云南某低品位难选锡铜多金属矿选矿工艺试验研究.pdf

1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第6 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．0 6 ．0 0 4 云南某低品位难选锡铜多金属矿选矿工艺试验研究 仇云华，黄勇彬，张慧，熊玉旺 云南锡业研究院有限公司，云南个旧6 6 1 0 0 0 摘要根据云南某低品位锡铜多金属矿矿石复杂、难选的特性，开展了详细的选矿方案探索试验、浮选条件试验、重选 试验、锡产品结构研究，最终采用“浮选一重选”工艺流程，在矿样含锡0 ．8 1 9 ％、铜0 ．3 2 2 ％、硫4 ．3 9 ％、砷0 ．7 4 0 ％、银6 2 ．6 0 g ／t 的情况下，获得了铜精矿品位1 6 ．3 8 ％、回收率5 9 ．5 9 ％，锡精矿品位4 0 ．2 3 ％、回收率7 0 ．7 ％，锡富中矿品位3 ．3 5 ％、回收 率6 ．5 2 ％，合计锡回收率7 7 ．2 2 ％的指标。同时，综合回收了银和硫，回收率分别为5 4 ％、8 2 ％。试验结果为开发利用该资源 提供了依据。 关键词锡铜多金属矿；混合浮选；铜硫分离；重选；产品结构 中图分类号T D 9 5 2 ．4 ；T D 9 1 3 文献标志码A 文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 6 - 0 0 1 2 - 0 6 E x p e r i m e n t a lS t u d yo naL o w - g r a d ea n dR e f r a c t o r yT i n c o p p e r P o l y m e t a l l i cO r ef r o mY u n n a n Q I UY u n h u a ，H U A N GY o n g b i n ，z H A N GH u i ．X I o N GY u w a n g Y u n n a nT i nR e s e a r c hI n s t i t u t eC o ．，L t d ．，C ．e j i uY u n n a n6 6 1 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e so fc o m p l e xa n dr e f r a c t o r yi nal o wg r a d et i n c o p p e rp o l y m e t a l l i co r ei n Y u n n a n ，t h ee x p l o r a t o r yt e s to fb e n e f i c i a t i o ns c h e m e ，c o n d i t i o nt e s to ff l o t a t i o n ，g r a v i t ys e p a r a t i o na n ds t r u c t u r a l s t u d yo ft i np r o d u c t sw e r ec a r r i e do u td e t a i l e d l y ．U n d e rt h ec o n d i t i o n st h a tt h es a m p l ec o n t a i n e dS nw i t h0 ．8 1 9 ％， C uw i t h0 ．3 2 2 ％，Sw i t h4 ．3 9 ％，A sw i t h0 ．7 4 0 ％a n dA gw i t h6 2 ．6 0 s ／t ，t h ee x p e r i m e n tf i n a l l ya d o p t e dt h e p r o c e s sf l o wo f “f l o t a t i o n - g r a v i t ys e p a r a t i o n ”a n do b t a i n e dt h ei n d e x e sa sf o l l o w s t h eg r a d ea n dr e c o v e r yo fc o p p e r c o n c e n t r a t ew e r e1 6 ．3 8 ％a n d5 9 ．