專利名稱：通過浮選法選擇性回收礦物的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及采用泡沫浮選工藝特別是使用具有兩個親水極性頭基的捕收劑選礦的方法。
現(xiàn)有技術泡沫浮選是一種最廣泛使用的用于提高礦石品位的分選工藝之一。隨著高品位、易處理礦石的逐步耗盡，低品位、更復雜和分散的礦床的開采已迫切需要。這迫使選礦工業(yè)采用更復雜和更新式分選技術富集有用礦物。在浮選方面，更具選擇性的捕收劑的開發(fā)對浮選法在處理低品位、難處理礦石中取得成功至關重要。
大多數(shù)(如果不是全部)在泡沫浮選法選擇性分選礦物中使用的捕收劑是單螯合配體。大部分的這些單螯合配體是單極性的。他們是由單一的親水極性頭基和一個疏水鏈組成。一類稱為硫化合物的捕收劑通過其硫原子和金屬離子配位。這類捕收劑的兩個例子是二硫代碳酸鹽，俗稱黃原酸鹽，和二硫代氨基甲酸鹽。他們分別是從醇和胺衍生出來。
特別地，人們知道黃原酸鹽幾乎兩個世紀了。自從1925年它們首次被引作硫化礦物捕收劑以來，由于他們的性能、低生產(chǎn)成本和易于合成而實際上一直被選作為捕收劑。然而，市場一直在朝著其它新型的捕收劑，例如，二硫代磷酸鹽，二硫代次磷酸鹽，黃原甲酸鹽，巰基苯并噻唑和硫羰氨基甲酸鹽轉(zhuǎn)換。對既可以回收粉碎礦石中的所有顆粒并能在更寬范圍的條件下操作的更具選擇性的捕收劑的需求一直是該市場轉(zhuǎn)換的催化劑。同時，高品位、易處理礦石的耗盡迫使選礦工業(yè)采用更復雜的分選技術和更具選擇性和有效性的捕收劑。
泡沫浮選法的選擇性是由在礦物/水界面處藥劑對礦物的選擇性吸附控制的。那些給予吸附礦物足夠疏水特性以使他們浮起的藥劑就是捕收劑。大體上，目前使用的商業(yè)捕收劑是根據(jù)他們的金屬離子配位性能通過試驗和錯誤或?qū)W術的猜測發(fā)現(xiàn)的。在浮選捕收劑方面所做的廣泛的研究和開發(fā)工作沒有產(chǎn)生一種能幫助冶金工作者和工程師們選擇用于解決前述礦物分選問題的捕收劑的方法。通常是根據(jù)過去的個人經(jīng)驗、別人的經(jīng)驗、試劑生產(chǎn)廠家的建議和藥劑的費用選擇捕收劑。
曾設想具有兩個被一個疏水分子鏈分開的官能頭基的捕收劑分子會展現(xiàn)出比目前選礦工業(yè)采用的單官能捕收劑分子更大的礦物選擇性。申請人發(fā)現(xiàn)官能基團的選取以及分子的長度決定由雙官能分子表現(xiàn)的最終礦物選擇性。在特定的礦物系統(tǒng)中，兩個官能基團之間距離的變化改變目標礦物相對于脈石礦物的選擇性。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種從含有目標礦物和硫化鐵脈石礦物的礦石中回收目標礦物的方法，包括步驟a)磨礦以使目標礦物與該硫化鐵礦物解離；b)形成所述礦石的礦漿；c)選擇具有兩個親水官能頭基和一個位于該頭基之間的疏水分子鏈的捕收劑；d)加入可使所述目標礦物優(yōu)先于該硫化鐵脈石礦物浮起的濃度的該捕收劑；和e)對該礦漿進行泡沫浮選。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述的雙官能頭基團是基于硫的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種從含有目標礦物和硫化鐵脈石礦物的礦石中回收目標礦物的方法，包括步驟a)磨礦以使目標礦物與該硫化鐵礦物解離；b)形成所述礦石的礦漿；c)選擇具有如下結構的捕收劑X-R-Y其中R是支鏈或直鏈親水的烴或聚醚鏈，X和Y表示金屬配位官能團；d)將可使該目標礦物優(yōu)先于該硫化鐵脈石礦物浮起的濃度的該捕收劑加入到該礦漿中；e)對該礦漿進行泡沫浮選。
