高硫复杂难选铜铅锌选矿工艺流程试验研究.pdf

2 0 1 1 年第1 期有色金属 选矿部分 l D O I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 11 ．0 1 ．0 0 1 高硫复杂难选铜铅锌选矿工艺流程试验研究 陈代雄，杨建文，李晓东 湖南有色金属研究院，长沙4 1 0 0 1 5 摘要试验依据高硫复杂铜铅锌矿矿石性质的特点，采用磁选一浮选联合工艺流程。试验工艺流程关键技术是磁 选脱除磁黄铁矿。应用优先浮选流程，优先浮选铜精矿进行铜硫分离，铜与铅锌分离采用高效抑制剂组合无氰无铬清洁 分离工艺，获得了良好的试验指标，铜精矿、铅精矿、锌精矿的品位分别为2 1 ．9 6 ％、5 0 ．6 8 ％、4 1 ．5 8 ％，回收率分别为 6 8 ．1 3 ％、5 2 ．2 4 ％、7 9 ．7 7 ％。为高硫复杂难选铜铅锌选矿提供r 新途径。 关键词高硫复杂铜铅锌矿；磁选一浮选联合1 二艺流程；优先浮选；环保型抑制剂组合 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 2 ．2 ；T D 9 5 2 ．3 文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 1 0 1 - 0 0 0 1 - - 0 5 试验矿样来自内蒙古某铜铅锌矿，该矿属于复杂 难选高硫铜铅锌硫化矿床，原矿含硫高 2 5 ．5 4 ％ ， 磁黄铁矿可浮性极好，铜铅锌矿物与硫分离难 度特别大，矿石性质复杂多变，铜铅锌矿物的嵌 布粒度粗细不均匀，各矿物间相互交代，原矿铜铅 锌品位低。 由于矿石选矿难度非常大，现有的工艺主要两 大关键技术即铜铅锌与硫的分离和铜铅分离没有得 到解决，导致生产指标差，几乎所有的工艺都没有 生产出合格的精矿产品，生产无法开展，处于停产 状态。 试验采用磁选一浮选t 艺流程，先磁选脱除磁 黄铁矿，消除其对后续浮选的影响，然后采用优先 浮选工艺流程浮选回收铜、铅、锌。优先浮选铜采 用高效组合抑制剂 硫化钠 亚硫酸钠 硫酸锌 和 组合捕收剂 B P 乙基黄药 ；铜与硫分离采用石 灰作为硫矿物抑制剂，进行铜硫分离，进一步提高 铜精矿品位，获得高质量的铜精矿和硫精矿；铅浮 选流程中矿集中返回，采用石灰和硫酸锌作为抑制 剂，乙硫氮为捕收剂，在高碱度条件下浮选铅，增 强浮选铅的选择性和浮选效果；锌浮选采用中矿集 中返回，石灰作为抑制剂，硫酸铜作为活化剂，选 择性好的乙硫氮作为捕收剂取代丁基黄药浮选锌， 成功地实现了铜、铅、锌和硫的有效分离，获得了 优良的选矿指标。 1 矿石性质 某铜铅锌矿石是以铜、铅、锌为主的多金属矿 石，其主要金属矿物是黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜 矿、闪锌矿、方铅矿，其次有磁铁矿、赤铁矿、褐 铁矿等，微量的斑铜矿、辉铜矿和铜蓝。脉石矿物 主要以石英、云母、阳起石、绿泥石为主。 1 ．1 原矿多元素分析 原矿多元素化学分析结果见表1 。 表1 原矿多元素化学分析结果 T a b l e1 M u l t i - e l e m e n t a r ya n a l y s i sr e s u l t s o fI M I I o f - m i n eo r e ／％ 元素C uP bZ nT F eS。A sS i 0 2A 1 2 0 3C a O M g O A u A g A u 、A g 为砂。 1 ．2 铜铅锌物相分析率6 ％，锌的氧化率4 ％，属于硫化矿。 铜、铅、锌物相分析结果见表2 。1 ．3 主要矿物赋存状态及嵌布特征 物相分析结果表明，矿石中的铜、铅、锌主要 黄铁矿矿物含量近4 0 ％，是矿石中含量最高 以硫化矿的形式存在，铜的氧化率3 ％，铅的氧化 的金属矿物。磁黄铁矿也是矿石中主要的硫化物。 收稿日期2 0 1 0 - - 0 9 2 1 作者简介陈代雄 1 9 6 3 ～ 。男，湖南邵阳人，研究员，主要从事矿物加工技术研究工作。 