改进的浮选法

本发明涉及一种从用于矿物原料的矿物处理厂的进料浆中回收有用成 分的方法。

本发明特别涉及，但决不是专门地，从用于含有金属硫化物和/或金属矿 物的矿物原料的矿物处理厂的浮选流程中的进料浆中回收有用成分。从经济 观点，金属硫化物和金属矿物中的主要有用成分包括银、铅、铜、镍、锌、 钴、钼、锡和铁。

本发明更特别涉及，但决不是专门的，从用于矿物原料即富银的铅沉积 矿的矿物处理厂的浮选流程的进料浆中回收有用成分，即银和铅。

本发明是在申请人的Cannington矿上所进行的研究方案过程中完成的。

位于北昆士兰州的Cannington矿是一个富银的铅锌沉积矿。在矿的矿物 处理厂生产铅精矿和锌精矿。精矿中含银，并在随后的精矿精炼中将银从精 矿中分离出来。矿物处理厂的进料是含有不同银、铅和锌成分的含大量不同 的铅和锌矿石的混合料。矿石中的铅和锌主要是以包括方铅矿(PbS)和闪锌矿 (ZnS)的硫化物存在。矿石中含有15-25wt.％的硫化铅和5-10wt.％的硫化锌。 矿石中还包括30-50wt.％的铁/锰硅酸盐和15-20wt.％的硫化铁。

