为主要成分，所含杂质包括甲酸、磷酸、硫甲酚和硫化氢等。呈现黑褐色油状液体，微溶于水，有硫化氢臭味。它也是选矿废水中酚，磷等污染的来源。
(4)松醇油：即为2#浮选油，主要成分为萜烯醇。黄棕色油状透明液体，不溶于水，属无毒选矿药剂，但具有松香味，因此能引起水体感观性能的变化。由于松醇油是一种起泡剂，易使水面产生令人不快的泡沫。
(5)氰化物：剧毒物质，其进入人体后，在胃酸的作用下被水解成氢氰酸而被肠胃吸收，然后进入血液。血液中的氢氰酸能与细胞色素氧化酶的铁离子结合，生成氧化高铁细胞色素酸化酶，从而失去传递氧的能力，使组织缺氧导致中毒。但氰化物可以通过水体中有自净作用而去除，因此，如果利用这一特性延长选矿废水在尾矿库中的停留时间，可以使之达到排放标准。 (6)硫化物：一般情况下，S、HS一在水中会影响水体的卫生状况，在酸性条件下生成硫化氢。当水中硫化氢含量超过0.5mg/L，对鱼类有毒害作用，并可觉察其散发出的臭气；大气中硫化氢嗅觉阀为l0mg/m。此外，低浓度CS，在水中易挥发，通过呼吸和皮肤进入人体，长期接触会引起中毒，导致神经性疾病夏科氏(CharCOte)二硫化碳癔病。
(7)化学耗氧物：化学需氧量是水中的耗氧有机物的量化替代性指标，在选矿废水中的耗氧物，主要是残存于水中的选矿药剂。

E. 选矿废水中含有哪些浮选剂，如何处理

选矿废水具有水量大、悬浮物含量高、有害物质多的特点。其有害物质是重金属离专子和矿物加工剂。重金属属离子有铜、锌、铅、镍、钡、镉、砷和稀有元素等。
选矿过程中添加的浮选药剂有以下几种
(1)捕集剂，如黄药( roc SME )、黑药[ ( ro )2PSS me )、白药[ cs ( NH C6 H5 )2]；
(2)限制处罚，如氰化物盐(KCN，氯化钠)和硅酸钠(na2sio 3)；
(3)发泡剂，如松节油和甲酚(c6h 4 ch 30h)；
(4)主动惩罚，如硫酸铜(CuS04)和重金属盐；
(5)硫化剂，如硫化钠；
(6)矿浆调节器，如硫酸、石灰等。

选矿废水主要通过尾矿坝有效去除废水中的悬浮物，重金属和浮选药剂的含量也可以降低。不满足排放要求的，应当进一步处理。中科检测一般处理方法如下所述
(1)石灰中和法和煅烧白云石吸附法可以去除重金属；
(2)主要去除浮选药剂可采用矿石吸附法和活性炭吸附法；
(3)含氰废水可以被化学氧化。

F. 请问硫化铜是沉淀吗

是沉淀，呈黑褐色，硫化铜是一种无机化合物，化学式为CuS或CuI₂CuII(S₂)S，故实际上其中有三分之二的硫为过硫离子，三分之二的铜为亚铜离子，山宏极难溶，是最难溶的物质之一（仅次于硫化银、硫化汞、硫化钯和硫化亚铂等），因为它的难溶性使得一些看似不可袜宏以发生的反应能够发生。

硫化铜纳米晶体由于其低成本、高光热转化率的特性，近年来在纳米光热疗领域引起广泛关注。之前的告唯册报道普遍认为硫化铜纳米晶杀伤肿瘤细胞机理全部是基于其光热转化性能。而在这次合作研究中，科研人员观察到除了高效的光热效应。

(6)硫化铜浮选后污水中有哪些成分扩展阅读

硫化铜矿物是提取铜的主要矿物资源，它占铜矿资源的80%，因此，硫化铜矿物的理论与试验研究受到广泛关注。硫化铜矿物主要有黄铜矿、辉铜矿、铜蓝和斑铜矿，其中与黄药作用最强的为辉铜矿，其次为铜蓝，然后为斑铜矿，最弱的为黄铜矿。

