Exploración de la flotabilidad de los sulfuros de cobre y los procesos de flotación

Minerales de sulfuro de cobre desempeñan un papel crucial en la industria minera mundial debido al amplio uso del cobre en diversas aplicaciones que van desde el cableado eléctrico hasta los materiales de construcción. Comprender la flotabilidad de estos minerales es esencial para que los procesos de extracción sean eficientes. Este artículo profundiza en la principales minerales de sulfuro de cobre, sus características de flotabilidad y el proceso de flotación del cobre.

Flotabilidad de los minerales de sulfuro de cobre

Principales minerales de sulfuro de cobre y su flotabilidad

Calcopirita

Calcopirita (CuFeS₂) contiene Cu34,57% y es el principal mineral de cobre. La calcopirita puede mantener su flotabilidad natural durante mucho tiempo en medios neutros y débilmente alcalinos. Sin embargo, en medios fuertemente alcalinos (pH>10), se forma una película de hidróxido de hierro debido a que la estructura superficial es corroída por OH-; su flotabilidad natural disminuye. La calcopirita de la superficie del yacimiento se ha oxidado durante mucho tiempo, su dureza se ha reducido y es fácil de triturar, por lo que su flotabilidad se ha deteriorado.

Los colectores más utilizados para la flotación de la calcopirita son el xantato y el polvo negro. En los últimos años, también ha utilizado nitrógeno de azufre y ésteres de tiamina. Algunos utilizan sal de tiourea, acrilato de butilo, etc., para sustituir la calcopirita de flotación de xantato en países extranjeros.

La calcopirita es fácilmente inhibida por el cianuro y los oxidantes en medios alcalinos. Por ejemplo, en la separación de cobre y plomo, el cianuro se utiliza habitualmente para inhibir la calcopirita; en la separación de cobre y molibdeno, los oxidantes se han utilizado ampliamente para inhibir la calcopirita. Las sales de cobre (como el sulfato de cobre) a veces activan la calcopirita inhibida.

Calcosina

Calcosina (Cu2S) contiene 79,8% Cu, el mineral de sulfuro de cobre secundario más común. Es quebradizo y se embarra fácilmente por exceso de trituración.

El mineral de cobre de muchas grandes minas de pórfidos de cobre en el extranjero es la calcosina. El colector de la calcosina es principalmente el xantato. Tiene buena flotabilidad tanto en medios ácidos como alcalinos. Debido a que la energía de red de los cristales de cobre-azufre en la calcosina es menor, el radio de los iones de cobre es pequeño y el radio de los iones de azufre es grande, es fácil exponerse a la oxidación, por lo que la calcosina es más fácil de oxidar que la calcopirita. Tras la oxidación, entran más iones de cobre en la pulpa. La presencia de estos iones de cobre activará otros minerales o consumirá productos químicos, dificultando la clasificación.

Los inhibidores de la calcosina son el Na₂S0₃, Na₂S₂O₃K3Fe (CN) 6 y K4Fe (CN) 6. Una gran cantidad de Na2S también tiene un efecto inhibidor sobre la calcosina. El efecto inhibidor del cianuro sobre la calcosina es débil porque los iones de cobre de la superficie de la calcosina continúan disolviéndose e interactuando con el cianuro, haciéndolo ineficaz. Sólo mediante la adición continua de cianuro puede lograrse el objetivo de supresión.

Bornita

La composición química de bornita (Cu5FeS4) no es fijo. Según la fórmula molecular, contiene Cu63,3%. Existen dos tipos: primaria y secundaria. Las propiedades superficiales y la flotabilidad de la bornita se sitúan entre la calcosina y la calcopirita. Cuando se utiliza xantato como colector, puede flotar en medios ácidos y débilmente alcalinos. Cuando el pH es >10, su flotabilidad disminuye. En medios fuertemente ácidos, su flotabilidad también se deteriora significativamente y es inhibida eficazmente por el cianuro.

Otros minerales de sulfuro de cobre

Otros minerales de sulfuro de cobre, como azul de cobre (CuS)tienen una flotabilidad similar a la calcosina. Arsenito 3Cu2S-As2S3 es un mineral de cobre primario. Tiene un sistema cristalino equiaxial y no se disocia. Presenta numerosos isómeros. Tiene baja dureza y alta fragilidad y puede enturbiarse fácilmente debido a una molienda excesiva. Cuando se utiliza la flotación de mineral de arsénico con xantato, el pH más adecuado es de 11 a 12. Usar carbonato sódico en lugar de cal como ajustador del medio es mejor porque inhibe la tetraedrita de arsénico cuando el CaO libre es superior a 400g/m3. Cuando la dosis de sulfuro sódico es baja (30 mg/L), la flotabilidad puede mejorarse debido a la sulfidación de la superficie oxidada. Sin embargo, el aumento de la dosis puede inhibir completamente la flotación del arsenito.