5 9 ％，r e s p e c t i v e l y ；t h eg r a d ea n dr e c o v e r yo ft i nc o n c e n t r a t ew e r e4 0 ．2 3 ％a n d 7 0 ．7 ％，r e s p e c t i v e l y ；t h eg r a d ea n dr e c o v e r yo ft i nr i c hm i d d l i n gw e r e3 ．3 5 ％a n d6 ．5 2 ％，r e s p e c t i v e l y ；t h et o t a l r e c o v e r yo ft i nw a s7 7 ．2 2 ％．n em i n e r a l so fs i l v e ra n ds u l f u rw e r er e c o v e r e ds y n t h e t i c a l l ya t t h es a m et i m e ．n e r e c o v e r yo fs i l v e ra n ds u l f u rw e r e5 4 ％a n d8 2 ％．r e s p e c t i v e l y ．1 1 1 ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sp r o v i d e dt h eb a s i sf o rt h e d e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no ft h i sr e s o u r c e ． K e yw o r d s t i n c o p p e rp o l y m e t a U i co r e ；b u l kf l o t a t i o n ；c o p p e r s u l p h u rs e p a r a t i o n ；g r a v i t ys e p a r a t i o n ； p r o d u c ts t r u c t u r e 锡铜多金属矿是锡矿床中常见的矿石类型，资 源丰富，常共 伴 生铁、硫、砷、铋、钨、金、银等金属， 综合利用价值高。该类矿石普遍存在锡、铜、硫、砷 等主要矿物结晶粒度不均匀、共生关系复杂、细粒嵌 布或包裹的问题，致使铜、锡等有价金属回收指标不 高，或精矿产品含砷高等。根据矿石性质差异，选矿 常采用浮选一重选、重选一浮选一重选、磁选一浮 选一重选、浮选一磁选一重选等工艺，回收矿石中的 有价金属，并综合回收金、银等贵金属。7J 。本研究 主要针对云南某地低品位难选锡铜多金属矿，矿石 组成复杂，含铜、锡品位低，次生硫化铜矿含量高，主 要含铜矿物为黝铜矿、黄铜矿，部份含砷矿物为黝铜 矿、砷黝铜矿，银以类质同象的形式分散于多种矿物 中等特点，采用浮选一重选流程，获得理想的锡、铜、 硫试验指标，并综合回收了银。 1 矿样性质分析 1 ．1 化学性质分析 对矿样进行了化学多元素分析、铜和锡化学物 相分析，结果见表1 到表3 。 收稿日期2 0 1 7 - 0 3 - 3 1 修回日期2 0 1 7 - 0 9 - 2 8 作者简介仇云华 1 9 6 6 ，女，云南宜良人，高级工程师，主要从事选矿方面的研究工作。 万方数据 2 0 1 7 年第6 期仇云华等云南某低品位难选锡铜多金属矿选矿工艺试验研究 1 3 重室塾生垒皇竺墅垫垒g 旦竺竺塑坚受垒 竺i皇竺 含量0 ．8 1 90 ．3 2 25 ．7 24 ．0 00 ．7 4 00 ．0 4 00 ．1 3 26 2 ．60 ．0 4 80 ．0 2 12 ．8 80 ．6 4 49 ．2 16 1 ．5 6 表3锡相分析结果 T a b l e3 A n a l y s i sr e s u l t so ft i np h a s e ／％ 分析结果表明，矿样中的锡、铜是主要回收的金 属，银是伴生回收的金属；矿样含硫，可综合回收硫 铁矿物；矿样含一定量的砷和锌，是铜、锡、硫精矿产 品需要排除的杂质元素；矿样含硅较高，脉石矿物主 要以硅酸盐类矿物为主，对矿石的可磨性有一定影 响。矿样中铜矿物氧化率高，且次生硫化铜含量较 高，对铜金属的回收将会有较大影响。矿样中的锡 主要以酸不溶锡存在，对锡的回收较有利。 1 ．2 工艺矿物学研究 矿样由近6 0 种矿物组成，其中有用矿物多达3 5 种。主要金属矿物为黄铁矿、毒砂、锡石、黝铜矿、黄 铜矿等，累计占矿物量的9 ．5 ％。主要脉石矿物以石 英、斜长石、铁白云石、方解石、白云母、高岭石等为 主，累计占矿物量的7 9 ％。 