該金屬配位基于硫的官能團可以相同或不同。
申請人發(fā)現(xiàn)具有兩個親水金屬配位部分的分子能夠區(qū)分不同的礦物而且能夠根據(jù)兩個金屬配位部分之間的分子距離產(chǎn)生不同的浮選反應。在本發(fā)明的一個優(yōu)選形式中，位于疏水鏈每一端的親水官能頭基基本上是相同的。在優(yōu)選硫化礦石的環(huán)境中，基于硫親水頭基可能選自黃原酸鹽(黃藥)和二硫代氨基甲酸鹽。雖然具體討論了這些親水頭基，本發(fā)明包括其它親水頭基的使用。
一旦合適的極性頭基被選定，便可以進行試驗以確定官能頭基之間的最佳分子鏈長度。申請人認為優(yōu)選的鏈的長度含有2至6個碳原子，在某些情況下，具有2至4個碳原子的鏈的長度可能是期望的，然而，本發(fā)明既不限于這種鏈的長度也不限于直鏈分子。橋接分子鏈的長度取決于被分選的礦物。需要選擇給予目標礦物相對于脈石礦物所期望的礦物選擇性的鏈的長度。
在回收礦物之前，優(yōu)選調(diào)節(jié)pH到預定值，使所述目標礦物的浮選選擇性為最大，然后往礦漿中充入氣體以提高礦漿勢能。然后，加入選定的捕收劑并可以進行調(diào)漿。調(diào)漿過后，開始用空氣通過浮選法回收所說礦物。
為了測試和驗證本發(fā)明，合成和表征了一系列基于黃原酸鹽和二硫代氨基甲酸鹽的雙官能配體。所研究的雙官能、雙極性配體的結構同較簡單的、商購的、單螯合、單極性的乙基黃原酸鉀(KeX)和正丙基黃原酸鉀(KnPrX)捕收劑一起如

圖1所示。該雙官能配體具有兩個由相對短的烴或聚醚鏈連接的極性頭基。為使這些雙官能配體能做為捕收劑，他們不應該像纖維素黃原酸鹽一樣是聚合的。
優(yōu)選實施方案描述參考如下的優(yōu)選實施方案和附圖，將進一步說明本發(fā)明，其中圖1是雙官能、雙極性和單官能、單極性硫代配體結構的結構示意圖；圖2是雙官能、雙極性配體的可能吸附模式的說明示意圖。
圖3是二黃原酸鹽捕收劑的劑量對方鉛礦回收率的影響示意圖。
圖4是采用K2BuDX回收黃鐵礦和方鉛礦的pH依賴性比較圖。
圖5是采用0.045摩爾/噸異丁基黃原酸鈉(SiBX)，K2EtDX，K2PrDX和K2BuDX，在整個銅礦石浮起物中，銅/黃鐵礦選擇性指數(shù)的比較圖。
圖6是采用0.045摩爾/噸 S磅X，K2EtDX，K2PrDX和K2BuDX，在整個銅礦石浮起物中，黃鐵礦的回收率示意圖。
然而也可以使用芳香族和支鏈碳結構，從圖1所示的雙官能、雙極性配體的結構設想它們可以以兩種可能導致兩個極不相同的浮選反應的方式吸附到礦物表面上。丙烯橋接的雙極性配體(PrDX2-)在礦物表面上吸附的兩種模式如圖2所示。如圖2(a)所示的通過兩個極性頭基的吸附將導致該礦物疏水而使礦物浮起。然而，如果吸附僅通過一個極性頭基發(fā)生，如圖2(b)所示，將使礦物親水而導致抑制。圖2的描述只是示意性的，應該被看作是實際捕收劑吸附過程的簡化，因而對本發(fā)明的范圍不具有限制約束。