由于一种硫化铜矿石中常常含有几种不同的硫化铜矿物，而各种硫化铜矿物浮选所需的药剂种类、用量、pH等浮选条件也各不相同。

另外，不同硫化铜矿物氧化的难易度也存在差异，其中辉铜矿最容易氧化，当铜矿石中含有辉铜矿时，氧化会造成矿浆中含有大量铜离子，因此，给铜锌、铜硫分离造成极大的困扰。

G. 硫化铜的浮选药剂方法

药剂：石灰、黄药（烃基黄原酸盐）、2#油(松醇油)；
设备：球磨机，单槽浮选机。
实验步骤（1）按浮选试验流程中标明的药剂制度，按配制好的药剂浓度准确计算加药量。

（2）清洗浮选机。检查叶轮旋转是否正常，进气孔、回浆管是否畅通。
（3）将磨好的矿浆全部倒入浮选槽内，并将盆上粘附的矿浆全部用水洗至槽内，为防止矿浆沉淀，应先启动浮选机后倒入矿浆。
（4）按流程标明的加药顺序，加入浮选药剂，按规定时间搅拌完毕后，测定矿浆PH值，打开气门充气浮选，在浮选过程中，仔细观察泡沫状态、颜色、泡沫层厚度、矿化好、坏等现象。同时不断用洗瓶冲洗粘附在槽壁上的矿粒，并补加水维持矿浆液面高度不变。
（5）浮选完毕后，取下浮选槽，将槽内矿浆倾入脸盆内，用清水将浮选机清洗干净。

H. 实验六 混合铜矿浮选实验

一、实验目的

1.了解和掌握混合铜矿的浮选方法。

2.了解所使用的浮选药剂的作用。

3.进一步掌握浮选实验操作和对实验结果的处理方法。

二、实验原理

混合铜矿石对于氧化矿和硫化矿的混合铜矿石，一般采用硫化浮选法，其流程有两种:①先选出硫化矿物，尾矿经硫化后再选氧化矿物;②采用硫化后氧化矿物与硫化矿物同时浮出。采用哪种流程较合适，应根据试验加以确定。氧化矿物与硫化矿物同时浮选的工艺条件与氧化矿石的浮选基本一致，只是硫化钠及捕收剂的用量，随矿石中氧化矿物含量的减少而相应减少。硫化后浮选氧化矿物时，硫化矿物码弊可以很好地浮游。

脂肪酸类捕收剂对有色金属氧化矿物具有良好的捕收性，但因选择性差(特别当粗含脉石是碳酸盐矿物时)，精矿品位不易提高。黄药类捕收剂中仅高级黄药对有色金属氧化矿物有一定捕收作用。但未经硫化，直接用黄药浮选氧化铜矿时因成本高在工业上未得到应用。实践上得到应用的方法有:

1.硫化法:最为普遍，工艺简单，凡能进行硫化的氧化铜矿均可用此法进行浮选。经硫化后的氧化矿具有硫化矿的性质，可用黄药进行浮选。孔雀石和蓝铜矿很容易用硫化钠硫化，而硅孔雀石和赤铜矿较难硫化。

硫化时硫化钠用量可达1～2kg/t(原矿)。因硫化钠等硫化剂本身易氧化，作用时间短，生成的硫化膜不稳固，强烈搅拌容易脱落，所以应分批添加，并不需预先搅拌，直接加入浮选槽。硫化时，矿浆pH值越低，硫化越快。

矿泥多、需分散时应加分散剂，通常用水玻璃。捕收剂一般用丁基黄药或同黑药混合使用。矿浆pH值通常保持9左右，过低时，可适量添加石灰。

2.有机酸浮选法:有机酸及其皂类可很好地浮选孔雀石及蓝铜矿。如脉石矿物不是碳酸盐类矿物时可用此法。否则，将使浮选失去选择性。当脉石中含有大量可浮的铁、锰矿物时，会产生同样的效果，使浮选指标变坏。用有机酸类捕收剂进行浮选时，通常还要添加碳酸钠、水玻璃、磷酸盐作脉石的抑制剂和矿浆调整剂。

