甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的浮选分离试验_袁勤智.pdf

甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的 浮选分离试验 袁勤智 1 邱廷省 1， 2 王梦雨 1 （1. 江西理工大学资源与环境工程学院， 江西 赣州 341000； 2. 江西省矿业工程重点实验室， 江西 赣州 341000） 摘要甘肃某铜铅锌多金属硫化矿石Cu、 Pb、 Zn、 Au、 Ag、 S品位分别为0.75、 2.50、 5.30、 2.80 g/t、 120 g/t、 14.20， 均具有回收价值， 前期在铜与铅锌的有效分离研究方面一直未取得突破。为了在不影响其他元素分离回 收的情况下实现铜与铅锌的有效分离， 进行了以铜与铅锌有效分离为核心的试验研究。结果表明， 试验采用以全 混合浮选混合精矿脱硫铜与铅锌分离原则流程为核心的多段磨选流程处理矿石， 最终获得了 Cu 品位为 21.42、 Cu 回收率为 71.69、 含 Pb3.61、 含 Zn4.28的铜精矿， 以及 Pb 品位为 13.46、 Zn 品位为 28.52、 含铜 1.01、 Pb回收率为93.04、 Zn回收率为92.98的铅锌混合精矿； 实现铜与铅锌有效分离的关键在于有铅锌抑制 剂硫化钠亚硫酸FY组合配合细磨深选流程。 关键词多金属硫化矿混合浮选分离 中图分类号TD952.1， TD952.2， TD952.3文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -07-085-07 DOI10.19614/ki.jsks.201907015 Flotation Separation Tests of Copper and Lead-Zinc in a Complex Polymetallic Sulfide Ores in Gansu Province Yuan Qinzhi1Qiu Tingsheng1， 2Wang Mengyu12 （1. School of Resource and Environmental Engineering， Jiangxi University of Science and Technology， Ganzhou 341000， China； 2. Jiangxi Key Laboratory of Mining Engineering， Ganzhou 341000， China） AbstractThe Cu， Pb， Zn， Au， Ag， and S grades of a copper-lead-zinc polymetallic sulfide ores in Gansu are 0.75， 2.50， 5.30， 2.80 g/t， 120 g/t， and 14.20， respectively， which are worthy to recycle. However， the effective separation of copper and lead-zinc had not progressed in the early study. In this paper， experimental study of focusing on the effective sep- aration of copper and lead-zinc without affecting the separation and recovery of other elements was carried out. The results showed that the principle process of full mixed flotation-mixed concentrate desulfurization， multi-stage grinding and the sepa- ration of copper and lead-zinc was carried out. Cu，Pb，Zn grade and Cu recovery rate in the copper concentrate were 21.42，3.61，4.28，71.69 respectively. Pb，Zn，Cu