專利名稱：使用空氣-偏亞硫酸氫鹽處理從黃鐵礦中分離銅礦物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及金屬回收領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及通過在具有一定范圍的緩沖容量和/或鹽度(salinity)的水中的浮選對(duì)銅、鑰和/或金礦物進(jìn)行回收。
背景技術(shù)：
采用浮選方法從黃鐵礦和其他脈石礦物浮選有價(jià)礦物一般在堿性pH值下操作。堿度通過添加石灰或其他堿性化合物進(jìn)行控制。一般采用石灰是因?yàn)槠錇橄鄬?duì)不貴的試齊U，但是當(dāng)浮選回路可獲得的水具有高的緩沖容量時(shí)則需要大量的石灰和其他試劑。換句話說，需要大量的石灰以改變并保持最佳操作條件下的PH值。石灰的添加也會(huì)經(jīng)由隹丐沉積在金屬表面上而抑制礦物如銅礦(chalcopyrite)、閃鋅礦(sphalerite)、輝鑰礦(molybdenite)、黃鐵礦、磁黃鐵礦和金以及其他貴金屬的浮選。一般來說，在硫化物浮選中，浮選試劑的有效性通過浮選原料或漿料中的堿度或酸度水平來控制，PH調(diào)節(jié)劑如石灰、蘇打(soda ash)以及較少程度的苛性鈉常常用過pH控制試劑。石灰因其成本、可獲得性和可將PH值保持在10. 5以上的能力而是最常用的試劑。需要將漿料的PH值調(diào)節(jié)至pH 11.0以抑制鐵的脈石硫化物礦物，如黃鐵礦和磁黃鐵礦。與添加石灰相關(guān)的成本會(huì)是顯著的，并且石灰作為抑制劑的有效性在此已經(jīng)顯示為在含有高水平的溶解鹽或高度緩沖(buffered)的水中是降低的。其他硫化物抑制劑如氰化物或硫氫化鈉已經(jīng)與pH調(diào)節(jié)相結(jié)合用來抑制黃鐵礦。它們不能在寬的PH范圍上使用，并且要求高的pH值，使得存在石灰消耗較高的問題。此外，這些抑制劑在經(jīng)濟(jì)劑量方面也許選擇性不夠。使用硫氧化合物(sulfoxy compound)以改進(jìn)硫化物礦物的回收到目前位置追溯到US 2，154，092 (Hunt)。該專利記載了一種與脈石成分相關(guān)的含碳質(zhì)物質(zhì)或石墨化物質(zhì)的礦石的處理方法。這些碳質(zhì)物質(zhì)會(huì)在浮選期間保持在有價(jià)礦石礦物中，并降低等級(jí)或包裹有價(jià)礦物，由此通過浮選降低了它們的回收。為了防止該現(xiàn)象，將二氧化硫或任何其他還原性氣體加入至漿料中，其中不將其與空氣混合，以抑制有害脈石或碳包裹的礦物的浮選。.當(dāng)加入二氧化硫氣體時(shí)，Hunt聲稱所得衆(zhòng)料水的pH值通常在酸性一側(cè)(〈pH 7)。在一些情況中，取決于礦石和研磨水兩者的天然堿性，漿料會(huì)保持為堿性。該方法可以在漿料為酸性或堿性的條件下實(shí)施。Hunt教導(dǎo)了還原性氣體還可以在礦石漿料自身中通過一種或多種合適化學(xué)品的作用而在內(nèi)產(chǎn)生。例如，當(dāng)將硫酸和堿金屬(堿性)和堿土金屬的亞硫酸鹽、重亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽添加至礦石漿料中時(shí)，二氧化硫?yàn)橥ㄟ^相互作用產(chǎn)生的產(chǎn)物的一種。
大量的其他專利已經(jīng)在硫化物浮選回路(flotation circuit)中采用硫氧化合物。美國專利US5，171，428 (授予Beattie等人)記載了一種從含黃鐵礦的混合物中分離毒砂的方法，通過將該混合物與提供HSOf離子的亞硫酸鹽試劑接觸。該方法在升高的溫度下且在低于約PH 8的pH值下實(shí)施足夠賦予選擇性抑制毒砂的時(shí)間段。美國專利6，032，805和6，092,666(授予Clark等人)記載了一種通過使用含硫氧自由基的試劑降低堿性PH調(diào)節(jié)劑消耗的 方法。在引入含硫氧基的試劑之前或同時(shí)，以足以實(shí)現(xiàn)有助于浮選分離礦物的化學(xué)環(huán)境的量添加非氧化性氣體(如惰性或還原性氣體)。在捕收劑和起泡器添加之前但是在與非氧化性氣體接觸之后，僅在必要時(shí)，通過氧化性氣體對(duì)漿料進(jìn)行曝氣至特定溶解氧濃度或者適合浮選的電化學(xué)電勢。美國專利US 6，041，941 (授予Newell等人)，呈現(xiàn)了一種類似于Clark等人的方法，目的為在浮選回路中降低還原劑消耗和礦物結(jié)垢(mineral scaleformation)。在Clark等人的方法中，添加非氧化性氣體以防止硫氧自由基的氧化。在試劑調(diào)楽:(condition)和浮選階段期間引入該非氧化性氣體。在這些階段，在漿料中溶解的氧很有可能分解硫氧化合物并引起結(jié)垢。需要一種方法能夠?qū)⒑袃r(jià)金屬的硫化物礦物與其他硫化物礦物、特別是硫化物脈石礦物分離，同時(shí)控制具有顯著范圍的緩沖容量和/或鹽度的水中的試劑消耗水平，而無需添加石灰或其他PH調(diào)節(jié)劑。

發(fā)明內(nèi)容