申請人發(fā)現(xiàn)，采用具有兩個極性頭的捕收劑，在一定的試驗條件下，可以獲得目標礦物相對硫化鐵脈石礦物的更大的選擇性。
為了通過根據(jù)本發(fā)明的浮選方法從礦石中回收礦物，在進行浮選前，首先需要確定最適合目標礦物的雙官能、雙極性、非聚合的捕收劑的分子性質(zhì)。這包括將提供最大回收率和選擇性官能基團的性質(zhì)和的雙官能基團之間的分子鏈長度。然后需要確定將產(chǎn)生最大回收率和選擇性的捕收劑的最佳濃度。
下面的實施例將進一步說明本發(fā)明。雖然采用具體目標硫化礦物的回收率來說明本發(fā)明時，應理解為本發(fā)明對混合有硫化鐵礦物的其它類型的硫化礦物的回收是實用的。進行采用雙官能捕收劑的單一礦物浮選試驗以說明影響目標礦物回收率的參數(shù)，而進行采用礦石的浮選試驗以說明他們對礦物選擇性的影響。
方鉛礦/石英浮選試驗在單一礦物浮選試驗中使用的方鉛礦選自來自Broken Hill，NewSouth Wales的高品位礦石，分析其含有鉛83.7％，鋅1.0％，鐵0.8％和硫14.0％。石英是高質(zhì)量的澳大利亞產(chǎn)品。
采用下面常用的制備和浮選方鉛礦/石英混合物的工序通過破碎以通過1.65毫米并丟棄負0.208毫米的礦物來制備用于浮選的方鉛礦。然后采用標準方法將其分成50g批量。對于每一次浮選試驗，將方鉛礦(50克)，石英(450克)和Melbourne自來水(0.25升)于使用不銹鋼球的試驗室不銹鋼磨機中在以重量計67％固體下共磨20分鐘，得到以重量計的P80(80％通過尺寸)和分別為115微米和36微米的端值(lead)。磨碎的方鉛礦/石英混合物的pH為約6。
從磨礦機中將磨碎的礦漿傳送到改進的3升Denver不銹鋼浮選槽中。加入Melbourne自來水使水的量升高到2.8L，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH到8.5和采用8升/分鐘的合成氣向礦漿充氣5分鐘。以1200r.p.m速度攪拌礦漿。然后加入捕收劑(0.125摩爾/噸)，在不充氣情況下調(diào)漿5分鐘。在進入調(diào)漿4分鐘和打開空氣開始浮選前1分鐘的浮選試驗期間連續(xù)加入起泡劑(5毫克/分鐘，總計45克/噸)。該起泡劑是商購的含有聚丙二醇的Cytec Aerofroth 65。收集精礦8分鐘。
在整個浮起過程中通過連續(xù)自動加入新鮮的Melbourne自來水以維持礦漿體積。稱量產(chǎn)品(精礦和尾礦)的濕重和干重，粉碎各自的代表試樣，采用感應耦合等離體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES)方法分析鉛和硫。
在浮選過程的適當階段改變捕收劑的劑量和捕收劑的調(diào)漿時間。
浮選過程的進一步的細節(jié)在此不需描述，因為他們對本領域技術人員來說是熟知的。
為使試驗的各種捕收劑的捕收劑性能比較更具意義，開始比較時捕收劑是基于等摩爾數(shù)的(即，摩爾/噸的礦石，而不是克/噸或磅/噸的礦石)。根據(jù)上面詳述的浮選過程試驗捕收劑，試驗結果見表1和表2。
表1鏈長度的影響方鉛礦/石英混合物pH8.5，45克/噸的A65，0.125摩爾/噸的捕收劑
表2 劑量的影響方鉛礦/石英混合物pH8.5，45克/噸的A65，0.125摩爾/噸的捕收劑
