Exploration de la flottabilité des sulfures de cuivre et des procédés de flottation

Minéraux de sulfure de cuivre jouent un rôle crucial dans l'industrie minière mondiale en raison de l'utilisation intensive du cuivre dans diverses applications allant du câblage électrique aux matériaux de construction. Il est essentiel de comprendre la flottabilité de ces minéraux pour que les processus d'extraction soient efficaces. Cet article se penche sur les les principaux minéraux de sulfure de cuivre, leurs caractéristiques de flottabilité et le processus de flottation du cuivre.

Flottabilité des minéraux sulfurés de cuivre

Principaux minéraux de sulfure de cuivre et leur flottabilité

Chalcopyrite

Chalcopyrite (CuFeS₂) contient Cu34.57% et est le principal minéral de cuivre. La chalcopyrite peut conserver sa flottabilité naturelle pendant longtemps dans les milieux neutres et faiblement alcalins. Cependant, dans les milieux fortement alcalins (pH>10), un film d'hydroxyde de fer se forme en raison de la corrosion de la structure de surface par OH- ; sa flottabilité naturelle diminue. La chalcopyrite à la surface du gisement a été oxydée pendant une longue période, sa dureté a diminué et elle est facile à écraser, de sorte que sa flottabilité s'est détériorée.

Les collecteurs les plus couramment utilisés pour la flottation de la chalcopyrite sont le xanthate et la poudre noire. Ces dernières années, on a également utilisé l'azote sulfurique et les esters de thiamine. Certains utilisent le sel de thiourée, l'acrylate de butyle, etc., pour remplacer la chalcopyrite de flottation du xanthate dans les pays étrangers.

La chalcopyrite est facilement inhibée par le cyanure et les oxydants en milieu alcalin. Par exemple, dans la séparation du cuivre et du plomb, le cyanure est couramment utilisé pour inhiber la chalcopyrite ; dans la séparation du cuivre et du molybdène, les oxydants ont été largement utilisés pour inhiber la chalcopyrite. Les sels de cuivre (tels que le sulfate de cuivre) activent parfois la chalcopyrite supprimée.

Chalcocite

Chalcocite (Cu2S) contient 79,8% Cu, le minéral de sulfure de cuivre secondaire le plus courant. Il est cassant et s'embourbe facilement en cas de concassage excessif.

Le minéral de cuivre présent dans de nombreuses grandes mines de cuivre porphyrique à l'étranger est la chalcocite. Le collecteur de la chalcocite est principalement le xanthate. Elle a une bonne flottabilité dans les milieux acides et alcalins. Comme l'énergie de réseau des cristaux de cuivre et de soufre dans la chalcocite est plus petite, le rayon des ions de cuivre est petit et le rayon des ions de soufre est grand, il est facile d'être exposé à l'oxydation, de sorte que la chalcocite est plus facile à oxyder que la chalcopyrite. Après l'oxydation, davantage d'ions cuivre pénètrent dans la pulpe. La présence de ces ions cuivre activera d'autres minéraux ou consommera des produits chimiques, ce qui rendra le tri difficile.

Les inhibiteurs de la chalcocite sont Na₂S0₃, Na₂S₂O₃K3Fe (CN) 6 et K4Fe (CN) 6. Une grande quantité de Na2S a également un effet inhibiteur sur la chalcocite. L'effet inhibiteur du cyanure sur la chalcocite est faible car les ions de cuivre à la surface de la chalcocite continuent à se dissoudre et à interagir avec le cyanure, le rendant inefficace. Ce n'est qu'en ajoutant continuellement du cyanure que l'objectif de suppression peut être atteint.

Bornite

La composition chimique des bornite (Cu5FeS4) n'est pas fixe. Selon la formule moléculaire, il contient Cu63.3%. Il existe deux types de bornite : la bornite primaire et la bornite secondaire. Les propriétés de surface et la flottabilité de la bornite se situent entre la chalcocite et la chalcopyrite. Lorsque le xanthate est utilisé comme collecteur, la bornite peut flotter dans des milieux acides et faiblement alcalins. Lorsque le pH est >10, sa flottabilité diminue. Dans les milieux fortement acides, sa flottabilité se détériore également de manière significative et est efficacement inhibée par le cyanure.

Autres minéraux de sulfure de cuivre

D'autres minéraux de sulfure de cuivre, tels que bleu de cuivre (CuS)ont une flottabilité similaire à celle de la chalcocite. Arsénite 3Cu2S-As2S3 est un minerai de cuivre primaire. Son système cristallin est équiaxe et ne se dissocie pas. Il possède de nombreux isomères. Il est peu dur et très cassant et peut facilement devenir boueux en raison d'un broyage excessif. Lors de la flottation du minerai d'arsenic avec du xanthate, le pH le plus approprié est de 11 à 12. Il est préférable d'utiliser du carbonate de sodium plutôt que de la chaux pour ajuster le milieu, car il inhibe la tétraédrite d'arsenic lorsque le CaO libre est supérieur à 400g/m3. Lorsque le dosage de sulfure de sodium est faible (30 mg/L), la flottabilité peut être améliorée en raison de la sulfuration de la surface oxydée. Cependant, l'augmentation du dosage peut complètement inhiber la flottation de l'arsénite.