這些和其他需求通過本發(fā)明的各種實(shí)施方案和構(gòu)造進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。本發(fā)明一般涉及以硫氧試劑輔助的浮選方法將有價(jià)金屬硫化物礦物與其他硫化物分離，所述其他硫化物特別是黃鐵礦(pyrite)、白鐵礦(marcasite)、磁黃鐵礦(pyrrhotite)、毒砂(arsenopyrite)和其他脈石礦物(gangue mineral)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在浮選之前將硫氧試劑，優(yōu)選銨、氫、堿金屬和/或堿土金屬的偏亞硫酸氫鹽添加至經(jīng)過曝氣的漿料化的含有價(jià)金屬硫化物原料中。該方法特別適用于浮選分離銅的硫化物，如輝銅礦(chalcocite) (Cu2S)、斑銅礦(bornite) (Cu5FeS4)、黃銅礦(chalcopyrite) (CuFeS2)、青定銅礦(covellite) (CuS)、繳銅礦(tetrahedrite) (Cu12Sb4S13)、砷黢!銅礦(tennantite) (Cu12As4S13)和硫砷銅礦(enargite) (Cu3AsS4)和/或鑰的硫化物(如輝鑰礦(molybdenite) (MoS2))，以及黃鐵礦(FeS2)、白鐵礦(FeS2)、磁黃鐵礦(Fe1^xS)、毒砂(FeAsS)。該硫氧試劑起到脈石硫化物礦物的抑制劑的作用。以此方式，可以實(shí)現(xiàn)高度選擇性浮選分離不同的硫化物礦物。常規(guī)的浮選方法在添加硫氧試劑之前將分子氧從漿料中剝離出來，與該常規(guī)浮選方法不同，將該硫氧試劑添加至經(jīng)過曝氣的含有價(jià)金屬的原料中。將所述曝氣步驟操作到以下程度，使得在銅的硫化物礦物上形成表面氧化的一個(gè)薄層以促進(jìn)捕收劑的吸附，并且因此促進(jìn)銅礦物的浮選。為了促進(jìn)該層的形成，優(yōu)選的是，在浮選步驟之前，含有價(jià)金屬的漿料化原料不與外部產(chǎn)生的非氧化性氣體接觸而降低溶解分子氧含量。在一些實(shí)施方案中，在曝氣后且在用捕收劑和起泡劑對(duì)漿料調(diào)漿之前引入該硫氧試劑。
在一些實(shí)施方案中，不僅在曝氣后而且額外的在主要(primary)和/或次要(secondary)研磨回路中引入該硫氧試劑。盡管不希望被理論所限制，但是這實(shí)現(xiàn)了該硫氧試劑與新暴露且未氧化礦物硫化物表面的接觸，由此增強(qiáng)了試劑的有效性。在一些實(shí)施方案中，該浮選方法在天然pH以及在基本不存在pH調(diào)劑的條件下進(jìn)行。換句話說，在磨碎和浮選回路的任何階段不加入酸或堿以調(diào)節(jié)漿料化原料的PH，除非為了經(jīng)濟(jì)原因進(jìn)行PH調(diào)節(jié)，例如為了降低硫氧試劑劑量、降低腐蝕作用和/或避免在需要高劑量硫氧試劑時(shí)更低的PH條件。但是必須小心地控制pH調(diào)整以避免不利地影響有價(jià)金屬回收或濃縮等級(jí)。在漿料形成中，該方法可以使用任何質(zhì)量的水，不論是淡水(fresh)、咸水(brackish)或含鹽水(salt water),也不論其緩沖度。曝氣和之后進(jìn)行的硫氧試劑添加階段的組合，以及在不存在pH調(diào)節(jié)的條件下，可以增加銅的硫化物礦物浮選速率、回收率，并改進(jìn)銅的硫化物礦物的濃縮程度。盡管通過曝氣產(chǎn)生的溶解分子氧水平會(huì)在一定條件中增加硫氧試劑消耗，石灰試劑的動(dòng)力學(xué)和消除方 面的基本改進(jìn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)補(bǔ)償了硫氧試劑成本的任何增加。在用來形成浮選漿料的水含有顯著的緩沖容量并且在較寬的漿料PH范圍上有效時(shí)，該方法特別有用。實(shí)際上，該方法就回收和試劑消耗而言比使用石灰添加和氰化物的常規(guī)方法在成本上更加有效。在用于含可忽略的至顯著的緩沖容量或鹽度的水中時(shí)，該方法已經(jīng)顯示了出色的性能。因此，本發(fā)明特別有用于濃縮器操作，其可獲得的水源僅為海水或咸地下水。這些和其他優(yōu)勢根據(jù)此處所述的公開是顯然的。術(shù)語“一”或“一種”實(shí)體是指一個(gè)或多個(gè)該實(shí)體。如所述的，術(shù)語“一”(或“一種”)、“一個(gè)或多個(gè)”和“至少一個(gè)”可以互換使用。還注意到術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”
可以互換使用。短語“至少一個(gè)”、“一個(gè)或多個(gè)”和“和/或”都是在實(shí)施時(shí)連續(xù)或分離的開放式表述。例如，“A、B和C中的至少一個(gè)”、“A、B或C中的至少一個(gè)”、“A、B和C中的一個(gè)或多個(gè)”、“A、B或C中的一個(gè)或多個(gè)”和“A、B和/或C”中的各個(gè)表述表示單獨(dú)的A、單獨(dú)的B、單獨(dú)的C、A和B —起、A和C 一起、B和C 一起、A、B和C 一起。當(dāng)上述表述A、B和C中的每一個(gè)表示一個(gè)元素，如X、Y和Z,或者是指一組元素,如Xl-Xn、H-Ym和Zl-Zo,該短語意在表示選自X、Y和Z的單個(gè)元素，選自同一組(如Xl和X2)的元素的組合，以及選自兩組或更多組(如Yl和Zo)的元素的組合。術(shù)語“咸水”是指鹽度比淡水高但是沒有達(dá)到含鹽水鹽度的水。典型地，咸水的鹽度在約 0. I %。(0. 01%)至約 25%。(2. 5%)。術(shù)語“緩沖容量”是指溶液在添加外部pH調(diào)節(jié)劑時(shí)可以抵抗其pH變化的程度。術(shù)語“溶解”及其變化表述是指固體或液體進(jìn)入其水相(溶液)的過程。術(shù)語“偏亞硫酸氫鹽”是指硫的氧陰離子(oxyanion of sulfur) S2 052_或任何含有該離子的鹽。