表1結果表明方鉛礦的回收率隨著雙官能捕收劑的鏈的長度而改變的變化性。表2的數(shù)據(jù)顯示方鉛礦的回收率可以隨著雙官能捕收劑的劑量的變化而顯著改變。圖3表示雙官能捕收劑的劑量對方鉛礦回收率的影響。顯然，較高的雙官能捕收劑的劑量不一定更有利于獲得高的方鉛礦回收率。
表2中實施例I采用過量的K2PrDX，取得的方鉛礦回收率低于在實施例A中進行的無捕收劑的方鉛礦浮選取得的回收率。這意味著過量的雙官能捕收劑的劑量可能抑制目標礦物。
因此，表1和表2結果表明，雙官能捕收劑的鏈長度、雙官能捕收劑的劑量和目標礦物的回收率之間存在聯(lián)系。
方鉛礦/黃鐵礦/石英浮選試驗采用K2BuDX(0.125摩爾/噸)在pH5-12范圍內(nèi)方鉛礦和黃鐵礦的單礦物回收率數(shù)據(jù)如表3所示。黃鐵礦/石英浮選試驗的常用的制備和浮選工序同較早描述的方鉛礦/石英浮選試驗的常用的制備和浮選工序相同。采用50克黃鐵礦/450克石英混合物進行黃鐵礦單礦物浮選試驗。高品位黃鐵礦試樣(Peru)購自Ward′s Natural ScienceEstablishment。分析得知該黃鐵礦為鐵42.2％，硫49.6％，銅0.28％，鉛0.20％，鋅0.28％和硅1.11％。石英是高品位的澳大利亞產(chǎn)品。
表3
該表中結果如圖4所示。注意到采用K2BuDX在高的pH(12)下方鉛礦和黃鐵礦的回收率存在明顯的差異。在pH為12時，方鉛礦的回收率依然很高，而黃鐵礦的回收率明顯地下降。因此，采用K2BuDX研究了來自方鉛礦/黃鐵礦/石英混合物的方鉛礦相對于黃鐵礦的選擇性。
該方鉛礦/黃鐵礦/石英混合物包含50克方鉛礦，150克黃鐵礦和300克石英。再一次，用于方鉛礦/黃鐵礦/石英浮選試驗的常用的制備和浮選工序同較早描述的用于方鉛礦/石英浮選試驗的相同。采用K2BuDX(0.125摩爾/克)在pH為12時，來自方鉛礦/黃鐵礦/石英混合物的方鉛礦和黃鐵礦的回收率如表4所示。
表4中包括了每次試驗中的捕收劑的方鉛礦/黃鐵礦選擇性指數(shù)。根據(jù)下面的方程式定義和計算方鉛礦/黃鐵礦選擇性指數(shù)
該選擇性指數(shù)是用于表示兩種礦物，在本實例中，即方鉛礦和黃鐵礦的相對回收率和相對抑制率的一種簡易方法。選擇性指數(shù)值小于1.0表明該捕收劑對黃鐵礦更具選擇性。如果選擇性指數(shù)值等于1.0，這表明該捕收劑對一種礦物相對于另一種礦物不具有任何選擇性。然而，如果選擇性指數(shù)值大于1.0，這意味著該捕收劑對方鉛礦更具選擇性。增大選擇性指數(shù)表明改善方鉛礦相對于黃鐵礦的選擇性。
表4
根據(jù)計算出的方鉛礦/黃鐵礦選擇性指數(shù)，K2BuDX比商業(yè)捕收劑KeX表現(xiàn)了更大的方鉛礦相對于黃鐵礦的選擇性。由于黃鐵礦的存在和沒有根據(jù)更大的硫化礦物的含量調(diào)節(jié)雙官能捕收劑的劑量的事實，方鉛礦的回收率小于在方鉛礦/石英試驗中取得的回收率(即表3實施例E中方鉛礦回收率的結果)。
鎳黃鐵礦/石英和黃銅礦/石英浮選試驗還進行了鎳黃鐵礦/石英和黃銅礦/石英浮選試驗以評估雙官能捕收劑對鎳黃鐵礦和黃銅礦回收率的影響。
從Kambalda，Western Australia得到的高品位硫化鎳礦石中濃縮鎳黃鐵礦試樣。分析知該試樣含鎳29.2％，鐵31.9％，硫34.6％，銅0.64％，砷0.31％，鈷0.51％，鉛0.04％，鋅0.01％和氧化鎂0.20％。石英是高質(zhì)量的澳大利亞產(chǎn)品。