grade and Pb，Zn recovery rate in the mixed lead-zinc concen- trate were 13.46，28.52，1.01，93.04，and 92.98，respectively. The key to achieve effective separation of copper and lead-zinc was the combination of lead-zinc inhibitor sodium sulfite sulfurous acid FY and the fine-grinding deep-con- centrating process. KeywordsPolymetallic sulfide ores， Mixed flotation， Separation 收稿日期2019-03-29 基金项目国家自然科学基金资助项目 （编号 51474114） ； 江西省自然科学基金资助项目编号 20122BAB216021； 江西省科技支撑计划项目 （编 号 20121BBG70005） 。 作者简介袁勤智1993， 男， 硕士研究生。通讯作者邱廷省 （1968） ， 男， 副校长， 教授， 博士， 博士研究生导师。 铜铅锌多金属硫化矿石在世界范围内广泛分 布， 是铜铅锌金属的主要来源。随着开采的不断深 入， 矿石品位总体呈下降趋势， 且矿石性质也越来越 复杂， 各有用矿物的有效分离更加困难， 因此， 实现 多金属硫化矿的有效分离仍是目前选矿研究的重点 与难点 ［1-5］。 甘肃某复杂多金属硫化矿石中有价元素较多， 铜、 铅、 锌、 硫、 金、 银均具有回收价值。由于矿石中 总第 517 期 2019 年第 7 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 517 July 2019 85 ChaoXing 铜与铅锌的互相包裹现象严重， 且黄铜矿与方铅矿 的可浮性相近， 导致铜与铅锌分离异常困难。试验 在对优先浮选、 全混合浮选、 部分混合浮选和等可浮 流程 ［6-8］分析研究的基础上， 确定采用全混合浮选 混合精矿脱硫铜与铅锌分离原则流程进行了铜与 铅锌浮选分离工艺回收。 1矿石性质 矿石中的金属矿物主要有黄铜矿、 闪锌矿、 方铅 矿、 黄铁矿等， 非金属矿物主要有石英、 白云母、 绿泥 石等， 各有用矿物嵌布粒度均较细， 嵌布关系复杂， 单体解离较困难， 其中黄铜矿与黄铁矿、 方铅矿、 闪 锌矿、 脉石矿物紧密连生， 相互包裹， 连生边界弯曲 不平； 方铅矿与闪锌矿之间的嵌布关系也较为复杂， 二者紧密共生， 呈互相包裹关系。金、 银的矿物形式 较为复杂， 除少量的自然金和自然银或金银互化物 外， 主要以铜、 铅、 锌的硫化矿物存在。矿石主要化 学成分分析结果见表1， 主要矿物组成见表2。 注 Au、 Ag的含量单位为g/t。 由表1可看出， 矿石中有回收价值的元素有铜、 铅、 锌、 金、 银、 硫。 由表2可看出， 矿石中的主要有用矿物有黄铜 矿、 方铅矿、 闪锌矿和黄铁矿。 2试验结果与分析 2. 1混合浮选试验 根据矿石中铜、 铅、 锌矿物嵌布关系复杂、 嵌布 粒度较细、 单体解离困难等特点， 通过条件试验， 确 定了全混合浮选采用2次粗选流程， 见图1， 试验结果 见表3。 由表3可看出， 全混合浮选效果较好， 有回收价值 的元素总含量达60左右， 各元素回收率均超过95。 2. 2条件试验 2. 2. 1脱硫浮选条件试验 脱硫浮选条件试验给矿为全混合粗精矿， 试验 以硫酸铜为锌矿物的活化剂， 石灰为pH调整剂， 丁 基黄药为捕收剂， 2油为起泡剂， 进行再磨细度、 石 灰用量和丁基黄药用量条件试验， 试验流程见图2。 2. 2. 1. 1再磨1细度试验 由于各矿物嵌布粒度细、 嵌布关系复杂， 因此， 实现硫矿物的充分单体解离对脱硫浮选效果影响较 大。为考察再磨1细度对脱硫指标的影响， 在石灰用 量为5 000 g/t， 丁基黄药总用量为120 g/t （探索试验确 定的粗选1与粗选2用量比为2 ∶ 1） 的条件下进行了 再磨1细度试验， 结果见表4。 由表4可看出， 随着再磨1细度的提高， 铜铅锌混 合粗精矿Cu、 Pb和Zn品位升高， Cu、 Pb和Zn作业回 收率变化不大， S作业回收率明显下降。综合考虑， 确 定再磨1细度为-0.045 mm占90时为最佳条件。 