万方数据 2 有色金属 选矿鄯分2 0 1 1 年第1 期 表2 铜、铅、锌物相分析结果 T a b l e2 T h ea n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e r ，l e a d ，z i n c p h a s e f ％ 黄铜矿是矿石中最具价值的金属矿物之一，其他铜 矿物如斑铜矿、辉铜矿、铜蓝。闪锌矿是主要的有 价矿物之一，主要呈他形晶粒状，与黄铜矿、方铅 矿、磁黄铁矿等沿黄铁矿粒间或裂隙分布，并溶蚀 交代黄铁矿。方铅矿也是有价矿物之一，主要呈他 形晶粒状，与黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿等沿黄铁 矿粒间或裂隙分布，并溶蚀交代黄铁矿。 2 选矿试验方案确定 纵观国内外硫化矿选矿厂，处理复杂多金属硫 化矿多采用单一浮选方案，但本研究矿样中硫含量 达到2 5 ．5 4 ％，磁黄铁矿的可浮性较好，且与铜、 铅、锌矿物时有交代、侵蚀、互含，增大了铜铅锌 矿物与硫的分离难度，因此，试验采用磁选脱除部 分磁黄铁矿，脱除的磁黄铁矿再磨，再次进行磁 选，两段磁选尾矿进行优先浮选【I 剖。工艺过程的 主要特点为 1 经过两段磨矿和两段磁选，脱除了可浮性 较好的磁黄铁矿，降低了硫与铜、铅、锌矿物的分 离难度，提高了铜、铅、锌的精矿品位。 2 磁选精矿再磨进行磁选，回收了与磁黄铁 矿交代、侵蚀、互含的铜、铅、锌矿物，提高了精 矿回收率。 3 采用无毒高效的抑制剂组合，替代了传统 使用的毒性较高、对环境危害极大的重铬酸钾，联 合使用自已开发的铜浮选捕收剂B P ，实现了铜、 铅的清洁、高效分离。 4 铅精选和锌精选采用了中矿集中返回技 术，解决中矿顺序返回精矿品位低、互含高的技术 难题。 试验研究原则流程如图1 。 原矿 磁 锌精矿尾矿 图1 试验方案原则工艺流程 F i g ．1 T h ep r i n c i p l ef l o w s h e e to fe x p e r i m e n t a lp l a n 3 磁场试验流程确定 在磨矿细度为一7 4 “m7 3 ％的条件下进行磁 选磁场强度条件试验，试验结果见图2 。 堡 褂 { L b 蜒 堡 褂 擎 回 图2 磁场强度条件试验结果 F i g ．2 T h er e s u l t so fc o n d i t i o no fm a g n e t i cf i e l d l 磁选精矿产率；2 磁选精矿铜回收率； 3 磁选精矿铅回收率；4 磁选精矿锌回收率 图2 表明，随着磁场强度增加，磁选精矿产率 增加，磁选精矿中的铜、铅、锌回收率也随之增 加，场强大于0 ．3T 之后，磁选精矿回收率增长趋 势减缓，选定磁选磁场强度为0 ．3T ，此时获得的 磁选精矿中的铜、铅、锌的回收率分别为9 ．4 8 ％、 6 ．4 l ％、2 ．9 7 ％。 4 浮选药剂制度的确定 磁选尾矿进入铜浮选流程，为得到合适的铜浮 选较佳的工艺条件，进行了铜粗选抑制剂及用量试 万方数据 2 0 11 年第1 期 陈代雄等高硫复杂难选铜铅锌选矿工艺流程试验研究 3 验、捕收剂种类及用量试验。 4 ．1 铜粗选抑制剂种类及用量试验 铜浮选抑制剂种类条件试验加入B P1 8g ／t 、 乙基黄药1 0 趴，浮选3m i n ，试验结果见表3 。 由表3 可知，N a 2 s 、N a S O ，与Z n 2 S O 。的组合抑 制铅、锌矿物得到的铜粗精矿品位和回收率都较 高。矿浆中加入一定量的N a 2 s ，H S 一、S 2 一自方铅矿 表面排除黄药阴离子，使方铅矿受到抑制，同时， S 2 - _ 与矿浆中的C u z 生成C u S 沉淀，阻止了C u “对铅 锌硫化矿的活化，增大了铜、铅、锌矿物的可浮性 差异。矿浆中的N a 2 S O ，作为一种强还原剂，能降 低矿浆电位，使C u 2 恬性作用消失，对方铅矿也有 一定的抑制作用。Z n S O 。作为闪锌矿的抑制剂， N a S 和N a , S O ，在充当抑制剂的同时，也调整了矿 浆的p H ，使矿浆呈碱性，增强了Z n S O 。