偏亞硫酸氫鹽通常為其金屬的形式，重亞硫酸根陰離子(S2O5)通常為其堿金屬或堿土金屬的偏亞硫酸氫鹽的形式。術(shù)語“礦物”及其變化表述是指任何天然形成的化學(xué)物質(zhì)，其具有確定的化學(xué)組成和特征性晶體結(jié)構(gòu)。術(shù)語“天然pH”是指溶液在基本不存在有意pH調(diào)節(jié)的條件下的pH。有意pH調(diào)節(jié)在向溶液中加入酸或堿以調(diào)節(jié)pH時(shí)發(fā)生。無意pH調(diào)節(jié)的實(shí)例為通過曝氣、使用浮選試劑(如捕收劑、起泡劑、活化劑、抑制劑、分散劑等)或硫氧試劑添加對(duì)漿料進(jìn)行調(diào)漿來調(diào)節(jié)pH。術(shù)語“貴金屬” 一般指金或銀。術(shù)語“由此衍生的溶液”是指與直接或間接衍生溶液的源溶液具有至少一種共同成分的溶液。例如，具有在源溶液中存在的浸取劑、污染物或有價(jià)金屬的溶液被認(rèn)為是由此衍生的。因此，殘液(raffinate)或貧液被認(rèn)為是由富礦浸出溶液(pregnant leachsolution)衍生的溶液。類似地，萃取了的萃取劑(loaded extractant)或含有有價(jià)金屬的電解質(zhì)，或者剝離溶液(strip solution)被認(rèn)為是直接或間接衍生自富礦浸出溶液。類似地，漿料化的濃縮物或殘余物(tailing)被認(rèn)為是從原料至浮選階段而衍生的。

術(shù)語“硫化物礦物”是指含有金屬作為陽離子和硫根(S2_)作為主要陰離子的礦物。術(shù)語“硫氧試劑”是指含有以下成分的組合物，該成分中的氧直接鍵合至S，如S=O> SO3X> SO4等，或該成分起到硫氧自由基源的作用。術(shù)語“含鹽水”是指水，一般為海洋或海水，其鹽度為約25%。(2. 5%)或更多，更典型地為約30%。(3.0%)或更多，甚至更典型地為約35%。(3.5%)或更多。含鹽水一般具有的全部溶解固體為約10000mg/L或更多，甚至更優(yōu)選為約20000mg/L或更多，甚至更優(yōu)選為約25000mg/L或更多。盡管海水含有大于70種元素，但是大多數(shù)的海水鹽為六種主要元素的離子氯、鈉、硫酸根、鎂、鈣和鉀。術(shù)語“鹽度”是指水體中的溶解鹽含量。該術(shù)語描述了不同鹽如氯化鈉、硫酸鎂和硫酸鈣以及碳酸氫鹽的濃度(level)。術(shù)語“亞硫酸鹽”為含有亞硫酸根離子S0(添加劑IUPAC名稱三氧化硫酸根(trioxidosulfate) (2-))的化合物。亞硫酸根離子為亞硫酸的共軛堿。術(shù)語“有價(jià)金屬”是指銀、金、非鐵基金屬(鎳、鉛、銅和鋅)、鈷、鑰及其混合物，其中銅為硫化物基質(zhì)中的常見金屬。上述是本發(fā)明的簡單概述，提供對(duì)本發(fā)明一些方面的理解。該概述不是本發(fā)明及其各種實(shí)施方式的外延性或窮盡性的綜述。該概述并不意在鑒定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要的要素，也不意在描繪本發(fā)明的范圍，而是以簡化形式呈現(xiàn)所選的本發(fā)明概念作為下文中更加詳細(xì)說明的引言。正如所能夠理解的，本發(fā)明的其他實(shí)施方案可以單獨(dú)或組合地利用上文所給的或下文詳述的特征的一個(gè)或多個(gè)。發(fā)明詳述附圖結(jié)合在說明書中，并且構(gòu)成說明書的一部分以顯示本發(fā)明的多個(gè)實(shí)例。這些附圖，與說明書一起，解釋了本發(fā)明的原則。該附圖簡要地展示了優(yōu)選的和可選的實(shí)施例以解釋如何完成和使用本發(fā)明，不應(yīng)被認(rèn)為僅將本發(fā)明局限于所顯示的和所描述的實(shí)施例。進(jìn)一步的特征和優(yōu)勢將從本發(fā)明的各實(shí)施方案的更詳細(xì)的描述中獲得，如下文的附圖所顯示的。圖I為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的方法的流程圖；圖2A-B為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的方法的流程圖；圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的方法的流程圖4為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的方法的流程圖；圖5為在自來水中各種浮選試劑方案的銅回收率曲線，并相對(duì)銅回收率(%)對(duì)銅等級(jí)(%)作圖；圖6為在含鹽水中各種浮選試劑方案的銅回收率曲線，并相對(duì)銅回收率(%)對(duì)銅等級(jí)(%)作圖；圖7為在自來水中各種浮選試劑方案的銅回收率曲線，并相對(duì)銅回收率(%)對(duì)銅等級(jí)(%)作圖；圖8為在含鹽水中各種浮選試劑方案的銅回收率曲線，并相對(duì)銅回收率(%)對(duì)銅等級(jí)(%)作圖；
圖9為在添加有MBS、使用曝氣或不使用曝氣的含鹽水和自來水中的銅回收率曲線，并相對(duì)銅回收率(%)對(duì)銅等級(jí)(%)作圖；和