申请人发现银和铅在矿物处理厂的浮选流程的尾矿中大量流失。

申请人已确定造成流失的原因之一是浮选阶段不能有效地浮选小于5微 米的细料。

申请人认为较差的细料浮选结果源于细料的表面污染。

申请人认为表面污染的源是细料上的来自厂料的矿物氧化物类和金属 氢氧化物类物质。

关于Cannington矿，申请人已发现通过下述方法可以使较差的细料浮选 性能得到明显的改善，该方法包括：

(a)从主流进料中分离细料流；

(b)将细料流的pH值调整到溶解细料上表面污染物的范围内；并

(c)然后从已调整pH值的细料流中浮选银和铅。

本发明涉及上述进料浆中的细料处理。

一般来说，申请人已经认识到由于矿物氧化物类或金属氢氧化物类物质 的表面污染不总是限于细料，进料浆的其他粒度部分或进料浆的整体粒度分 布也会出现表面污染。

本发明也涉及这种进料浆的更一般意义上的处理。

根据本发明的一个方面，提供了一种从用于矿物原料的矿物处理厂的进 料浆中回收有用成分的方法，该方法包括以下步骤：

(a)根据粒度大小将进料浆分成至少两个液流；

(b)将至少一个分流的pH值调整到溶解分流中颗粒表面的污染物的 范围内，从而使污染物从表面上溶解；并

(c)从已调整的pH值的分流中浮选有用成分。

优选地，步骤(b)包括调整从进料浆中分离出来的细料流的pH值。

优选地，矿物原料包括金属硫化物和/或金属矿物。

特别优选的是，矿物原料包括因矿物氧化物类或金属氢氧化物类物质而 导致表面污染的金属硫化物。

有用成分可以是银、铅、铜、镍、锌、钴、钼、锡和铁中的任何一种或 多种。

作为实施例，矿物原料是包括硫化铅的富银的铅沉积矿，有用成分是银 和铅。

作为特别实施例，矿物原料是包括硫化铅和硫化锌的富银的铅锌沉积 矿，有用成分是银、铅和锌中的任何一种或多种。

优选的有用成分是银。

优选的浮选步骤(c)包括铅浮选工序。

如果那样，步骤(a)的进料浆可以是送到铅浮选工序的进料浆或从铅浮选 工序来的尾矿浆。

优选的步骤(a)的进料浆是送到铅浮选工序的进料浆。

优选的步骤(c)包括铅浮选工序和锌浮选工序。

铅浮选工序在锌浮选工序之前进行的情况下，优选的步骤(a)的进料浆是 下列的任意一个或多个：

(i)送到铅浮选工序的进料浆；

(ii)来自铅浮选工序的尾矿浆，即送去锌浮选工序的进料浆；和

(iii)来自锌浮选工序的尾矿浆。

在这种情况下优选的步骤(a)的进料浆是送到铅浮选工序的进料浆。

浮选步骤(c)可包括任何其他的浮选工序。作为实施例，浮选步骤可包括 滑石浮选工序。

在调整pH值的步骤(b)中的优选的pH值范围是≤5。

优选的pH值范围是3-5。

更优选的pH值范围是3.5-4.5。

特别优选的pH值范围是4-4.5。

优选的，步骤(a)产生的细料流中的细料大小是10微米或更小。

更优选的细料是5微米或更小。

优选的pH值调整步骤(b)包括在进料浆中加入酸以调整pH值到所要求 的范围内。

酸可以是任何合适的酸。优选的酸是硫酸。

优选的pH值调整步骤(b)包括提供用于溶解污染物的接触时间。

优选的接触时间段为至少5分钟。

当有用成分是银、铅和锌的情况下，优选的在pH值调整的细料流中浮 选有用成分的步骤(c)包括：

(i)在铅浮选工序中从步骤(b)的pH值已调整的细流料中浮选铅和银；和

(ii)在锌浮选工序中从铅浮选工序的尾矿流中浮选锌和银。

可以在pH值调整步骤(b)过程中和/或该步骤之后添加锌抑制剂和铅/银 捕集剂。

然而，优选的是在pH值调整的步骤(b)之后向pH值调整的细料中添加 锌抑制剂和铅/银捕集剂。

更优选的是，在铅浮选工序中，刚好在调整pH值的细流料中浮选铅和 银的步骤(c)(i)之前和/或在该步骤中添加铅/银捕集剂。

根据本发明的另一方面，也提供了一种矿物处理厂的浮选步骤，该步骤 包括上述从浮选阶段的进料浆中回收有用成分的方法。

优选的浮选步骤包括从步骤(a)中产生的一个液流或多个其他液流中浮 选有用成分。

根据本发明的再一方面，提供了一种从用于矿物原料的矿物处理厂的进 料浆中回收有用成分的方法，该方法包括以下步骤：

(a)将进料浆的pH值调整到溶解进料浆中颗粒表面污染物的范围内，从而， 从表面上溶解污染物；和

(b)从pH值调整的进料浆中浮选有用成分。

优选的是，矿物原料包括金属硫化物和/或金属矿物。

特别优选的是，矿物原料包括因矿物氧化物类或金属氢氧化物类物质而 具有表面污染的金属硫化物。

有用成分可以是银、铅、铜、镍、锌、钴、钼、锡和铁中的任何一种或 多种。

如上面所述，本发明是基于申请人在Cannington矿上进行的研究方案。

目前的Cannington矿的矿物处理厂包括下列步骤。

1.粉碎-产生进料浆

2.浮选-特别是，按顺序的下列浮选工序：

(a)滑石浮选；

(b)铅浮选；和

(c)锌浮选。

3.从分离的铅和锌精矿中浸提含氟矿物，即萤石。

4.由铅和锌工序中脱水泡沫，产生分离的铅和锌的精矿。

5.尾矿料处理。

申请人通过目前Cannington矿物处理厂的浮选尾矿料的粒度分析发现在 尾矿料的细料部分中有超过50％的银和铅流失在最终的尾矿料中。

申请人还从处理厂的数据中发现银矿物和铅矿物的细微颗粒，也就是小 于5微米的颗粒在现有的浮选步骤中的铅浮选工序中很难捕获。处理厂数据 的分析结果示于图1中。

图1是在铅浮选工序中产生的铅精矿中，回收率对银、铅、锌、氧化镁、 铁和二氧化硅中每一种的颗粒尺寸的关系曲线示图。图1来源于处理厂的数 据。该图表明铅精矿厂进料的细料部分即粒径在3-5微米部分的银和铅的回 收率低于铅精矿厂进料的下一个尺寸部分即粒径在5-30微米部分的银和铅 的回收率。

作为实施例，根据图1，送到铅浮选工序的厂进料中，在铅精矿中回收 的3微米颗粒的铅矿物颗粒和银矿物颗粒分别仅为70wt.％和约73wt.％。与 之相对比的是，送到铅浮选工序的厂进料中，在铅精矿中回收的10微米颗粒 的铅颗粒和银颗粒为约100wt.％。

细矿物颗粒的浮选结果较差例如图1所示的铅和银的细颗粒在技术文献 中已认知很多年了。

作为例子，由W.J.Trahar和L.J.Warren(1976)在国际矿物处理杂志上发表 的题为“很细颗粒的可浮选性-综述”的文章提出大量矿物的总浮选性能随 粒径而降低。该文章还指出粒径对分级、回收和浮选动力学的准确影响是复 杂的。该文章还指出没有证据说明有临界尺寸低于该尺寸的颗粒就不能得到 浮选，甚至降到1微米。

C.J.Greet，S.R.Grano和J Ralston(1994)在第五次粉碎机操作者会议上发 表的题为“条件对不同粒径部分的方铅矿的浮选影响”的文章支持了Trahar 和Warren的发现。该文章指出在较小的粒径下可以处理一种恒定的特定浮选 速率。

对上面提到的厂处理数据和对上述技术文献(和其他技术文献)中发现的 信息进行考虑后，申请人使用标准浮选操作研究厂进料的细料和其他尺寸的 部分的分离浮选并以此作为解决微细铅和银的较差浮选性能的可能手段。申 请人发现，在混合进料浮选中所采用相同浮选条件下进行分别浮选时，中间 尺寸(20-38微米)和较粗尺寸(+38微米)部分的浮选性能有了决定性的提高。 申请人还发现在分开浮选细料时，细料部分(-20微米)的浮选性能没有改善。 申请人还发现使用非常高的捕集剂的加入量可以获得较高的细料回收率，但 是这些捕集剂的高加入量明显的降低了铅、锌、硅酸盐和铁之间的选择性。 另外，申请人发现在铅浮选工序中可行的保留时间不足以获得微细铅和银的 高回收率。