含锡矿物主要以锡石为主，少量黝锡矿。分布 于锡石中的锡金属率占7 1 ．2 6 ％，分布于黝锡矿中的 锡金属率占0 。6 4 ％，分布于黄铁矿、毒砂、黝铜矿中 的锡金属率占6 ．8 4 ％，分布于石英、斜长石、铁白云 石、方解石及其它矿物中的锡金属率占1 6 ．9 8 ％。锡 石单体解离率为5 5 ．5 9 ％。 含铜矿物多达1 0 种，主要是以黝铜矿、黄铜矿 为主，其次为孑L 雀石、辉铜矿、斑铜矿、铜蓝、黝锡矿 等。分布于黝铜矿、黄铜矿中的铜金属率占 7 1 ．3 1 ％；主要含铜矿物单体解离率为3 5 ．0 2 ％。 含砷矿物主要有5 种，其中主要以毒砂为主，其 次为黝铜矿、砷黝铜矿等。分布于毒砂中的砷金属 占有率为8 3 ．9 7 ％。毒砂的单体解离率为6 3 ．8 1 ％。 银分布较为广泛，且是以类质同象的形式存在， 其载体矿物为黝铜矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、毒砂 以及板硫铋铜铅矿、方钍石。银的分散分布在一定 程度上制约其金属的回收与富集。 矿样中的锡石、黝铜矿、黄铜矿、毒砂的共生嵌 布关系较为复杂。各种矿物均与近二十种矿物共生 关系相对较为密切。 矿石性质分析表明，矿样为锡铜多金属硫化矿， 共 伴 生铜、银、铅、锌、锑等多种有用金属矿物，资 源利用价值大。但是，矿样的组成矿物较多，性质复 杂，选矿回收锡、铜、铁及伴生回收银的技术难度大， 需要开展详细的选矿工艺试验研究。 2 选矿工艺试验研究 针对矿石特性，选矿工艺应该以回收锡、铜为 主，综合回收硫，伴生回收银。借鉴云锡处理同类矿 石多年积累的生产实践经验，试验原则流程确定为 浮选一重选流程，即混合浮选硫化物、铜硫分离浮 选，浮选尾矿用重选回收锡，从硫化物中回收伴生 银；锡重选工艺采用粗选、精选相结合的工艺，产品 结构为合格锡精矿、富中矿，最大限度提高锡回收 率。选择浮选一重选流程的主要依据有三个方面 一是矿样含硫品位达4 ．3 9 ％，矿物组成中有十余种 硫化矿物存在，约占总矿物量9 ％，主要为黄铁矿、毒 砂、黝铜矿、方铅矿等，若不将这些硫化物排除，则会 导致重选回收锡时摇床面上矿砂分带、分质不清晰， 影响摇床操作及精矿品位和回收率指标 云锡多年 生产实践经验，进人重选作业时含硫品位必须低于 3 ％ 。二是先浮选后重选，有利于控制浮选作业的 矿浆浓度及绘矿稳定性，避免了先重选后浮选流程 所需的浓缩脱水和矿浆缓冲。三是有利于提高铜、 硫、银的回收率，避免目的矿物在重选作业的分散和 损失，以及综合回收的流程冗长、复杂。 2 ．1 入选粒度试验 入选粒度是多金属矿分选较重要的工艺参数， 由于主要有用矿物的工艺结晶粒度、单体解离度存 在差异，磨矿既要使有用矿物之间、有用矿物与脉石 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第6 期 矿物之间达到解离，又要尽量减少有用矿物的过磨 现象。根据工艺矿物学研究结果，开展入选粒度 一7 4 仙m 占5 0 ％一7 0 ％的试验，考察铜、锡金属在浮 选精矿和尾矿中的分布随磨矿粒度变化的情况，确 定合理的原矿人选粒度。试验固定条件为粗选丁 基黄药用量1 4 0g ／t 、松醇油2 1g ／t ，流程为一次粗 选试验结果见图1 二 图1入选磨矿粒度试验结果 F i g ．1E x p e f i m e n t a lr e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s s 表4 T a b l e4 试验结果表明，当磨矿产品中一7 4 m 由5 0 ％ 上升至7 0 ％，浮选精矿的产率和铜品位变化不大，但 铜的回收率明显下降；锡金属在浮选精矿中的损失 在一7 4 m 占6 0 ％时明显增加，后续又呈下降趋势。 综合考虑锡、铜回收，以及结合生产实施情况，确定 合适的人选粒度为一7 4 斗m 占5 0 ％。 2 ．2 铜硫混合浮选条件试验 铜硫混合浮选要最大限度回收含铜矿物、硫铁 矿物，提高铜金属回收率；同时，尽量减少锡金属在 硫化物中的损失。试验重点开展了常用黄药类、硫 胺脂类、新型捕收剂、组合捕收剂的选择和各种药剂 的用量试验。试验固定条件为磨矿粒度一7 4 m 占5 0 ％，松醇油2 1g ／t ，流程为一次粗选。为了分 析、比较试验结果，在考虑泡沫产品中铜回收和锡损 失的情况下，从各种捕收剂用量试验中，选择试验结 果较好的一组数据，列于表4 。 