圖10為在添加有MBS、使用曝氣或不使用曝氣的現(xiàn)場咸水(brackish sitewater)和自來水中的銅回收率曲線，并相對(duì)銅回收率(%)對(duì)銅等級(jí)(%)作圖。發(fā)明詳述在本文所述的方法中采用了將硫氧試劑、優(yōu)選偏亞硫酸氫鹽添加至浮選回路中的一點(diǎn)或多點(diǎn)。在一個(gè)方法構(gòu)造中，在添加硫氧試劑之前為曝氣、通常是強(qiáng)烈的曝氣階段，在該階段中主動(dòng)引起氧化性氣氛和溶解分子氧，而不是防止或抑制。不用堿如石灰、苛性鈉或蘇打(soda ash)或者酸如硫酸調(diào)節(jié)所得衆(zhòng)料的pH,并且在不存在硫化物抑制劑如氰化物或氫硫化物的條件下，相對(duì)于添加硫氧試劑而沒有曝氣步驟或者不存在曝氣步驟，曝氣與添加硫氧試劑的組合會(huì)顯示顯著的改進(jìn)，以及在回收率和試劑消耗方面比添加堿和/或硫化物抑制劑的常規(guī)方法更加成本有效。此外，該方法在用于含有忽略量至顯著量鹽度的水中時(shí)具有出色的效果。該方法可特別有用于濃縮器操作，其可獲得水源僅為海水和地下咸水。在其他實(shí)施方案中，不僅在曝氣后還在研磨回路中、特別是在次要(secondary)研磨回路中引入硫氧試劑。參考圖1，含有價(jià)金屬的原料100可以是任何合適的含銅和/或鑰的原料，特別是開采的礦石、殘余物、濃縮物或其他金屬回收過程的剩余物。原料100不僅包括銅和/或鑰的硫化物礦物中的一種或多種，而且包括一種或多種其他要從有價(jià)金屬硫化物礦物中分離的硫化物礦物(特別是硫化物脈石礦物)。典型地，原料100是多金屬的，其中一些或所有的金屬作為硫化物存在。常見的原料100包括黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、靛銅礦、砷黝銅礦、硫砷銅礦和黝銅礦中一種或多種形式的銅，和/或輝鑰礦形式的鑰，作為有價(jià)金屬硫化物礦物，以及黃鐵礦、白鐵礦、毒砂和磁黃鐵礦中一種或多種的鐵的硫化物礦物，作為硫化物脈石礦物。通常存在金或銀。在許多應(yīng)用中，鐵的硫化物是原料100中的主要(例如大于50%的)硫化物(sulfidic)脈石礦物。在步驟104中，將原料100漿料化并且在開放或封閉的研磨回路中磨碎。將磨碎的原料108運(yùn)送至曝氣步驟112，然后實(shí)施硫氧試劑添加步驟114。在形成原料漿料100中使用的水可以為淡水、地下咸水或含鹽水，或其任何混合物。該方法在浮選有價(jià)金屬硫化物礦物中出人意料地有效，無論水是否為鹽水，是否含有溶解固體或是淡水。在一個(gè)方法構(gòu)造中，例如，水的鹽度為約0. 1%。(0. 01%)或更大。原料100的最佳解離(liberation)尺寸取決于礦石類型、礦石解離和礦石的溶解化學(xué)的理解以及功率和介質(zhì)成本。磨碎的原料108呈漿料的形式，優(yōu)選具有的原料漿料密度在約20至約45重量％的范圍。在合適的容器中使磨碎的原料108經(jīng)歷步驟112中的曝氣以形成經(jīng)過曝氣的原料132。曝氣典型地通過在攪拌條件下將氧化性氣體、優(yōu)選含分子氧的氣體(如空氣、基本為純的分子氧和分子氧富集的空氣)鼓泡通過原料108。氧化性氣體優(yōu)選包括至少約20體積％的分子氧。實(shí)施曝氣足夠的時(shí)間以允許表面氧化的薄層形成在銅和/或鑰的硫化物礦物108的表面上。生成期望氧化膜所需要的停留時(shí)間的范圍優(yōu)選為約15至約120分鐘，更優(yōu)選為約30至約60分鐘。在大多數(shù)應(yīng)用中，在曝氣期間或曝氣之后的任何步驟期間不調(diào)節(jié)pH。盡管不希望被理論所限制，但是在銅和/或鑰的硫化物礦物上的表面氧化的薄層允許礦物更好的被捕收劑吸附。這出乎本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的意料，因?yàn)楸绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)為曝氣導(dǎo)致了銅和鑰的硫化物礦物的氧化，引起硫氧化合物的浮選能力降低和穩(wěn)定 性降低。在步驟114中，將硫氧試劑118添加至經(jīng)過曝氣的原料132中以形成經(jīng)過處理的原料122。硫氧試劑118可以任何合適的方式添加。與常規(guī)方法不同，硫氧試劑118添加的同時(shí)該經(jīng)過曝氣的原料132發(fā)生氧合。換言之，溶解分子氧在硫氧試劑118添加之前沒有從磨碎的原料中取出。調(diào)漿期間經(jīng)過曝氣的原料132中的溶解分子氧水平優(yōu)選至少為約3ppm,更優(yōu)選在至少約5ppm,甚至更優(yōu)選在至少約lOppm。硫氧試劑118可以為任何硫氧化合物，如銨、氫、堿金屬或堿土金屬的亞硫酸鹽、重亞硫酸鹽、偏亞硫酸氫鹽、硫化物、多硫化物、硫代硫酸鹽、連多硫酸鹽或二硫化物，二氧化硫，其混合物和衍生物。優(yōu)選的硫氧試劑118為銨、氫、堿金屬或堿土金屬的亞硫酸鹽、重亞硫酸鹽或偏亞硫酸氫鹽，和/或二氧化硫中的一種或多種，甚至更優(yōu)選銨、氫、堿金屬或堿土金屬的偏亞硫酸氫鹽。盡管不希望被理論所限制，但是認(rèn)為硫氧試劑118起到其他硫化物礦物(如鐵的硫化物脈石礦物，特別是黃鐵礦)的抑制劑的作用。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的，亞硫酸根離子可以為添加的，或通過合適的化學(xué)反應(yīng)在在亞硫酸根離子前體之間原位形成。有大量不同的方法構(gòu)造用于添加硫氧試劑118。在一個(gè)方法構(gòu)造中，一部分硫氧試劑118在一個(gè)階段中添加，任選在研磨期間，其中另外的量在曝氣后且在每一個(gè)精選(cleaning)、再精選(recleaning)或清除浮選階段之前添加。在另一個(gè)方法構(gòu)造中，主要的該硫氧試劑118在曝氣后的一個(gè)或多個(gè)階段添加，其中另外的較小量任選在每一個(gè)精選、再精選或清除浮選階段之前添加。