对闪锌矿 的抑制作用。表3 试验结果同时表明，Z n S O 。与 N a 2 S O ，联合使用对闪锌矿的抑制作用明显增强。因 此，试验采用N a 2 S 、N a 2 S O ，与Z n S O 。的组合抑制剂 替代传统的重铬酸钾抑制铅锌矿物效果明显。 对抑制剂组合中的每一种药剂进行用量条件试 验，确定自主研发的有机短链抑制剂T f 用量为 2 1 0g ／t ，试验结果见图3 5 。 堡 翅 咯 曜 N a 舞用量， g t - I 图3N a 2 S 条件试验结果 F i g ．3 T h et e s tr e s u l t so fN 硝a m o u n tu s e d 堡 过 咯 幂 N a 2 S 0 3 用量／ S t 4 图4N a 全S O ，条件试验结果 F i g ．4T h et e s t r e s u l t so fN a , S 0 3a m o u n tu s e d 堡 翅 碹 疆 图5Z n S O 。条件试验结果 F i g ．5 T h et e s tr e s u l t so fZ n S 0 4a m o u n tu s e d 图3 ～5 试验结果表明，随着抑制剂用量的增 加，铜粗精矿中的铜品位随之上升，铜的回收率依 次下降，为了保证粗精矿中铜的品位和回收率都处 在一个较好的水平，试验选定N a 2 S 、N a 2 S O ，和 Z n S O 。的用量分别为1 6 7 、8 3 0 、8 3 0g ／t 。 表3 抑制剂种类条件试验结果 T a b l e3 T h et e s tr e s u l t so fc o p p e rr o u g h i n gf i l o t a t i o n c o n d i t i o nt e s t so fk i n do fd e p r e s s o r／％ 产品名称霉辈百‰百鲁裂辫 铜粗精矿4 ．5 24 ．5 41 ．8 93 ．7 26 6 ．1 5 1 5 ．9 99 ．4 4N a 2 s1 5 0 尾矿9 5 ．4 80 ．1 l0 ．4 71 ．6 93 3 ．8 5 8 4 ．0 19 0 ．5 6N a 2 c 0 35 0 0 磁选尾矿1 0 0 ．00 ．3 1 0 ．5 31 ．7 81 0 0 ．0 1 0 0 ．0 1 0 0 ．0Z 龇8 0 0 4 ．2 铜粗选捕收剂种类及用量条件试验 抑制剂种类及用量分别为N a 2 s1 6 7g ／t 、 N a 2 S 0 38 3 0g ／t 、Z n S 0 48 3 0g ／t ，以捕收剂种类为 变量进行试验，试验结果见表4 。 表4 结果表明，单一捕收剂的选别效果不及混 合捕收剂，B P 的选择性较好、但其捕收能力弱， 导致铜的回收率偏低。乙基黄药的选择性较差，捕 收能力强，因此，B P 配以一定量捕收能力较强的 乙基黄药组合使用得到的铜粗精矿回收率和品位都 处于较高水平，综合考虑选取B P 和乙基黄药作为 铜粗选的捕收剂。 ‘ 抑制剂种类及用量分别为N a 2 S1 6 7g ／t 、N a 2 S O ， 8 3 0g ／t 、Z n S 0 48 3 0r , ／t ，以B P 和乙基黄药的用量 为变量进行条件试验，试验结果见图6 、图7 。 图6 、7 表明，B P 和乙基黄药用量与铜品位成 万方数据 4 。 有色金属 选矿部分 2 0 11 年第1 期 表4 捕收剂种类条件试验结果 T a b l e4T h et e s tr e s u l t s o f c o p p e rr o u g h i n gf l o t a t i o n c o n d i t i o nt e s t so fk i n do fc o l l e c t o r ／％ 产品名称箬辈百‰百鲁矧篇 铜鼍摹矿妻14 ’53 1 5 ；3 36 9 ．．2 2 2 7 ．．5 26．．1129 01 0 4 17 7 3 07 87 2 4 89 38 9 雩苎鍪∞尾矿9 5 ． ． ．1 ．．．二． 二⋯ 磁选尾矿1 0 0 ．