金属矿山2019年第7期总第517期 86 ChaoXing 袁勤智等 甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的浮选分离试验 2. 2. 1. 2石灰用量试验 石灰用量试验在脱硫浮选再磨1细度为-0.045 mm占90， 丁基黄药总用量为120 g/t条件下进行， 试验结果见表5。 由表5可看出， 随着石灰用量的增大， 铜铅锌混 合粗精矿Cu、 Pb和Zn品位上升， Cu、 Pb和Zn作业回 收率变化不大， S作业回收率下降。综合考虑， 脱硫 作业石灰用量为6 000 g/t。 2. 2. 1. 3丁基黄药用量试验 丁基黄药用量试验在脱硫浮选再磨 1 细度 为-0.045 mm占90， 石灰用量为6 000 g/t条件下进 行， 试验结果见表6。 由表6可看出， 随着脱硫作业丁基黄药总用量增 大， 铜铅锌混合粗精矿Cu、 Pb、 Zn和S作业回收率上 升， Cu、 Pb、 Zn品位下降。综合考虑， 确定脱硫作业丁 基黄药总用量为150 g/t， 对应的铜铅锌混合精矿Cu、 Pb、 Zn 和 S 作业回收率分别为 97.52、 97.23、 94.69和51.62。 2. 2. 2铜与铅锌分离条件试验 铜与铅锌分离条件试验的给矿为2粗1精铜铅 锌混合浮选精矿， 条件试验流程见图3。 2. 2. 2. 1再磨2细度试验 矿石中铜铅锌矿物不仅嵌布粒度细， 而且相互 嵌布， 探索试验表明， 直接浮选不能得到良好的分离 指标。因此， 必须细磨才能实现这些矿物的充分解 离。为了查明再磨2细度对铜与铅锌分离的影响， 进 行了铜铅锌混合精矿再磨2细度试验， 试验固定脱药 兼抑铅锌药剂硫化钠用量为600 g/t， 铅锌主要抑制剂 亚硫酸用量为160 g/t， 试验结果见表7。 由表7可看出， 随着磨矿细度的提高， 铜粗精矿 Cu品位和作业回收率上升， Pb、 Zn品位和回收率均 先明显下降后趋于稳定。综合考虑， 确定再磨2细度 为-0.038 mm占90。 2019年第7期 87 ChaoXing 2. 2. 2. 2硫化钠用量试验 硫化钠的抑制机理， 通常认为是硫化钠水解所 产生的HS-起抑制作用 ［9］。硫化钠价格低廉， 来源广 泛， 适量的硫化钠对闪锌矿和方铅矿等硫化矿物有 抑制作用， 并且具有脱药作用 ［10］。为了考察硫化钠 用量对铜粗精矿指标的影响， 在铜铅锌混合精矿再 磨细度为-0.038 mm占90， 亚硫酸用量为160 g/t条 件下进行了硫化钠用量试验， 结果见表8。 由表8可看出， 随着硫化钠用量的增大， 铜粗精 矿Cu作业回收率先上升后下降， Cu品位下降， Pb、 Zn 品位和回收率均下降。综合考虑， 确定硫化钠用量 为600 g/t。 2. 2. 2. 3亚硫酸用量试验 亚硫酸用量试验在铜铅锌混合精矿再磨细度 为-0.038 mm占90， 硫化钠用量为600 g/t条件下进 行， 试验结果见表9。 由表9可看出， 随着亚硫酸用量的增大， 铜粗精 矿Cu品位上升， Cu作业回收率下降， Pb、 Zn品位和回 收率均先下降后维持在低位， 综合考虑， 确定亚硫酸 用量为190 g/t。 2. 2. 2. 4辅助抑制剂种类试验 为实现铜与铅锌的有效分离， 在铜铅锌混合精 矿再磨细度为-0.038 mm占90， 硫化钠用量为600 g/t， 亚硫酸用量为 190 g/t 的条件下， 考察了鞣酸、 金属矿山2019年第7期总第517期 88 ChaoXing CMC、 腐植酸钠、 FY组合抑制剂 （即FY-141和FY142 的组合， 探索试验确定的最佳质量配合比为1 ∶ 1， 以下 简称FY组合） 对铜与铅锌分离效果的影响 ［11-12］， 其中 FY组合和硫化钠一起添加至再磨磨机中， 这些辅助抑 制剂用量均为2 000 g/t， 试验结果见表10。 由表10可看出， 不同抑制剂对铜粗精矿Cu作业 回收率的影响不大， 但FY组合对铅锌矿物的抑制效 果非常好， 铜粗精矿Cu品位最高， Pb、 Zn品位和回收 率均最低。因此， FY组合在浮铜抑铅锌中非常重要。 2. 2. 2. 5FY组合用量试验 FY组合用量试验在铜铅锌混合精矿再磨细度 为-0.038 mm占90， 硫化钠用量为600 g/t， 亚硫酸用 量为190 g/t条件下进行， 试验结果见表11。 