在另一方法構(gòu)造中，硫氧試劑118沒有在任何研磨階段添加，而僅在曝氣后添加。典型的累積硫氧試劑118添加速率，對(duì)于所有添加點(diǎn)而言，為至少約50g/t,更典型為至少約100g/t,更典型約大于200g/t,甚至更典型為大于200g/1至約 1000g/t。盡管不希望被理論所限制，但是相信該硫氧試劑和氧化性氣體協(xié)同地發(fā)揮作用從而大大地增加了選擇性分離和有效性，特別是在高度緩沖和/或鹽水(saline water)中。盡管認(rèn)為曝氣氧化了硫化物礦物表面，其增加了有價(jià)金屬硫化物礦物的浮選能力，但是認(rèn)為在曝氣后添加硫氧試劑最佳地控制了要作為殘余物被取出的其他硫化物礦物的抑制。使用曝氣增加浮選能力、例如銅的硫化物礦物的浮選能力同時(shí)使用硫氧試劑抑制黃鐵礦可以比在不存在曝氣的條件下更好地改進(jìn)浮選選擇性。在順序發(fā)生曝氣和硫氧試劑的添加且曝氣在硫氧試劑添加之前時(shí)，最好地實(shí)現(xiàn)了這種協(xié)同作用。在步驟116中，對(duì)經(jīng)過處理的原料122進(jìn)行調(diào)漿以形成經(jīng)過曝氣的和經(jīng)過調(diào)漿的原料134。調(diào)漿在合適的容器或漿料調(diào)漿槽中于浮選之前進(jìn)行。在浮選中，攪拌的量和由此引起的調(diào)漿期間的分散與要發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)所需的時(shí)間緊密相關(guān)?？梢栽谡{(diào)漿期間添加大量的試劑，包括捕收劑120、起泡劑124和其他試劑128。可以使用任何合適的捕收劑120和起泡劑124。其他試劑128包括活化劑、抑制劑(如碳抑制劑以抑制含碳質(zhì)物質(zhì)和/或石墨化物質(zhì)的浮選)、粘土分散劑、改性劑、石灰(在有限的情況中例如作為低成本的分散劑或粘度改進(jìn)劑)以及控制電勢(Eh)和/或pH的試劑。根據(jù)調(diào)衆(zhòng)期間的攪拌類型，氧合水平會(huì)增加。對(duì)于下流式攪拌器(downflow agitator),額外的分子氧很有可能夾帶在漿料中。調(diào)漿一般發(fā)生約0. 5至約60分鐘，甚至更一般為約2至約30分鐘。
在步驟136中對(duì)經(jīng)過曝氣和經(jīng)過調(diào)漿的原料134進(jìn)行浮選，優(yōu)選在鼓泡空氣的存在下，從而形成濃縮物部分144和殘余物部分140，濃縮物部分144通常含有約25%以上、更常見約40%以上和甚至更常見大于約50%的有價(jià)金屬硫化物礦物，殘余物部分140通常含有約25%以上、更常見約40%以上和甚至更常見大于約50%的作為殘余物要被取出的硫化物礦物(一種或多種)。在浮選回路中，經(jīng)過曝氣和經(jīng)過調(diào)漿的原料134在浮選機(jī)器的槽中或者在一系列浮選機(jī)器中進(jìn)行浮選。該浮選機(jī)器可為經(jīng)過曝氣的浮選池。根據(jù)應(yīng)用，浮選可以包括一個(gè)或多個(gè)階段。基于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的標(biāo)準(zhǔn)確定粗選階段、清除階段和精選階段的數(shù)量和構(gòu)造。用于特定原料的捕收劑120、起泡劑124和其他試劑128以及漿料密度、試劑的添加速率、試劑添加的順序、浮選期間空氣添加的速率、Eh和其他浮選條件及參數(shù)的選擇對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也是已知的。在一個(gè)方法構(gòu)造中，磨碎步驟104、曝氣步驟112、調(diào)漿步驟116和浮選步驟136在基本不用或完全不用酸或堿進(jìn)行pH調(diào)節(jié)的條件下(例如在不存在酸或堿(如石灰、蘇打和/或苛性鈉)添加的條件下)進(jìn)行。換言之，這些步驟在天然PH下實(shí)施，對(duì)于許多礦石和補(bǔ)償水而言，為不超過約pH 11的堿性pH，更典型小于pH 8.5的pH值，更典型為不超過約pH 8的pH，甚至更典型為從約pH 3至約pH 8范圍的pH。Eh典型的為大于約5mV且小于約155mV，更典型地為約10至約120mV的范圍。在一個(gè)方法構(gòu)造中，磨碎步驟104、曝氣步驟112、調(diào)漿步驟116和浮選步驟136在基本不存在或完全不存在通過使用非氧化性氣體對(duì)漿料化原料進(jìn)行鼓泡以減少溶解分子氧的條件下進(jìn)行。非氧化性氣體，即使有的話，也只含有很少的氧化劑含量，并且，如果不是全部的話，主要為惰性氣體(如氮?dú)夂蜌鍤?、還原性氣體(如除了二氧化硫之外的還原性氣體，如二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷和/或丙烷)，或其混合物。在一個(gè)方法構(gòu)造中，添加的硫氧試劑118基本不含二氧化硫氣體。通過非氧化性消除鼓泡，可以在曝氣之前和之后將較高水平的溶解分子氧保持在漿料中?，F(xiàn)在將參考圖2A-B討論另一方法構(gòu)造。在該實(shí)例中，有價(jià)金屬硫化物礦物為銅的硫化物和另一硫化物礦物(或硫化物脈石礦物)為黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦和毒砂中的一種或多種。在步驟104中磨碎含有價(jià)金屬的原料100以形成磨碎的原料108。