Reglas de flotabilidad de los minerales de sulfuro de cobre

En cuanto a la flotabilidad de los minerales de sulfuro de cobre, se pueden resumir las siguientes reglas:

1. Todos los minerales que no contienen hierrocomo la calcosina y la covelina, tienen una flotabilidad similar, y el efecto inhibidor del cianuro y la cal sobre ellas es débil.
2. Todos los minerales de cobre que contienen hierro, como la calcopirita, la bornita, etc., son inhibidos eficazmente por el cianuro y la cal en medios alcalinos.
3. El colector de xantato adsorbe químicamente principalmente el Cu2+ catiónico, por lo que los minerales que contienen más Cu2+ en la superficie afectan fuertemente al xantato. El orden de la fuerza del efecto es calcosina > azul de cobre > bornita > calcopirita.
4. La flotabilidad de los minerales de sulfuro de cobre también se ve afectada por el tamaño de las partículas de cristal, el tamaño de las partículas incrustadas y los factores primarios y secundarios. Si los cristales y los tejidos incrustados son demasiado finos, será más difícil que floten. Los minerales de sulfuro de cobre secundarios se oxidan fácilmente y son más difíciles de flotar que los minerales de cobre primarios.

Beneficio de sulfuro de cobre

El principal proceso de beneficio del mineral de sulfuro de cobre es la flotación. Según las características incrustadas de los diferentes minerales de sulfuro de cobre, se puede dividir en una proceso de una etapa de molienda + flotación, proceso de una etapa de molienda + flotación + remolienda de concentrado grueso, y proceso de dos etapas de molienda + flotación. tProceso de flotación en una etapa.

1. Proceso de molienda + flotación en una etapa

Este proceso es adecuado para minerales de sulfuro de cobre en los que el cobre y los minerales de ganga están poco asociados y el tamaño de las partículas incrustadas es grueso y uniforme.

El mineral de sulfuro de cobre puede lograr mejores efectos de disociación de monómeros después de un proceso de molienda y puede entrar directamente en el proceso de flotación para la separación. En general, se puede lograr a través de una separación aproximada, de uno a tres separaciones destacados, y un barrido, que puede obtener un mejor indicador de flotación.

El proceso de una etapa de molienda + flotación de sulfuro de cobre es simple y fácil de operar, y el costo de procesamiento de minerales es bajo.

2. Proceso de molienda en una etapa + flotación + remolienda de concentrado grueso

Este proceso se adapta mineral de sulfuro simple o cobre-molibdeno de la mina de cobre de Banyan.

Tras la molienda primaria, el mineral de sulfuro de cobre entra en el proceso de flotación para su desbaste y barrido. En este proceso se desecha una gran cantidad de relaves. El concentrado grueso obtenido contiene una gran cantidad de concatenación de cobre y minerales asociados, como el cuarzo, lo que da lugar a una baja ley de concentrado. No es alta, por lo que necesita una molienda secundaria para la disociación de monómeros y luego dos o tres veces de beneficio para obtener finalmente concentrado de cobre.

En calidad del concentrado del sulfuro de cobre molienda en una etapa + flotación + concentrado grueso proceso de remolienda es mayor, y el índice de procesamiento de minerales también es mejor.

3. Proceso de molienda en dos etapas + flotación en dos etapas (una etapa)

Este proceso es adecuado para minerales de sulfuro de cobre con granulometría desigual.

Después de moler groseramente el mineral de sulfuro de cobre por primera vez, puede flotarse para seleccionar algunos minerales de cobre de grano grueso. Tras una segunda molienda para potenciar la disociación de los monómeros minerales, puede flotarse el cobre de grano fino.

El proceso de molienda de sulfuro de cobre en dos etapas + flotación en dos etapas (una etapa) puede recuperar al máximo los minerales útiles.

El proceso de flotación de sulfuro de cobre consiste principalmente en los tres métodos anteriores, que son más adecuados para el procesamiento de minerales de sulfuro de cobre con una composición mineral única. Mediante experimentos de procesamiento de minerales, podemos determinar la tecnología y el proceso de procesamiento de minerales específicos para minerales de sulfuro de cobre más complejos.

A medida que avanza la tecnología minera, un conocimiento más profundo de la flotabilidad de los minerales de sulfuro de cobre contribuirá sin duda a optimizar los procesos de flotación y la sostenibilidad de la industria minera del cobre. Estos minerales pueden separarse selectivamente de los materiales de ganga mediante flotación, produciendo concentrados de cobre de alta ley.