00 ．3 10 ．5 41 ．8 01 0 0 ．0 1 0 0 ．O1 0 0 ．O 乙基黄药1 0 铜粗精矿4 ．8 84 ．6 53 ．7 22 ．0 37 2 ．6 13 3 ．4 35 ．5 0 尾矿 9 5 ．1 20 ．0 9 0 ．3 81 ．7 92 7 ．3 96 6 ．5 79 4 ．5 0 乙基黄药3 0 磁选尾矿1 0 0 ．00 ．3 1 0 ．5 41 ．8 01 0 0 ．0 1 0 0 ．0 1 0 0 ．0 铜粗精矿3 ．0 56 ．8 51 ．1 2 0 ．9 96 8 ．3 06 ．3 51 ．6 7 磁翼矿矿呃麓1 0 。．．5 21 鬟1 ．7 ．0 9 3 ．6 ．59 8 ．3 ．3 乙基D r 黄“ 药m ‘u 1 0 0003 105 4 18 01 0 001 0 001 0 00 磁选尾矿．．． ．．⋯⋯～ 铜粗精矿2 ．3 17 ．8 11 ．0 80 ．9 25 8 ．6 94 ．6 81 ．1 7 尾矿9 7 ．6 9O ．1 30 ．5 21 ．8 34 1 ．3 19 5 ．3 2 9 8 ．8 3B P3 0 磁选尾矿1 0 0 ．00 ．3 1 0 ．5 3 1 ．8 11 0 0 ．0 1 0 0 ．0 1 0 0 ．0 堡 毯 咯 曝 堡 褥 擎 回 器 0481 21 62 02 42 8 B P 用量／ g t 一’ 图6B P 用量条件试验结果 F i g ．6 T h et e s tr e s u l t so fB Pa m o u n tu s e d 堡 国 略 蹑 O5l O1 52 02 5 乙基黄药用量／ g t 。 堡 祷 娶 雹 躁 图7 乙基黄药用量条件试验结果 F i g ．7 T h et e s tr e s u l t so fe t h y lx a n t h o g e n a t e a m o u n tu s e d 反比，与铜回收率成正比，B P 用量大小对铜品位 的影响较乙基黄药大，乙基黄药用量对铜回收率的 影响较B P 大，综合考虑，选取B P 和乙基黄药用 量分别为1 8 加和1 0 趴。 采用以上条件试验所得结论进行铜浮选闭路 试验，闭路试验对铜精矿进行三次精选，铜精矿 含铜1 5 ．9 5 ％，经检测，铜精矿中含有较大部分 硫铁矿，须进行铜硫分离，才能较大幅度地提高铜 精矿的品位。 铜硫分离采用石灰和自主研发的有机短链药剂 Y c 作为黄铁矿的抑制剂和p H 调整剂，使用对黄 铁矿捕收能力较弱的乙硫氮、B P 作为铜矿物的捕 收剂，通过试验确定石灰、Y C 和B P 乙硫氮用量 分别为3 3 0 、1 3 3 、3 、4 趴。 以铜浮选条件试验确定的药剂制度进行闭路试 验，闭路试验流程见图8 ，闭路试验结果见表5 。 表5 铜浮选闭路试验结果 T a b l e5T h er e s u l t so fc o p p e rf l o t a t i o ne l o s e d - - c r i c u i tt e s t | ％ Y C B Y C 铜精矿硫精矿 图8 铜浮选闭路试验工艺流程 F i g ．8 T h ef l o w s h e e to fc o p p e rf l o t a t i o nc l o s e d - c i r c u i tt e s t 4 ．3 铅浮选药剂制度选择 铅浮选采用石灰抑制黄铁矿，同时调整矿浆 p H 呈碱性，增强锌矿物抑制剂Z n S O 。的抑制作用， 万方数据 2 0 11 年第1 期 陈代雄等高硫复杂难选铜铅锌选矿工艺流程试验研究 5 使用乙硫氮浮选铅矿物。 试验分别进行了石灰、Z n S O 。、乙硫氮用量条 件试验，试验结果表明，石灰、Z n S O 。、乙硫氮适 宜用量分别为3 3 0 0 、8 3 0 、2 0g ／t 。 5 磁选一浮选全流程闭路试验 按照上述试验得到的结果，对试样进行了全流 程闭路试验，试验结果见表6 。 试验结果表明，采用高效环保组合抑制剂、对 铜矿物选择性和捕收能力均较好的捕收剂，磁选一 浮选联合、铜硫分离、中矿集中返回的铅锌浮选工艺， 获得的铜精矿、铝精矿、锊精矿的品蝴0 为2 1 ．