用于鎳黃鐵礦/石英混合物的常用的制備和浮選工序與較早描述的用于方鉛礦/石英混合物的常用的制備和浮選工序相同。然而，鎳黃鐵礦/石英試驗在pH9.0和捕收劑劑量為0.749摩爾/噸下進行。采用商業(yè)捕收劑KeX和雙官能捕收劑K2EtDX，K2PrDX和K2BuDX以及無捕收劑(即，無捕收劑浮選)條件下，鎳黃鐵礦/石英浮選試驗的結果如表5所示。
表5鎳黃鐵礦/石英混合物pH9.0，45克/噸的A65，0.749摩爾/噸的捕收劑
黃銅礦/石英混合物中使用的黃銅礦試樣選自來自Mt Lyell，Tasmania的高品位礦石。分析知其含有銅34.1％，鐵30.7％，硫34.1％，鉛0.004％和鋅0.08％。石英是高質(zhì)量的澳大利亞產(chǎn)品。
用于黃銅礦/石英混合物的常用的制備和浮選工序基本上同較早描述的用于鉛礦/石英混合物的常用的制備和浮選工序基本一樣。然而，黃銅礦/石英混合物在使用鋼球的試驗室鋼制磨機中磨礦15分鐘。浮選試驗在pH10.5和捕收劑劑量0.250摩爾/噸條件下進行。采用商業(yè)捕收劑KeX和雙官能捕收劑K2EtDX，K2PrDX和K2BuDX以及無捕收劑(即，無捕收劑浮選)的黃銅礦/石英浮選試驗的結果如表6所示。
表6黃銅礦/石英混合物pH10.5，45克/噸的A65，0.250摩爾/噸的捕收劑
表1、表5和表6分別表示的方鉛礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦單礦物浮選試驗結果，表明不同的鏈長度的二黃原酸鹽對不同礦物產(chǎn)生不同的浮選反應。在測試的等摩爾劑量下，K2EtDX是性能較好的適合鎳黃鐵礦的二黃原酸鹽，而K2BuDX是性能較好的適合方鉛礦和黃銅礦的二黃原酸鹽。與商業(yè)捕收劑KeX相比(在等摩爾劑量下)，該二黃原酸鹽不一定比KeX得到更高的回收率。因此，申請人不斷言該二黃原酸鹽是比標準商業(yè)單黃原酸鹽更強的捕收劑。
為了演示用于從含有目標硫化礦物和硫化鐵脈石礦石中回收目標硫化礦物的合適的雙官能捕收劑的選擇，提供下面的實施例。
實施例1礦石A這種澳大利亞硫化鎳礦石品位為3.89％鎳，16.85％鐵，10.42％硫，0.29％銅和8.66％氧化鎂。鎳主要以鎳黃鐵礦((Ni，F(xiàn)e)9S8)形式存在，銅作為黃銅礦(CuFeS2)存在且主要的硫化物脈石含有磁黃鐵礦(Fe1-xS)和黃鐵礦(FeS2)，主要為磁黃鐵礦。因此，該礦石含有5.70％的硫化鐵(IS)。
采用下面常用的制備和浮選礦石A的工序破碎礦石A使其通過1.65毫米，采用標準方法將其混合并分成1000克的批量。鎳礦石礦料(1000克)與Melbourne自來水(0.5升)和石灰(0.5克)混合并在含有軟鋼棒的試驗室軟鋼棒磨機中在以重量計67％的固體下磨礦30分鐘得到74微米的以重量計的P80(80％通過尺寸)。在這樣的尺寸下，預期鎳會很好地被解離。加入足夠的石灰到該磨礦機中使得當磨碎的礦漿被放入浮選槽時礦漿的pH近似為9。
從磨礦機中將磨碎的礦漿試樣輸送到改進的3升Denver不銹鋼槽中。通過加入Melbourne自來水提高礦漿的體積到2.8升，加入稀的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH到9.0，以8升/分鐘的合成氣給礦漿充氣5分鐘。以1200r.p.m速度攪拌礦漿。