3.浸出-沉淀-浮选法:当采用硫化法和有机酸法都不能得到满意的效果时采用。该法利用氧化铜迟凳族矿物比较容易溶解，将氧化矿先用硫酸浸出，然后用铁粉置换，沉淀析出金属铜，再用浮选法浮出沉淀铜。该法首先应根据矿物嵌布粒度，将其磨到单体解离，(-200网目占40%～80%)。浸出液为0.5%～3%的稀硫酸溶液，酸的用量随矿石性质在2.3～45kg/t(原矿)变化。对于难浸出的矿石，可采用加温(45～70℃)浸出。浮选在酸性介质中进行，捕收剂用甲酚黑药或双黄药。未溶解的硫化铜矿物和沉淀金属铜一起上浮，进入浮选精矿。

除此外，还有氨浸-硫化沉淀-浮选法、离析-浮选法。离析法比浸出-浮选法优越，缺点是热能消耗大、成本较高。

三、实验设备、药剂与矿样

1.设备:锥形球磨机，1.5L、1.0L、0.5L实验室用XFD-63型单槽浮选机。

2.药剂:黄药、石灰、硫化钠和起泡剂。

3.矿样:实验所用的矿样为某铜矿选矿厂的矿样，含铜约0.59%，硫化铜主要为辉铜矿(Cu₂S)，氧化铜约占24.91%，主要为孔雀石，脉石主要是以石英为主的硅酸盐类矿物。

四、实验步骤

1.配药

操作如实验五。

2.磨矿

操作如实验五。

3.流程

见图7-6-1。

图7-6-1 混合铜矿浮选流程

4.浮选操作

(1)首先将浮选机洗净，将磨好的矿浆倒入槽内，并将盆上粘附的矿浆全部用洗瓶洗至槽内，将浮选槽的循环空对准浮选机上的循环孔后，启动浮选机，立即添加水至矿浆面距刮出堰面低10～15mm即不再发出吸气声音。

(2)调浆加药处理:按确定的药剂条件与顺序加入药剂，首先加入呈溶液状态的药剂，如:捕收剂丁黄药100g/t，用吸液管按计算出毫升数加入，搅拌3min;然后，用针头吸取油状起泡剂药剂以滴数滴入浮选槽，搅拌2min。

(3)测定矿浆pH值:矿浆经调浆与加药处理，浮选前应测矿浆pH值，将浮选机停止，沉淀片刻，吸取少量澄清液，在pH计上测定pH值，测完后将溶液倒回。

(4)浮选:①浮硫化铜——矿浆经加药处理后打开充气阀，计时间，开动刮泡装置，浮选开始，泡沫刮入盆中，浮选过程中仔细观察泡沫状态、颜色、泡沫层厚度、矿化好坏等现象，并记录下来。浮选过程的不断进行，矿浆面下降，适当添加补给水保持一定的矿浆面。浮选至终点记下浮选时间，关闭充气阀，停止刮泡，但仍使浮选机保持搅拌状态，准备进行氧化铜矿浮选。②浮氧化铜——在浮选槽中继续加入药剂:加Na₂S 300g/t，搅拌5min;加丁基黄药200g/t，搅拌3min;加起泡剂1滴，搅拌2min。然后打开气阀，充气，开始刮泡，直至浮选终点。当刮泡结束，关闭气阀，关闭电机，将尾矿浆从浮选槽中倒出，并将浮选槽洗净。

(5)精选:将硫化铜粗精矿和氧化铜粗精矿合并倒入1.0L或0.5L浮选槽中进行精选，精选时不加药，直接加水把液面调至距刮出堰面低10～15mm，开电机进行搅拌3min，打开气阀，开始刮泡进行精选，直至精选完毕。

(6)产品处理:将浮选精矿与尾矿分别过滤、烘干，再经缩分取样，送去化验。

五、数据处理

将实验结果填于表7-6-1中。

表7-6-1 混合铜矿浮选实验结果

六、思考题

1.浮选过程中，仔细观察两种铜精矿的颜色有什么区别。

2.硫化钠对氧化铜矿物的浮选有什么作用?