磨碎的原料108在步驟116中經(jīng)過調(diào)漿以形成經(jīng)過調(diào)漿的原料132。調(diào)漿期間添加的試劑為捕收劑120、起泡劑124和其他試劑128。沒有添加硫氧試劑118。經(jīng)過調(diào)衆(zhòng)的原料132在步驟200中經(jīng)歷粗浮選(rougher flotation)以形成粗選殘余物204和粗濃縮物208。盡管大多數(shù)有價(jià)金屬硫化物礦物保持在粗濃縮物208中，但是粗選殘余物204含有顯著部分的硫化物脈石礦物。如圖2A所示，在粗浮選之前沒有加入硫氧試劑118。在步驟228中，粗選濃縮物和清除劑濃縮物208和220分別合并，調(diào)節(jié)漿料密度并在封閉或開放的磨碎回路中再磨碎，從而形成再磨碎的濃縮物232?？梢岳斫猓跐饪s物部分208中經(jīng)過浮選的鐵的硫化物礦物更加難以被分離，并且要求進(jìn)一步磨碎以實(shí)現(xiàn)有效地 解離。在次要磨碎期間和在曝氣后可以任選地添加硫氧試劑118。在研磨機(jī)(mill)中添加硫氧試劑可以允許硫氧自由基在新制和未氧化的硫化物礦物表面的立即吸附。在一個(gè)構(gòu)造中，在精浮選(cleaner flotation)之前比該方法期間的任何其他點(diǎn)加入更多的硫氧試劑 118。在步驟212中，通過加入捕收劑120進(jìn)一步對(duì)粗選殘余物204進(jìn)行調(diào)漿，并且在步驟216中，經(jīng)過調(diào)漿的粗選殘余物經(jīng)歷清除浮選216從而生成清除劑濃縮物220和清除劑殘余物224。更慢的浮選銅的硫化物礦物在清除劑浮選期間進(jìn)行浮選。清除劑濃縮物220與粗濃縮物208合并，并經(jīng)歷次要磨碎。在次要磨碎步驟228之后，該再次磨碎的濃縮物232在步驟112中經(jīng)歷曝氣以形成經(jīng)過曝氣的濃縮物236。在任選步驟114中，添加硫氧試劑118以形成經(jīng)過處理的粗濃縮物238。在步驟116中，經(jīng)過曝氣的或經(jīng)過處理的粗濃縮物236 (合適的)經(jīng)歷調(diào)漿以形成經(jīng)過調(diào)漿的濃縮物240。在調(diào)漿期間加入的試劑為捕收劑120、起泡劑124和其他試劑128。典型地，曝氣，硫氧試劑添加和調(diào)漿在不同的容器中發(fā)生，并且曝氣后的溶解分子氧在添加硫氧試劑之前不通過弓I入非氧化性氣體而被還原。在步驟248中，經(jīng)過調(diào)漿的濃縮物240經(jīng)歷精浮選以形成精選殘余物252和精選濃縮物250。經(jīng)過調(diào)漿的濃縮物240中的大多數(shù)有價(jià)金屬硫化物礦物保持在精選濃縮物250中，但是精選殘余物252含有一部分經(jīng)過調(diào)漿的濃縮物240中的有價(jià)硫化物礦物。精選殘余物含有顯著量的脈石硫化物礦物。在任選步驟114中，將硫氧試劑118添加至精選殘余物中以形成經(jīng)過處理的精選殘余物262。在步驟256中，精選殘余物252或經(jīng)過處理的精選殘余物262 (正如可能的情況那樣)通過添加捕收劑120進(jìn)行調(diào)漿以形成經(jīng)過調(diào)漿的精選殘余物260。經(jīng)過調(diào)漿的精選殘余物260在步驟264中經(jīng)歷精選清除劑浮選以形成精選清除劑殘余物268和濃縮物272。盡管精選殘余物252中的大多數(shù)有價(jià)金屬硫化物礦物保持在精選清除劑濃縮物272中，但是精選清除劑殘余物268含有精選殘余物252中的顯著部分的硫化物脈石礦物。精選清除劑濃縮物272返回至次要磨碎步驟228中。
返回至精選濃縮物250后，硫氧試劑118在步驟114中任選加入精選濃縮物中以形成經(jīng)過處理的精選濃縮物252。精選濃縮物250或經(jīng)過處理的精選濃縮物252 (如合適的)在步驟274中經(jīng)過調(diào)漿以形成經(jīng)過調(diào)漿的精選濃縮物276。調(diào)漿期間，添加捕收劑120。經(jīng)過調(diào)漿的精選濃縮物276在步驟278中經(jīng)歷第一再精選浮選以形成第一再精選殘余物282和第一再精選濃縮物280。第一再精選殘余物282返回至次要磨碎步驟228。在任選步驟114中，將硫氧試劑118加入至第一再精選濃縮物280以形成經(jīng)過處理的再精選濃縮物281。 第一再精選濃縮物280或經(jīng)過處理的再精選濃縮物281 (正如情況可能的那樣)在步驟284中經(jīng)過調(diào)漿以形成經(jīng)過調(diào)漿的第一再精選濃縮物286。在調(diào)漿第一再精選濃縮物280期間，添加捕收劑120。在步驟288中，經(jīng)過調(diào)漿的第一再精選濃縮物286經(jīng)歷第二再精選浮選288以形成第二再精選殘余物290，其優(yōu)選包括含有價(jià)金屬的原料100中的至少大多數(shù)和更優(yōu)選約70%以上的硫化物脈石礦物，和第二再精選濃縮物292，其優(yōu)選包括含有價(jià)金屬的原料100中的至少大多數(shù)或更優(yōu)選約70%或以上的有價(jià)金屬硫化物礦物。在上述方法中，精浮選、精選清除劑，第一和第二再精選浮選步驟244、264、278和288分別在天然pH下和環(huán)境溫度下實(shí)施。在上述方法中，有利的是在與粗浮選下游實(shí)施的一個(gè)或多個(gè)硫氧試劑添加步驟之前實(shí)施額外的曝氣步驟。是否實(shí)施額外曝氣步驟取決于漿料在進(jìn)一步添加硫氧試劑和捕收劑之前的氧化電位。在調(diào)漿、曝氣和浮選步驟之前，將額外的溶解分子氧引入各種漿料流中。正如可以理解的，其他方法構(gòu)造可以根據(jù)原料類型和礦物學(xué)而采用。實(shí)驗(yàn)方法下列實(shí)施例提供用來揭示本發(fā)明的一些實(shí)施方案，并不構(gòu)成對(duì)如權(quán)利要求所給出的本發(fā)明的限制。所有的份數(shù)和百分比均以重量為基礎(chǔ)，除非另有說明。實(shí)施例I -常規(guī)浮選方法該實(shí)施例顯示了當(dāng)使用各種試劑以抑制黃鐵礦和濃縮物銅時(shí)，在浮選漿料中使用的水的組成對(duì)銅的回收的影響。如表I所示，所采用的含鹽水具有比自來水顯著更高的全部溶解固體含量和電導(dǎo)率。表I :自來水和高度緩沖現(xiàn)場水(site water)的組成