充氣后，加入捕收劑(0.468摩爾/噸)到該礦漿中，調(diào)漿5分鐘。從進入調(diào)漿階段3分鐘后的粗選試驗期間連續(xù)地加入起泡劑(5毫克/分鐘，總計135克/噸)。該起泡劑是商購的含有聚丙二醇的CytecAerofroth 65。在進入調(diào)漿階段4分鐘，開始浮選前1分鐘加入古爾膠(150克/噸)。重新開始給礦漿充氣，收集粗精礦27分鐘。在浮起期間，在3分鐘和17分鐘后再兩次加入捕收劑(0.312摩爾/噸和0.156摩爾/噸)。對于這兩次的加入，在浮選重新開始前都停止充入空氣調(diào)漿1分鐘。
某些試驗中，對混合的粗精礦進行精選。來自浮起粗選段的精礦采用來自粗精礦的傾析濾液在1升槽中被混合、傾析并重新碎漿。加入捕收劑(0.150摩爾/噸)到礦漿中，在無充氣的情況下調(diào)漿5分鐘。在精選期間不加入起泡劑，充氣速度降至6升/分鐘。在浮選開始前15秒重新開始給礦漿充氣，收集精選精礦10分鐘。
在整個浮起過程中通過連續(xù)自動加入新鮮的Melbourne自來水維持礦漿水平。稱取產(chǎn)品(精礦和尾礦)的濕重和干重，取各自的代表試樣粉碎，采用感應耦合等離體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES)分析鎳，鐵，硫，鎂和銅。
浮選工序進一步的細節(jié)在此不需描述，因為他們對本領域技術人員來說是公知的。
為使試驗的各種捕收劑的捕收劑性能比較更具意義，比較時捕收劑是基于等摩爾數(shù)的(即，摩爾/噸的礦石，而不是克/噸或磅/噸的礦石)。然而，表7中也采用克/噸表示劑量以說明包括的重量。根據(jù)前面詳述的浮選工序測試捕收劑，結果如下表7所示。
表7中所包括的是每次測試中的捕收劑的Ni/IS(硫化鐵)的選擇性指數(shù)。該Ni/IS選擇性指數(shù)根據(jù)如下方程式定義和計算
表7礦石ApH9.0，500克/噸的石灰，135克/噸的A65，0.468-1.086摩爾/噸的捕收劑
aIS＝硫化鐵的硫。
表7中數(shù)據(jù)表明，根據(jù)本發(fā)明使用的如實施例B-D所示的二黃原酸鹽捕收劑，在相等摩爾劑量下，同傳統(tǒng)的實施例A的捕收劑相比在鎳的回收率方面具有更好的冶金性能。實施例B中的二黃原酸鹽同樣比實施例A的傳統(tǒng)捕收劑回收了較少的硫化鐵。由此，這種二黃原酸鹽表現(xiàn)出了改善的相對于硫化鐵的對鎳的選擇性，以及同實施例A中傳統(tǒng)的捕收劑相比高的鎳的品位。
雖然實施例C和D中的二黃原酸鹽比實施例A中傳統(tǒng)的捕收劑產(chǎn)生了更高的鎳回收率，但是他們同樣回收了較大部分的硫化鐵。這些實施例表明，如果選擇了不合適鏈長度的二黃原酸鹽，那么將不會取得有用礦物相對硫化鐵的最佳選擇性。
實施例E中，在粗選段使用0.936摩爾/噸的KeX，在精選段使用0.150摩爾/噸。注意到在粗選段，等摩爾劑量的K2EtDX二黃原酸鹽是過量的，采用一半該摩爾劑量(見實施例B’)可以取得相似的鎳的回收率。因此，實施例F中，在粗選段使用0.468摩爾/噸的K2EtDX，而在精選段使用0.069摩爾/噸的K2EtDX。比較實施例E和F，可以看出K2EtDX比KeX少回收了10％的硫化鐵，而取得了相似的鎳回收率。這導致了Ni/IS選擇性指數(shù)的改善和在精選的一個階段后鎳的品位提高1.1％。實施例E和F的結果證實了本發(fā)明的二黃原酸鹽捕收劑的礦物選擇性的優(yōu)異和硫化鐵的抑制能力。值得注意的是同實施例E相比，實施例F在基于重量的較低的捕收劑劑量下也取得了改善的結果。