由表11表明， 随着FY组合用量的增大， 铜粗精 矿Cu品位先升后降， Cu作业回收率小幅下降， Pb、 Zn 品位和回收率总体呈下降趋势。综合考虑， 确定FY 组合的用量为2 000 g/t， 对应的铜粗精矿Cu品位为 14.67， Cu 作业回收率为 85.35， Pb、 Zn 含量降至 4.57和4.37。 2. 3闭路试验 在条件试验和开路试验基础上进行了铜与铅锌 分离闭路试验 （铅锌的分离本文不作介绍） ， 试验流 程见图4， 结果见表12。 由表12可知， 采用图4所示的闭路流程处理矿 石， 可获得Cu品位为21.42、 Cu回收率为71.69、 含 Pb3.61、 含 Zn4.28的铜精矿， 以及 Pb 品位为 13.46、 Zn品位为28.52、 含铜1.01、 Pb回收率为 93.04、 Zn回收率为92.98的铅锌混合精矿， 较好地 实现了铜与铅锌的分离。 3结论 （1） 甘肃某复杂铜铅锌多金属硫化矿石Cu、 Pb、 Zn、 Au、 Ag品位分别为0.75、 2.50、 5.30、 2.80 g/t、 袁勤智等 甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的浮选分离试验2019年第7期 89 ChaoXing 120 g/t， 矿石中主要金属矿物有黄铜矿、 闪锌矿、 方铅 矿、 黄铁矿等， 金、 银的矿物形式较为复杂， 主要以铜、 铅、 锌的硫化矿物存在， 各有用矿物紧密共生， 嵌布关 系复杂， 分离困难， 属典型的难选多金属硫化矿石。 （2） 试验采用以全混合浮选混合精矿脱硫 铜与铅锌分离原则流程为核心的多段磨选流程处理 矿石， 最终获得 Cu 品位为 21.42、 Cu 回收率为 71.69、 含Pb3.61、 含Zn4.28的铜精矿， 以及Pb品 位为13.46、 Zn品位为28.52、 含铜1.01、 Pb回收 率为93.04、 Zn回收率为92.98的铅锌混合精矿， 金属矿山2019年第7期总第517期 注 Au、 Ag的含量单位为g/t。 90 ChaoXing 同时使伴生金银也得到了较好的回收。 （3） 实现铜与铅锌有效分离的关键在于有铅锌 抑制剂硫化钠亚硫酸FY组合配合细磨深选流程。 参 考 文 献 毛益林， 陈晓青， 杨进忠， 等.云南某铜铅锌多金属矿石选矿试验 研究 ［J］ .金属矿山， 2016 （2） 82-86. Mao Yilin，Chen Xiaoqing，Yang Jinzhong， et al. Mineral process- ing experimental study on a Cu-Pb-Zn polymetallic ore in Yunnan ［J］ .Metal Mine， 2016 （2） 82-86. 严华山， 尹艳芬， 艾光华.某铜铅锌伴生金银多金属矿工艺矿物 学研究 ［J］ .矿业研究与开发， 2015 （2） 32-36. Yan Huashan，Yin Yanfen，Ai Guanghua. Process mineralogy re- search on a Cu-Pb-Zn polymetallic ore associated with gold and sil- ver ［J］ . Mining Research and Development， 2015 （2） 32-36. 黄万抚， 陈园园， 文金磊， 等.某低品位富银铅锌矿选矿试验研究 ［J］ .矿业研究与开发， 2014 （2） 45-49. Huang Wanfu， Chen Yuanyuan， Wen Jinlei， et al. Processing ex- perimental study on a low grade silver-bearing lead-zinc ore［J］ . Mining Research and Development， 2014 （2） 45-49. 匡敬忠， 贾帅， 李成.某铜锌矿石铜锌分离浮选工艺研究 ［J］ .金属矿山， 2013 （1） 76-79. Kuang Jingzhong，Jia Shuai，Li Cheng. Research of copper-zinc flotation separation process of a copper-zinc ore［J］ .Metal Mine， 2013 （1） 76-79. 李国栋， 柏亚林， 包玺琳， 等.