I. 惰性硫化铜的浮选

铜矿石包括氧化矿和硫化矿两大类，硫化铜矿石主要采用浮选工艺处理，而氧化铜矿石多采用浮选与湿法冶炼相结合的方式。近年来，在硫化铜浮选工艺上取得了很大的进步，主要表现在浮选药剂、浮选工艺和浮选设备等方面。

J. 浮选机浮选铜硫矿的流程有哪几种

铜矿浮选方法有哪些？我们针对氧化铜矿，来介绍下吧。

1、硫化浮选法：

（1）铜矿浮选方法之常规硫化浮选法：此法是将氧化铜矿物先用硫化钠或其他硫化剂（如硫氢化钠）进行硫化，然后用高级黄药作捕收剂进行浮选。硫化时，矿浆的pH值愈低，硫化进行得愈快。而硫化钠等硫化剂易于氧化，作用时间短，所以使用硫化方法浮选氧化铜矿时，硫化剂最好是分希添加。硫酸铵和硫酸铝有助于氧化矿物的硫化，因此硫化浮选时加入该两种药剂可以显著地改善浮选效果。可用硫化法处理的氧化铜矿物，主要是铜的碳酸盐类，如孔雀石、蓝铜矿等；也可用于浮选赤铜矿，而硅孔雀石如不预先进行特殊处理，则其硫化效果很差，甚至不能硫化。

①常规硫化浮选法的特点：该矿床的主要特征是铜矿石储量大、矿石品位低。氧化率高、结合氧化铜含量高，铜矿物呈极细粒嵌布，属于难选氧化铜矿石。

②常规硫化浮选法的流程：见下图

常规硫化浮选法的流程

（2）水热硫化浮选法：此法实际上是常规硫化浮选法的一个发展，其实质上是在热压条件下，使硫与氧化铜矿物发生化学反应，生成稳定易选的人造硫化铜矿物，并在温水中用浮选硫化铜的方法来回收，其特点在于强化了矿石的预处理－预先硫化过程，并在温水中进行浮选。

①、水热硫化浮选法的原理：加入硫化剂的矿浆，当其温度升到一定程度后，元素硫由于自身的氧化还原作用，生成S42-离子进入溶液；当2-离子与氧化铜矿物相遇时，便发生化学反应，生成硫化铜矿物。元素硫在水溶液中的氧化还原反应式为：

4S＋4H2O→3S2-＋SO42-＋8H+

硫化反应首先在氧化铜矿物的表面发生，并由表及里逐渐深入矿物颗粒的内部，如孔雀石的硫化反应式为：

Cu（OH）2·CuCO3＋8S＋2H2O→6CuS＋2H2SO4＋3H2CO3

②、水热硫化浮选法的流程：见下图水热硫化浮选法

2、脂肪酸浮选法：脂肪酸浮法又称为直接浮选法，用脂肪酸及其皂类作捕收剂进行浮选时，通常还要加入脉石抑制剂水玻璃、磷酸盐及矿浆调整剂碳酸钠等。激帆清

（1）脂肪酸及其皂类能很好轿运地浮选孔雀石及蓝铜矿，用不同烃链的脂肪酸浮选孔雀石的试验结果表明，只要烃链足够长，脂肪酸对孔雀石的捕收能力就相当强，在一定范围内捕收能力越强，药剂的用量就越少，在生产实践中用得最多是C10～C20的混合的饱和或不饱和羧酸。此法只适用于脉石不是碳酸盐类的氧化铜矿，当脉石中含有大量铁、锰矿物时，其指标就会变坏；另外矿泥也使脂肪酸失效，所以此法进展不大。