9 6 ％、 5 0 ．6 8 ％、4 1 ．5 8 ％，回收率分别为6 8 ．1 3 ％、5 2 2 4 ％、 7 9 ．7 7 ％，为高效清洁综合利用该类矿石提供了一 条新途径。 6 结语 针对内蒙古某铜铅锌多金属选矿中原矿品位 低、矿石性质复杂、各矿物相互交代、硫含量高、铜 铅锌矿物与硫分离难度大等问题，对现场的工艺流 程及药剂制度进行了创新和改进，得出以下结论 1 采用磁选一精矿再磨一磁选的工艺流程， 不仅降低了铜铅锌矿物与硫的分离难度，提高了精 矿的品位，而且精矿再磨一磁选最大程度保证了 铜、铅、锌的回收率。 2 采用高效环保抑制剂组合N a S Z n S O 。 N a 2 S O 。以及对铜选择性好的高效捕收剂B P ，有效 表6 全流程闭路试验结果 T a b l e6T h er e s u l t so fw h o l ef l o w s h e e tc l o s e d - c r i c u i tt e s t ／％ 产品名称产率 6 6 位凹收率 C uP bZ nSC uP bZ nS 渤槲9 ．5 20 ．0 9 60 ．1 80 ．1 74 2 ．1 3 2 ．9 53 ．2 10 ．9 71 5 ．8 1 铜精矿0 ．9 62 1 ．9 62 ．3 10 ．8 73 7 ．2 8 6 8 ．1 34 ．1 60 ．5 01 ．4 1 硫精矿0 ，5 7 0 ．5 50 ．6 10 ．8 6 4 1 。6 61 ．O l0 ．6 50 ．2 90 ．9 4 铅精矿0 ．5 52 ．8 15 0 ．6 86 ．2 23 6 ．6 54 ．9 95 2 ．2 42 ．0 6 0 ．7 9 锌精矿 3 ．1 90 ．6 20 ．7 74 1 ．5 83 8 ．6 36 ．3 94 ．6 07 9 ．7 74 ．8 6 尾矿8 5 ．2 10 ．0 60 ．2 20 ．3 22 2 ．6 81 6 ．5 33 5 ．1 41 6 ．4 17 6 ．1 9 原矿 1 0 0 ．00 ．3 l0 ．5 31 ．6 62 5 ．3 71 0 0 ．0 1 0 0 ．0 1 0 0 ．01 0 0 ．0 地实现了铜与铅锌矿物的分离，提高了铜精矿的品 位和回收率。 3 铅锌浮选采用中矿集中返回工艺流程，在 没有明显降低铅锌回收率的前提下，较大幅度地提 高了铅、锌精矿的品位。 4 新工艺为复杂难选铜铅锌矿的选矿研究和 应用提供了可靠的技术支持，发挥了示范作用。 参考文献 [ 1 ] 龚明光．泡沫浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 7 ． [ 2 ] 张泾生．矿用药剂[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 8 ． [ 3 ] 陈代雄，杨建文．高海拔地区复杂铜铅锌多金属硫化矿 浮选试验研究及应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 6 1 - 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s u l f u rc o m p l e xc o p p e r - l e a d z i n cm i n e ． K e yw o r d s h i g h - s u l f u rc o m p l e xc o p p e r - l e a d - z i n cm i n e ；m a g n e t i cs e p a r e t i o n - f l o a t a t i o nu n i t e dt e c h n i c a l f l o w ；s e l e c t i v ef l o t a t i o n ；d i s s o l v a b l ed e p r e s s a n t sc o m p o u n d 万方数据