實施例2礦石B這種澳大利亞硫化銅礦石品位為1.14％銅，25.48％鐵和5.91％硫。黃銅礦是唯一存在的銅礦物，硫化鐵脈石以黃鐵礦形式存在。因此，該礦石含有4.75％的黃鐵礦。
采用下面常用的制備和浮選礦石B的工序
破碎礦石B到-2毫米，采用標準方法將其混合并分成1000克的批量。銅礦石礦料(1000克)與Melbourne自來水混合并在含有軟鋼球的試驗室軟鋼球磨機中在以重量計67％的固體下磨礦30分鐘得到近似80微米以重量計的P80(80％通過尺寸)。將磨碎的礦漿試樣輸送到改進的3升Denver不銹鋼槽中且通過加入Melbourne自來水調(diào)節(jié)礦漿的體積，得到以重量計約26％固體的礦漿密度。以1200r.p.m速度攪拌礦漿。
該槽中磨碎的礦漿的pH近似為9.0，加入石灰(250克/噸)到該礦漿中使pH為10.5，以8升/分鐘的合成氣向礦漿充氣5鐘。停止礦漿的充氣，加入捕收劑(0.024摩爾/噸)到該礦漿中，調(diào)漿5分鐘。浮選前1分鐘開始由自控配料器連續(xù)加入起泡劑(總計40克/噸)。該起泡劑是商購的含有聚丙二醇的Cytec Aerofroth 65。重新開始充氣，收集浮選產(chǎn)品(即精礦)一定時間(11分鐘)。在浮起期間，在3分鐘、5分鐘和8分鐘后再三次加入捕收劑(每次0.007摩爾/噸)。對于每次的加入，在浮選重新開始前充入空氣調(diào)漿1分鐘。在整個浮起過程中通過連續(xù)地加入新鮮的Melbourne自來水維持礦漿水平。稱取產(chǎn)品(精礦和尾礦)的濕重和干重，取各自的代表試樣粉碎，采用感應耦合等離體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES)分析銅，鐵和硫。
浮選工序進一步的細節(jié)在此不需描述，因為他們對本領域技術人員來說是公知的。
為使試驗的各種捕收劑的捕收劑性能比較更具意義，捕收劑的劑量以摩爾/噸的礦石表示，而不是克/噸或磅/噸的礦石。根據(jù)前面詳述的浮選工序測試捕收劑，結果如下表8所示。
表8中所包括的是每次測試中的捕收劑的銅/黃鐵礦的選擇性指數(shù)。該銅/黃鐵礦選擇性指數(shù)根據(jù)如下方程式定義和計算
表8礦石BpH10.5，250克/噸的石灰，40克/噸的A65，0.045摩爾/噸的捕收劑
表8中數(shù)據(jù)表明，實施例B和D-F所示本發(fā)明的二黃原酸鹽捕收劑，在相等摩爾劑量下，分別同傳統(tǒng)的實施例A和C的捕收劑相比，在銅相對于黃鐵礦的選擇性方面具有更好的冶金性能。由于相對于黃鐵礦的銅的選擇性的改善，因此實施例B和D-F中精礦的銅品位分別與實施例A和C中精礦的銅品位顯著提高了。這些結果清楚地證明本發(fā)明的二黃原酸鹽捕收劑的礦物選擇性的優(yōu)異和硫化鐵的抑制能力。
雖然二黃原酸鹽表現(xiàn)出了改善的銅/黃鐵礦的選擇性，但是從銅的回收率來看，他們的性能比S磅X的性能要差。采用二黃原酸鹽從該礦石中得到的較低的銅回收率與他們的硫化鐵(本案中為黃鐵礦)的抑制能力有關。完全被鎖在黃鐵礦顆?；驈秃系狞S鐵礦/銅顆粒內(nèi)的銅將被該二黃原酸鹽抑制，結果導致了較低的總銅回收率。