~自來水~含鹽水~ pHpH08
~電導(dǎo)率y S/cm 0 965360
TDSmg/L 40540225
mg/L 19112060
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 提供含有價(jià)金屬的漿料化原料，其含有銅的硫化物和鑰的硫化物礦物中的至少一種作為有價(jià)金屬硫化物礦物，鐵的硫化物礦物作為硫化物脈石礦物，以及淡水、咸水和含鹽水中的一種或多種； 使用含分子氧的氣體對(duì)含有價(jià)金屬的漿料化原料進(jìn)行曝氣以形成經(jīng)過曝氣的原料； 然后使所述經(jīng)過曝氣的原料與硫氧試劑接觸以形成經(jīng)過處理的原料；和 浮選所述經(jīng)過處理的原料以形成濃縮物和殘余物，該濃縮物至少包含大多數(shù)的在經(jīng)過曝氣的原料中的銅的硫化物和鑰的硫化物礦物中的至少一種，所述殘余物包含經(jīng)過曝氣的原料中的至少約40%的鐵的硫化物礦物。
2.權(quán)利要求I的方法,其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化 物，并且其中所述含有價(jià)金屬的漿料化原料包含緩沖水和/或鹽水。
3.權(quán)利要求I的方法，其中，在所述浮選步驟之前，所述含有價(jià)金屬的漿料化原料不與外部產(chǎn)生的非氧化性氣體接觸以降低含有價(jià)金屬的漿料化原料的溶解分子氧含量。
4.權(quán)利要求I的方法,其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，并且其中將至少約50g/t的所述硫氧試劑添加到所述含有價(jià)金屬的原料中。
5.權(quán)利要求I的方法，其中所述浮選步驟為精浮選，其中所述含有價(jià)金屬的原料為粗浮選的粗濃縮物,其中銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物,并且所述含有價(jià)金屬的原料在粗浮選之前不與硫氧試劑接觸。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述粗濃縮物在所述浮選步驟之前經(jīng)歷次要磨碎，其中所述經(jīng)過處理的原料的pH值小于pH 8，并且其中在次要磨碎期間以及曝氣后硫氧試劑與含有價(jià)金屬的原料接觸。
7.權(quán)利要求I的方法，其中所述經(jīng)過曝氣的原料在之后的接觸步驟中具有大于2ppm的溶解分子氧含量，并且所述硫氧試劑為銨、氫、堿金屬或堿土金屬的亞硫酸鹽、重亞硫酸鹽和偏亞硫酸氫鹽中的一種或多種。
8.權(quán)利要求I的方法，其中在浮選之前或期間，所述含有價(jià)金屬的漿料化原料基本不進(jìn)行pH調(diào)節(jié)。
9.權(quán)利要求I的方法,其中所述水具有約0.01%或以上的鹽度和至少約10000mg/L的全部溶解固體中的至少一種，并且其中浮選在經(jīng)過處理的天然PH的原料中進(jìn)行。
10.一種方法，包括 提供含有價(jià)金屬的漿料化原料，其含有有價(jià)金屬硫化物礦物和與該有價(jià)金屬硫化物礦物分開的第二硫化物礦物，其中所述有價(jià)金屬硫化物礦物為銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種，并且其中所述含有價(jià)金屬的漿料化原料包含水，其具有約0.01%或以上的鹽度以及至少約10000mg/L的全部溶解固體的至少一種； 使用含分子氧的氣體對(duì)所述含有價(jià)金屬的漿料化原料進(jìn)行曝氣以形成經(jīng)過曝氣的原料； 使至少一部分所述含有價(jià)金屬的漿料化原料與硫氧試劑接觸；和 浮選該經(jīng)過曝氣的且含硫氧試劑的漿料以形成濃縮物和殘余物，該濃縮物含有在所述經(jīng)過曝氣的且含硫氧試劑的漿料中至少約40%的有價(jià)金屬硫化物礦物，以及該殘余物含有在所述經(jīng)過曝氣的且含硫氧試劑的漿料中的至少約40%的其他硫化物礦物殘余物。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，其中所述第二硫化物為鐵的硫化物礦物，其中所述鐵的硫化物礦物為黃鐵礦、白鐵礦、毒砂和磁黃鐵礦中的至少一種，并且其中所述含有價(jià)金屬的漿料化原料包含全部溶解固體為至少約10000mg/L的水。
12.權(quán)利要求10的方法，其中，在所述浮選步驟之前，所述含有價(jià)金屬的漿料化原料不與外部產(chǎn)生的非氧化性氣體接觸而降低所述含有價(jià)金屬的漿料化原料的溶解分子氧含量。
