氧化铜矿在我国储量丰富，是我国铜矿资源的重要组成部分。由于大多数氧化铜矿具有品位低、氧化率和结合率高、结构松散、含水含泥较多、细粒不均匀嵌布等特点，用常规浮选方法与浮选药剂来处理，其浮选指标一直不是很好且选矿成本也很高。因此，有机螯合捕收剂的开发与研究深受关注，因为螯合捕收剂会在氧化铜矿表面形成金属螯合物，比普通的离子型和共价型金属盐更稳定。长期以来螯合捕收剂被当作选择性较好的捕收剂，并且它们似乎可以代替常规的捕收剂以获得更好的浮选效果。为此，云南大学矿产研究所合成了代号为yam2的n–辛基–异羟肟酸钾有机螯合捕收剂，并用合成的有机螯合捕收剂作为捕收剂进行了一系列针对复杂难选氧化铜矿的选矿试验研究，并取得了较好的浮选指标。
1有机螯合捕收剂yam2的基本浮选特性测试
有机螯合捕收剂yam2是具有立体结构的异羟肟酸盐类捕收剂，其液相反应属于环境友好型。当前此药剂已实现批量生产且操作安全、使用方便。采用傅立叶变换红外光谱(ftir)、电子扫描质谱(esms)、热重分析(tga)、核磁共振(nmr)等手段对yam2进行测试，其结果表明，yam2分子中带有一个疏水基，以及能选择性地吸附到矿物表面产生螯合作用的官能团，当部分异羟肟酸盐由于螯合作用选择性地吸附到金属氧化矿物表面时，可大大改变其矿物表面的可浮性。因此，yam2可用于复杂难选的铜等多种金属氧化矿物的处理。
yam2是一种弱酸，其pka值在9～10。虽然在高ph值(大于10.5)条件下其应用效果最佳，但为了提高金属回收率，矿浆的ph一般调整在7～10。对某些矿物而言，yam2在低ph值即低pka值的条件下也是一种很有效的捕收剂。例如当ph值为4～5时，采用yam2能有效地从锡石中回收锡。此时虽然其溶解性相对较差，但由于螯合作用的存在，yam2仍然具有很好的浮选性能，分析原因可能是由于锡矿物的zeta电位导致在较低ph值时yam2也具有较快的吸附速度。
首先在磨矿细度为–0.074mm粒级含量大于80%的条件下，考察在矿浆中添加可溶性铜(cus04)，并采用yam2作为浮选剂回收人工硅孔雀石富矿试样时，ph值的变化对硅孔雀石回收率的影响。实验结果见图1。
图 1 ph值得变化对硅孔雀石回收率的影响
由图1可知，增大捕收剂yam2的浓度可有效避免矿浆中cu2+对浮选过程的影响，当yam2浓度从30g/t提高到90g/t、而cu2+浓度却从20g/t提高到30g/t时，硅孔雀石中铜的回收率有大幅度的提高（如在ph值为9时，cu的回收率由33.6%提高到了45.7%）。同时，由图也可以看出，当矿浆的ph值在7.5～10.5之间时，铜的回收率较高，都在27%以上。而当ph小于7.5或大于10.5时，浮选效果下降明显，当ph小于5.5和大于12时，两种组合的回收率甚至都降到了5%以下。因此，可以判断当ph值在7.5～10.5之间时最有利于yam2对硅孔雀石的捕收。
之后调整矿浆的ph值为9.5～10.5、磨矿细度为–0.074mm粒级含量大于80%，将yam2溶解于1%的koh溶液与常规硫化矿捕收剂硫氨酯配合使用考察对人工硅孔雀石富矿试样的浮选效果，其试验结果见图2。
图 2 yam2 与常规硫化矿捕收剂配合使用对硅孔雀石的浮选试验结果
由图2可见，当铜精矿的品位达到16%时，硅孔雀石中铜回收率仍然可达53%以上。而当铜精矿品位为11%时，硅孔雀石中的铜回收率达到了73%。这可充分说明，添加yam2后，可以对难选的硅孔雀石中的铜进行有效的捕收。
2有机螯合捕收剂yam2与常规药剂组合使用浮选难选氧化铜矿试验
单一使用硫氨酯捕收剂和yam2与常规药剂组合分别对国外某含cu、pb、zn和ag的多金属深度氧化矿（试样的主要铜矿物有辉铜矿(包括蓝辉铜矿)、孔雀石、自然铜、铜蓝、黄铜矿、赤铜矿及少量斑铜矿，其他金属矿物主要有黄铁矿、赤铁矿、针铁矿等。脉石矿物主要有石英、黑云母、菱铁矿和长石，此外可能还含有微量的滑石。）进行浮选试验。单一使用硫氨酯捕收剂和yam2与硫氨酯组合使用对该矿物的浮选试验结果见图3。
图3 单一使用硫氨酯和yam2与硫氨酯组合使用的浮选试验结果
由图3可见，当yam2与硫氨酯组合使用时，其回收率比单一使用硫氨酯时有明显提高。精矿最高铜品位从单一使用硫氨酯时的33.5%提高到与yam2配合使用时的35.5%，铜精矿最高铜回收率则从52.0%提高到75.2%。
同时我们也使用yam2对云南某难选氧化铜进行浮选试验研究。采用开路浮选试验流程，在–0.074mm粒级含量大于85%，ph值为9～9.5的条件下，分别进行了丁基黄药浮选、yam2与丁基黄药组合使用浮选以及yam2单独浮选，实验使用硫化钠作硫化剂（用量为2500g/t），浮选试验结果见表2。
表 1 开路浮选流程下的试验方案结果比较
|
原矿 品位/% |
药剂及用量/(g/t) |
精矿产率 /% |
精矿品位 /% |
精矿回收率 /% |
||
|
硫化钠 |
丁基黄药 |
yam2 |
||||
|
0.78 |
2500 |
400 |
0 |
4.48 |
10.53 |
65.34 |
|
0.71 |
2500 |
0 |
90 |
5.30 |
9.87 |
73.68 |
|
0.75 |
2500 |
200 |
30 |
5.26 |
11.49 |
80.58 |
由表2可知，单一使用yam2捕收剂与丁基黄药相比，在精矿品位稍有下降的情况下，精矿回收率提高了8.34个百分点；而当yam2与丁基黄药组合使用时，与单一使用丁基黄药相比，精矿品位提高了0.96个百分点，精矿回收率的提高幅度达15.24个百分点，这说明采用有机螯合捕收剂yam2与常规硫化矿捕收剂组合使用可加强两者之间的协同增效作用。
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