（2）国外过去曾用此法的选矿厂，目前除少数外，多数的选厂都采用加补硫化钠及黄药或者直接改为硫化浮选法。如赞比亚的恩昌加选矿厂，采用硫化法和脂肪酸法浮选氧化铜矿。处理的矿石是含碳酸盐脉石的硫化－氧化混合矿，主要铜矿物为辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿和赤铜矿，还有少量的黄铜矿和斑铜矿。浮选时被被硫化过的一部分氧化铜矿物和硫化铜用黄药浮起，浮选尾矿再用脂肪酸（棕榈酸）浮选残留的氧化铜矿。原矿含铜4.7%，精矿含铜50%～55%。药剂制度为：石灰500g/t（pH=9～9.5）、硫化钠1000g/t、棕榈酸400g/t、甲酚10g/t、燃料油75g/t。

3、胺类浮选法：用胺类作捕收剂进行浮选，，是有色金属氧化矿（铜、铅、锌氧化矿）的常明前用浮选方法，适用于处理孔雀石、蓝铜矿、氯铜矿等。

4、乳浊液浮选法：氧化铜矿物先经硫化，然后加铜络合剂，造成稳定的亲油性矿物表面，再用中性油乳浊液覆盖在矿物表面上，造成强疏水性的可浮状态，于是牢固地附着气泡上浮。

乳浊液浮选法的实质包括三个方面：

（1）使用选择性有机化合物铜络合剂使矿物表面形成稳定的略为疏水性而非常亲油性的薄膜。铜络合剂有：苯并三唑甲苯酰三唑、巯基苯并噻唑、二苯胍等。

（2）添加非极性油乳浊液以提高矿物与气泡的黏附力，非极油乳化剂可用汽油、煤油和柴油等。

（3）使用如丙烯酸聚合物和硅酸钠之类的选择性脉石抑制剂。

5、螯合剂－中性油浮选法：对于难选氧化铜矿（如硅孔雀石等）用前面所提到的几种浮选方法回收，选择性均不强，回收率均不高。为了有效回收难选氧化铜矿。必须寻找选择性强的捕收剂，于是人们就提出了螯合剂加中性油的浮选法。

该法是指使用某种螯合剂及中性油两种药剂组成捕收剂。研究结果表明，采用螯合剂作捕收剂，不仅可获得很高的选择性和捕收作用，而且能保证较高的分选指标和降低药剂消耗，同时螯合剂还具有选择性抑制作用。但由于螯合剂的成本高，因此在生产中的推广和应用受到一定限制。目前，所使用的螯合剂如辛基取代的碱性染料孔雀绿、辛基氧肟酸钾、苯并三唑及中性油乳化剂，N－取代亚胺二乙酸盐，多元胺和有机卤化物的缩合物等。

由于铜矿的质量不同，结构不一样，其浮选工艺也不近相同。我们再来介绍下铜矿浮选的方法：

1、浸染状铜矿石的浮选：一般采用比较简单的流程，经一段磨矿，细度-200网目约占50%~70%，1次粗选，2~3次精选，1~2次扫选。如铜矿物浸染粒度比较细，可考虑采用阶段磨选流程。处理斑铜矿的选矿厂，大多采用粗精矿再磨—精选的阶段磨选流程，其实质是混合—优先浮选流程。先经一段粗磨、粗选、扫选，再将粗精矿再磨再精选得到高品位铜精矿和硫精矿。粗磨细度-200网目约占45%~50%，再磨细度-200网目约占90%~95%。

2、致密铜矿石的浮选：致密铜矿石由于黄铜矿和黄铁矿致密共生，黄铁矿往往被次生铜矿物活化，黄铁矿含量较高，难于抑制，分选困难。分选过程中要求同时得到铜精矿和硫精矿。通常选铜后的尾矿就是硫精矿。如果矿石中脉石含量超过20%~25%，为得到硫精矿还需再次分选。处理致密铜矿石，常采用两段磨矿或阶段磨矿，磨矿细度要求较细。药剂用量也较大，黄药用量100g/（t原矿）以上，石灰8~10kg（t原矿）以上。现在矿石的浮选工艺都在不断进步，铜矿的浮选技术也取得了较大的进步，但是如何进行高效的浮选加工，还需要进一步的努力。