在最后的分析中，试验工作并不支持使用标准浮选操作进行分离浮选作 为改进铅和银细料的浮选结果的可行选择。

申请人进行试验工作以确定导致微细铅和银颗粒的浮选性能差的机理。 试验工作研究了大量的可能性机理。

试验工作的结果证实细料的表面污染导致了微细铅和银颗粒的浮选结 果较差。

申请人考察了许多去除表面污染的选择方法。基于对细料表面污染源的 假设对方法作出选择。

一种选择方法包括评价微细颗粒的pH值的影响。试验工作在具有平均 8微米的P80的厂进料上进行。图2和3概括了pH值的影响的试验结果。

图2是pH值对微细铅和银颗粒的不定时期回收率的影响曲线。图3是 pH值对细料的速率常数的影响曲线。

图2和图3表明如果细料浆调整到pH值为5或更小时，铅和银的回收 和速率常数都明显提高。

试验工作也表明相对于铁和二氧化硅颗粒的微细铅和银颗粒的选择性 在pH值为5或更小的条件下也得到提高。

试验工作证实了表面污染是铅和银细料的浮选结果较差的重要原因。但 是由申请人进行的试验工作和进一步的试验工作还没有得出最后表面污染的 准确性质。表面污染的可能来源包括来自厂进料的细料上的矿物氧化物类或 金属氢氧化物类物质。

基于上述试验工作，申请人发展了一种提高微细铅和银浮选性能的方 法，该方法包括：

(a)从厂主流进料中分离细料流；

(b)调整细料流的pH值到5或更小；并

(c)然后从调整pH值的细料流中浮选银和铅。

图4是前一段落中描述的方法的优选实施方案的程序框图。

设计该程序框图是用于形成Cannington矿的浮选阶段部分。

根据图4，细料浮选方法是以滑石的预浮选尾矿料的分级开始而由较粗 的部分中分离细料(-5微米)。

从目前的铅调节池5经线路3泵抽预浮选尾矿料到一级细料旋流器 (150mm)群7中，在这里进行初步尺寸分级以降低细化分离需要的液流。

来自一级细料旋流器7中的溢流经过路线9泵抽到二级细料旋流器 (50mm)群11中，在这里将细料部分(＜5微米)分离到溢流中。

结合来自一级和二级细料旋流器7，11的下游，并将其稀释到所要求的 固体浓度，并通过重力经线路13将其输送到存在的铅浮选工序43的现有的 铅粗化浮选贮料器中。然后在铅浮选工序43中根据Cannington操作规程对 下游进行处理。

将来自二级细料旋流器11的溢流输送至铅调节池17。

在铅调节池17中将稀硫酸添加到浆料中，以调节浆料的pH值到5或更 小。

在调节池17内保持至少5分钟以后，酸化(即调整的pH值)的浆料溢流 到调节池21和收集器中，并向浆料中添加捕集剂、起沫剂和锌抑制剂。

调节后的浆料从调整池21中溢流并经线路23转输至铅浮选工序中。

根据图4b，铅浮选工序包括由2个100m3罐状浮选池组成的细料粗选贮 料器25。

来自粗选贮料器25的浓缩物通过离心泡沫泵(未示出)经线路44泵抽到 由2个40m3罐池组成的清洁池27内。来自粗选贮料器25的尾矿料经线路 29泵抽与来自一级和二级细料旋流器7，11的下游结合并因而稀释下游。

来自清洁器27的浓缩物经线路47泵抽到40m3的单一罐池的清洁器31 中。来自清洁器27的尾矿料经线路45泵抽以与来自调节池21的调节浆相结 合，该浆料经线路23转输至粗选贮料器25中。

来自清洁器31的浓缩物经线路49泵抽到40m3的单一罐池的清洁器35 中，产生最终的铅细料浓缩物，该铅细料浓缩物经线路51转输并与浸提和过 滤前的现有铅浮选工序43产生的粗铅浓缩物相混合。

来自清洁器35的尾矿料经线路37受重力降到清洁器31中，来自清洁 器31的尾矿料经线路39受重力降到清洁器27中。

设计上具有灵活性的本方法允许粗选贮料器25中的操作具有各种变化， 或者仅作为粗选贮料器，或者作为粗选贮料器和清除器。设计也允许具有不 同数量的清洁阶段，例如去除清洁器35直接将浓缩物送至清洁器31以进行 浸提。

微细铅和银颗粒的浮选性能改进的方法是基于上述程序框图并包括用 于来自铅工序尾矿料的锌工序，申请人对该方法已经进行了中间厂工作操作。 中间厂的操作证实了细料的pH值调整可以显著地提高来自细料流的铅矿物 和银矿物的回收率。

在不超出本发明的实质和范围的条件下，上述本发明的优选实施方案可 以进行多种形式的变换。