圖5表明二黃原酸鹽捕收劑在整個浮起過程中比商業(yè)捕收劑S磅X表現(xiàn)出了較好的銅/黃鐵礦選擇性。
圖6表明二黃原酸鹽捕收劑在整個浮起過程中比商業(yè)捕收劑S磅X基本上回收了明顯較少的黃鐵礦。
權利要求
1.一種從含有目標硫化物礦物和硫化鐵脈石礦物的礦石中回收目標礦物的方法，包括步驟a)磨礦以使目標礦物與該硫化鐵礦物解離；b)形成所述礦石的礦漿；c)選擇具有兩個親水官能頭基和一個位于該頭基之間的疏水分子鏈的捕收劑；d)加入可使該目標礦物優(yōu)先于該硫化鐵礦物浮起的濃度的該捕收劑；和e)對該礦漿進行泡沫浮選。
2.權利要求1的方法，其中該官能頭基是基于硫的。
3.權利要求1的方法，其中該官能頭基選自黃原酸鹽(二硫代碳酸鹽)和二硫代氨基甲酸鹽。
4.權利要求1的方法，其中位于該兩官能頭基之間的疏水鏈具有2至6個碳原子的分子鏈長度。
5.權利要求1的方法，其中位于該兩官能頭基之間的疏水鏈具有2至4個碳原子的分子鏈長度。
6.權利要求1的方法，其中該疏水分子鏈是直鏈、支鏈或芳香族的。
7.權利要求1的方法，其中該疏水分子鏈是直鏈烴。
8.權利要求1的方法，其中該目標礦物選自銅、鎳、鉛和鋅基的硫化物礦物。
9.權利要求1的方法，其中步驟(e)之前的步驟是調(diào)節(jié)pH到所述目標礦物的浮選選擇性達到最大的水平。
10.權利要求1的方法，其中該官能頭基是相同的。
11.權利要求1的方法，其中該官能頭基是不同的。
12.一種從含有目標礦物和硫化鐵礦物的礦石中回收目標礦物的方法，包括步驟a)磨礦以使目標礦物與該硫化鐵脈石礦物解離；b)形成所述礦石的礦漿；c)選擇具有如下結構的捕收劑X-R-Y其中R是支鏈或直鏈疏水的烴或聚醚鏈，且X和Y表示金屬配位官能團；d)將可使該目標礦物優(yōu)先于該硫化鐵礦物浮起的濃度的該捕收劑加入到該礦漿中；e)對該礦漿進行泡沫浮選。
13.權利要求12的方法，其中步驟(e)之前的步驟是調(diào)節(jié)pH到所述目標礦物的選擇性達到最大的水平。
14.權利要求12的方法，其中X和Y是相同的。
15.權利要求12的方法，其中X和Y是不同的。
16.權利要求12的方法，其中X和Y選自黃原酸鹽(二硫代碳酸鹽)和二硫代氨基甲酸鹽。
17.權利要求12的方法，其中R是2至4個分子的直鏈烴。
18.權利要求12的方法，其中該目標礦物選自銅、鎳、鉛和鋅基的硫化物礦物。
全文摘要
一種從含有目標礦物和硫化鐵礦物的礦石中回收目標礦物的方法，包括步驟a)磨礦以使目標礦物與該硫化鐵礦物解離；b)形成所述礦石的礦漿；c)選擇具有如下結構的捕收劑X－R－Y，其中R是支鏈或直鏈疏水的烴或聚醚鏈，X和Y表示金屬配位官能團；d)將可使該目標礦物優(yōu)先于該硫化鐵脈石浮起的濃度的該捕收劑加入到該礦漿中；和e)對該礦漿進行泡沫浮選。該金屬配位基于硫官能團可以相同或不同。
文檔編號B03D1/02GK1555295SQ02811126
公開日2004年12月15日 申請日期2002年5月13日 優(yōu)先權日2001年5月14日
發(fā)明者T·羅佐普洛斯, E·J·西爾韋斯特, T 羅佐普洛斯, 西爾韋斯特 申請人:聯(lián)邦科學和工業(yè)研究組織