甘肃某复杂铜铅锌硫化矿石浮选新 工艺研究 ［J］ .金属矿山， 2012 （8） 65-69. Li Guodong， Bai Yalin， Bao Xilin， et al.Experimental study of new technological process on flotation of intricate copper-lead-zinc sul- fide minerals in Gansu ［J］ . Metal Mine， 2012 （8） 65-69. 刘文， 范广勤.青海某含铜多金属硫化矿石选矿试验 ［J］ .金属 矿山， 2018 （9） 108-112. Liu Wen，Fan Guangqin. Experiment on mineral processing of a copper- bearing polymetallic sulphide ore in Qinghai［J］ .Metal Mine， 2018 （9） 108-112. 袁明华， 普仓凤.多金属复杂铜矿铜锌硫分离浮选试验研究 ［J］ . 有色金属 选矿部分， 2008 （1） 1-3. Yuan Minghua，Pu Cangfeng. An experimental study of separation between copper and zinc by flotation of complicated sulphide ore bearing copper and zinc ［J］ .Nonferrous Metals， 2008 （1） 1-3. 李文娟， 宋永胜， 刘爽， 等.内蒙某复杂铜铅锌硫化矿选矿工艺 研究 ［J］ .金属矿山， 2012 （6） 79-84. Li Wenjuan，Song Yongsheng，Liu Shuang，et al. Dressing pro- cess of a complex Cu-Pb-Zn polymetallic sulfide ore in Inner Mon- golian ［J］ .Metal Mine， 2012 （6） 79-84. 朱玉霜.浮选药剂的化学原理 ［M］ .长沙 中南工业大学出版社， 1996. Zhu Yushuang. The Chemical Principle of Flotation Reagents ［M］ . ChangshaCentral South University of Technology Press， 1996. 翟庆祥.含钼铜精矿脱药过程中黄药的迁移与转化规律研究 ［D］ .沈阳东北大学， 2014. Zhai Qingxiang.Migration and Transation of Xanthate in the Course of Reagent-Removal for Copper Concentrate Containing Mo- lybdenum ［D］ .ShenyangNortheastern University， 2014. 王浩林， 王礼平， 王强强， 等.硫化铜矿石选矿技术进展 ［J］ .金属 矿山， 2017 （11） 116-121. Wang Haolin， Wang Liping， Wang Qiangqiang， et al. Advances in beneficiation technology of copper sulfide ore ［J］ .Metal Mine， 2017 （11） 116-121. 冷相超， 李运强.某铜铅锌多金属硫化矿石选矿试验 ［J］ .金属矿 山， 2018 （5） 88-93. Leng Xiangchao，Li Yunqiang. Study on mineral processing of a copper lead zinc polymetallic sulfide ore ［J］ .Metal Mine， 2018 （5） 88-93. （责任编辑罗主平） ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ ［7］ ［8］ ［9］ ［10］ ［11］ ［12］ 袁勤智等 甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的浮选分离试验2019年第7期 91 ChaoXing