Règles de flottabilité des minéraux de sulfure de cuivre

En ce qui concerne la flottabilité des minéraux de sulfure de cuivre, les règles suivantes peuvent être résumées :

1. Tous les minéraux qui ne contiennent pas de fertels que la chalcocite et la covellite, ont une flottabilité similaire et l'effet inhibiteur du cyanure et de la chaux sur eux est faible.
2. Tous les minéraux de cuivre contenant du fer, tels que la chalcopyrite, la bornite, etc., sont efficacement inhibés par le cyanure et la chaux en milieu alcalin.
3. Le collecteur de xanthate adsorbe principalement chimiquement le cationique Cu2+, de sorte que les minéraux contenant plus de Cu2+ à la surface affectent fortement le xanthate. L'ordre d'intensité de l'effet est le suivant : chalcocite > bleu de cuivre > bornite > chalcopyrite.
4. La flottabilité des minéraux de sulfure de cuivre est également affectée par la taille des particules cristallines, la taille des particules incorporées et les facteurs primaires et secondaires. Si les cristaux et les tissus incrustés sont trop fins, il sera plus difficile de flotter. Les minerais de sulfure de cuivre secondaires sont facilement oxydés et plus difficiles à flotter que les minerais de cuivre primaires.

Traitement du sulfure de cuivre

Le principal procédé d'enrichissement du minerai de sulfure de cuivre est la flottation. En fonction des caractéristiques intégrées des différents minerais de sulfure de cuivre, il peut être divisé en deux catégories, à savoir broyage en une étape + flottation, broyage en une étape + flottation + rebroyage du concentré grossier, et broyage en deux étapes + flottation. tprocessus de flottation en une seule étape.

1. Processus de broyage + flottation en une étape

Ce procédé convient pour les minerais de sulfure de cuivre où le cuivre et les minéraux de la gangue sont faiblement associés, et où la taille des particules incorporées est grossière et uniforme.

Le minerai de sulfure de cuivre peut obtenir de meilleurs effets de dissociation des monomères après un processus de broyage et peut entrer directement dans le processus de flottation pour la séparation. En général, il est possible d'obtenir un meilleur indicateur de flottation en procédant à une séparation grossière, une à trois séparations détaillées et un balayage.

Le procédé de broyage + flottation en une étape du sulfure de cuivre est le suivant simple et facile à utiliser, et le coût du traitement des minerais est faible.

2. Broyage en une étape + flottation + rebroyage du concentré grossier

Ce processus convient minerai simple de sulfure ou de cuivre-molybdène provenant de la mine de cuivre de Banyan.

Après le broyage primaire, le minerai de sulfure de cuivre entre dans le processus de flottation pour être dégrossi et balayé. Ce processus rejette une grande quantité de résidus. Le concentré grossier obtenu contient une grande quantité de concaténation de cuivre et de minéraux associés tels que le quartz, ce qui donne une qualité de concentré médiocre. Elle n'est pas élevée et nécessite donc un broyage secondaire pour la dissociation des monomères, puis deux ou trois enrichissements pour obtenir finalement un concentré de cuivre.

Les qualité du concentré du sulfure de cuivre broyage en une étape + flottation + concentré grossier est plus élevé, et l'indice de traitement des minéraux est également meilleur.

3. Broyage en deux étapes + flottation en deux étapes (une étape)

Ce procédé convient pour minerais de sulfure de cuivre dont la taille des particules est irrégulière.

Après un premier broyage grossier du minerai de sulfure de cuivre, celui-ci peut être flotté pour sélectionner certains minéraux de cuivre à gros grains. Après un second broyage visant à améliorer la dissociation des monomères minéraux, le cuivre à grain fin peut être flotté.

Le procédé de broyage de sulfure de cuivre en deux étapes + flottation en deux étapes (une étape) peut récupérer les minéraux utiles dans la plus large mesure possible.

Le processus de flottation du sulfure de cuivre comprend principalement les trois méthodes ci-dessus, qui conviennent mieux au traitement des minerais de sulfure de cuivre ayant une composition minérale unique. Grâce à des expériences de traitement minéral, nous pouvons déterminer la technologie et le processus de traitement minéral spécifiques pour les minerais de sulfure de cuivre plus complexes.

Alors que les progrès de la technologie minière continuent d'évoluer, une meilleure compréhension de la flottabilité des minéraux sulfurés de cuivre contribuera sans aucun doute à l'optimisation des processus de flottation et à la durabilité de l'industrie minière du cuivre. Ces minéraux peuvent être séparés sélectivement des gangues par flottation, ce qui permet de produire des concentrés de cuivre à haute teneur.