铜矿浮选的方法还包括了混合浮选和优先浮选。我们来介绍下铜矿浮选的方法：

1、铜矿浮选之优先浮选：当矿石含有两种或两种以上有用矿物用浮选法进行选矿时，将有用矿物逐一依次选出为单一精矿的浮选过程。

2、铜矿浮选之混合浮选：当矿石中含有两种或两种以上有用矿物而用浮选法进行选矿时，将各种有用矿物一起选出为混合精矿(然后再对各种有用矿物进行分离)的过程。

3、铜矿浮选之优先浮选和混合浮选的优缺点：

(1)铜矿浮选之混合浮选磨矿细度较直接优先浮选为粗，可节省磨矿费用。

(2)铜矿浮选之混合浮选的浮选机用量少于优先浮选，浮选药剂也节省些。

(3)铜矿浮选之优先浮选生产操作较易，容易达到精矿品位.而混合浮选的分离浮选，生产操作较优先浮选困难些。

铜矿浮选设备的作用：用于分离有色金属、黑色金属、贵金属、非金属矿物和化工原料、回收有用矿物，主要用于选别铜、锌、铅、缐、金等有色金属，也可以用于黑色金属和非金属的粗选和精选。

铜矿浮选设备的种类：包括机械搅拌式磁选机、气体析出式浮选机两种。

铜矿浮选机的结构：主要由承浆槽、搅拌装置、充气装置、排出矿化气泡装置、电动机等组成。

1、承浆槽：它有进浆口，以及调节矿浆面的闸门装置，它主要由用钢板焊成的槽体和钢板与园钢焊成的闸门组成。

2、搅拌装置：它用于搅拌矿浆，防止矿砂在槽体沉淀，它主要由皮带轮、叶轮、垂直轴等组成，叶轮是由耐磨橡胶制成的。

3、充气装置：它由导管进气管组成，当叶轮旋转时，叶轮腔中产生负压，将空气通过中空的泵管吸入，并弥散在矿浆中形成气泡群，这种带有大量气泡的矿浆由叶轮的旋转力而被很快的抛向定子，进一步使矿浆中的气泡细化，及消除浮选槽中矿浆流的旋转运动，造成大量垂直上升的微泡，为浮选过程提供必要的条件。

4、排除矿化气泡装置：它是将浮在槽面上的泡沫刮出，主要由电机带动减速器，减速器带动刮板组成。

铜矿浮选机的选购原则：正常情况下中小型企业多选用机械搅拌式浮选机，而大型企业多采用充气机械搅拌式浮选机，原因就是充气机械搅拌式浮选机的充其量可以调节，不会因槽体变大后容积内气量相对变小而影响选别指标。对于矿物品位较高且易选、入料粒度较细的情况下，也可以采用浮选柱，因为浮选柱的富集比较高，对于精选作业是比较理想的设备。在此必须提醒，选用浮选柱时必须进行选前试验，并且聘请专业人员进行设计。最后就是浮选机的规格大小要与选矿规模相适应，不要因贪小便宜或者想要高产量而选择不适合自己选矿规模的浮选机

铜矿浮选设备：日处理1000吨铜矿浮选设备配套表

序号 设备名称 规格型号 电机功率(KW) 数量(台)
1 鄂式破碎机 PE500×750 55 1
2 圆锥破碎机 PYZ900 55 1
3 喂料机 GZ4 0.45 1

4 球磨机 > MQG2445 380 1
5 分级机 FG2000 13.8 1
6 矿用搅拌桶 ф2000 5.5 2
7 药剂搅拌桶 ф1500 3 2
8 SF浮选机 SF-4 15 16槽
9 SF浮选机 SF-2.8 11 4槽
10 输送机（皮带） ф800
11 斗式提升机 TH400 22 1
12 清水泵 150m3 /h 18.5 5
13 沙泵 280m3 /h 30 2