13.權(quán)利要求10的方法，其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，其中所述第二硫化物礦物包含不是銅和鑰的有價(jià)金屬，其中所述經(jīng)過曝氣的原料為至少一部分的含有價(jià)金屬的漿料化原料，并且其中將至少約I00g/t的硫氧試劑添加至含有價(jià)金屬的原料中。
14.權(quán)利要求10的方法，其中所述水的鹽度為約0.01%或以上。
15.權(quán)利要求10的方法，其中所述含有價(jià)金屬的漿料化原料包含鹽水和咸水中的至 少一種，并且其中所述含有價(jià)金屬的漿料化原料的溶解分子氧含量在接觸步驟期間為大于2ppm0
16.權(quán)利要求10的方法，其中所述含有價(jià)金屬的漿料化原料包含鹽水和咸水中的至少一種，并且其中所述經(jīng)過曝氣的原料的溶解分子氧含量為至少約5ppm。
17.權(quán)利要求10的方法，其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，其中所述浮選步驟為精浮選，其中研磨機(jī)在再研磨循環(huán)中，其中所述含有價(jià)金屬的原料為粗浮選的粗濃縮物，該含有價(jià)金屬的原料在粗浮選之前不與硫氧試劑接觸，并且將大于200g/1的硫氧試劑添加至所述含有價(jià)金屬的原料中。
18.權(quán)利要求10的方法，其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，其中所述硫氧試劑為銨、氫、堿金屬、堿土金屬的亞硫酸鹽、重亞硫酸鹽和偏亞硫酸氫鹽中的一種或多種，并且其中將至少約50g/t的硫氧試劑添加至所述含有價(jià)金屬的原料中。
19.權(quán)利要求10的方法，其中所述含有價(jià)金屬的漿料化原料在浮選之前以及期間基本不進(jìn)行PH調(diào)節(jié)。
20.—種方法,包括 提供含有價(jià)金屬的漿料化原料，其含有有價(jià)金屬硫化物礦物、與有價(jià)金屬硫化物礦物分開的第二硫化物礦物，其中所述有價(jià)金屬硫化物礦物為銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種，并且其中含有價(jià)金屬的漿料化原料包含淡水、咸水和含鹽水中的一種或多種； 使用含分子氧的氣體對(duì)所述含有價(jià)金屬的漿料化原料進(jìn)行曝氣以形成經(jīng)過曝氣的原料； 所述經(jīng)過曝氣的原料與硫氧試劑接觸以形成經(jīng)過處理的原料； 浮選所述經(jīng)過曝氣的原料以形成濃縮物和殘余物，所述濃縮物含有至少約40%的所述有價(jià)金屬硫化物礦物，所述殘余物含有至少約40%的第二硫化物礦物，其中所述有價(jià)金屬硫化物和第二硫化物礦物在所述浮選步驟之前基本不進(jìn)行PH調(diào)節(jié)。
21.權(quán)利要求20的方法，其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，其中所述第二硫化物為硫化物脈石礦物，其中所述硫化物脈石礦物為黃鐵礦、白鐵礦、毒砂和磁黃鐵礦中的至少一種，并且其中所述經(jīng)過曝氣的原料的PH值小于pH 8. 5。
22.權(quán)利要求20的方法，其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，其中所述有價(jià)金屬硫化物和第二硫化物的PH為天然pH，其中，在所述浮選步驟之前，所述含有價(jià)金屬的漿料化原料不與外部產(chǎn)生的非氧化性氣體接觸而降低所述含有價(jià)金屬的漿料化原料的溶解分子氧含量，并且其中所述經(jīng)過曝氣的原料的PH小于pH 8. 5。
23.權(quán)利要求20的方法，其中所述水為鹽水和咸水中的至少一種，并且其中所述經(jīng)過曝氣的原料的溶解分子氧含量在接觸步驟期間大于2ppm。
24.權(quán)利要求20的方法，其中所述水含有鹽水和咸水中的至少一種，并且其中所述經(jīng)過曝氣的原料的溶解分子氧含量為至少約5ppm。
25.權(quán)利要求20的方法，其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，其中所述浮選步驟為精浮選，其中將所述硫氧試劑添加至在研磨機(jī)中的衍生自原料的溶液中，其中所述研磨機(jī)在再研磨循環(huán)中，其中所述含有價(jià)金屬的原料為粗浮選的粗濃縮物，并且其中所述含有價(jià)金屬的原料在粗浮選之前不與硫氧試劑接觸。
26.權(quán)利要求20的方法，其中所述硫氧試劑為銨、氫、堿金屬、堿土金屬的亞硫酸鹽、重亞硫酸鹽和偏亞硫酸氫鹽中的一種或多種，并且其中將大于100g/t的硫氧試劑添加至所述含有價(jià)金屬的原料中。
27.權(quán)利要求20的方法，其中所述含有價(jià)金屬的漿料化原料在浮選之前以及期間基本不進(jìn)行PH調(diào)節(jié)。
28.權(quán)利要求20的方法，其中所述銅的硫化物和鑰的硫化物中的至少一種為銅的硫化物，其中所述第二硫化物礦物包含不是銅和鑰的有價(jià)金屬，其中所述含有價(jià)金屬的漿料化 原料包含具有約0. 01%或以上的鹽度和至少約10000mg/L的全部溶解固體中的至少一種的水。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及通過氧化性氣體進(jìn)行曝氣并通過硫氧試劑進(jìn)行接觸后浮選硫化物原料。
文檔編號(hào)B03D1/02GK102770214SQ201080063212
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者B.格雷恩 申請(qǐng)人:巴里克黃金公司