从表4 可以看出，使用以上六种捕收剂，浮选效 果基本接近，其中，K M ．1 0 9 多种螯合捕收剂组合而 成 对铜的捕收性能略强，捕收剂6 8 0 多种螫合捕 捕收剂种类和最佳用量试验结果 R e s u l t so ft h et y p ea n dd o s a g eo fc o l l e c t o rt e s t ，‰ 收剂组合而成 和Z - 2 0 0 阴离子型，巯基类 对锡的 影响略小，K M 一1 0 9 和Z - 2 0 0 药剂用量较少，A t - 3 阴 离子型，巯基类 对铜的捕收与黄药相近。根据试验 结果，结合现生产情况，选择K M 一1 0 9 作为适宜的捕 收剂，用量7 0g ／t 为宜。 2 ．3 脱锡浮选试验 由于捕收剂作用、机械夹带等原因，混合浮选泡 沫中常含有一定的含砷、含锡等矿物，采用脱锡浮选 可以减少这些矿物的含量，对增加进入重选的锡金 属、进一步提高铜的富集并降低杂质含量较为有利。 脱锡浮选试验结果表明，铜粗精矿的铜品位从 2 ．5 6 ％提高到了3 ．2 4 ％，锡金属率降低2 ．3 3 个百分 点，砷分布率降低5 ．4 个百分点。对减少浮铜产品 中锡金属损失、降低杂质有较大的意义。 2 ．4 铜硫分离及铜精矿降砷试验 针对矿样中铜的单体解离度较锡、砷的低，混合 浮选粗精矿含有大量铜矿物与硫铁矿及其他矿物的 结合体，含铜品位低，含砷、硫高等特点，开展铜硫分 离磨矿粒度一4 4 斗m 占8 0 ％一9 8 ．5 ％的试验。综合 考虑铜精矿品位、回收率及含砷，选择适宜的磨矿粒 度为一4 4l a , m 占9 8 ％左右。通过试验确定了铜硫分 离的p H 值调整剂为石灰，适宜的p H 值为1 1 ．5 。 针对矿样含砷高，含砷矿物主要为毒砂，少量砷 分布于黝铜矿、黄铁矿、砷黝铜矿中的特性，重点选 择降砷常用的抑制剂亚硫酸钠、漂白粉、腐殖酸钠、 氯化铵、栲胶等与石灰组合，开展铜精矿降砷试验研 究，试验结果表明，对于提高铜精矿品位而言，排序 是腐殖酸钠 漂白粉 栲胶 氯化铵 亚硫酸钠； 对于降低含砷而言，排序是腐殖酸钠 栲胶 氯化 铵 亚硫酸钠 漂白粉；对于减小铜精矿回收率的 影响而言，排序是氯化铵 漂白粉 栲胶 亚硫酸 钠 腐殖酸钠。综合分析认为，腐殖酸钠和氯化铵 砌∞∞加∞如∞如加m O 万方数据 2 0 1 7 年第6 期仇云华等云南某低品位难选锡铜多金属矿选矿工艺试验研究 1 5 对提高铜精矿铜品位、降低砷含量、尽量减少对铜回 收率的影响，具有一定的优势。试验工作进一步开 展了腐殖酸钠和氯化铵组合药剂用量的研究，根据 试验结果，综合分析铜精矿和其它中矿产品的铜品 位、砷品位与铜回收率指标的关系，在石灰用量6 5 0 g ／t 的条件下，组合抑制剂腐殖酸钠、氯化铵各1 5 0 g ／t 最佳，此时铜精矿含铜达1 7 ．3 7 ％，含砷仍 4 ．8 ％。分析原因认为，该矿样中铜的主要载体矿物 为黝铜矿、铜矿物氧化程度高、次生硫化铜矿多，黝 铜矿与多达十七种矿物共生嵌布关系密切等，是影 响铜精矿品位的主要原因。砷金属有8 3 ．9 7 ％分布 在毒砂中，有2 ．2 1 ％分布在黝铜矿中，有5 ．2 7 ％分 布在黄铁矿中，有少量分布在砷黝铜矿中，且毒砂的 结合体与多种金属矿物和脉石矿物的共生嵌布关系 较为紧密，x 射线能谱仪分析表明黝铜矿平均含铜 3 7 ．9 4 ％，平均含砷3 ．4 4 ％，这些是导致铜精矿含砷 高的主要原因。 2 ．5 浮选闭路试验 在进一步开展铜硫分离作业捕收剂用量试验、 精选一至三各作业石灰用量试验、精选作业次数，以 及浮选流程结构试验的基础上，开展了浮选开路验 证试验、闭路试验。闭路试验流程见图2 ，试验指标 见表5 。 铜精矿 图2 浮选闭路试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fc l o s e d - c i r c u i tt e s to ff l o t a t i o n 闭路试验获得理想的试验指标，同时综合回收 了银，铜精矿含银品位15 7 7 ．2g ／t 、银回收率2 7 ％； 硫精矿含银品位1 9 2 ．6g ／t 、银回收率2 7 ％。银综合 回收率达5 4 ％。浮选尾矿含硫、砷低，锡金属率高， 为重选回收锡创造了较好的条件。 万方数据 ．1 6 ．有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第6 期 2 ．6 重选回收锡的试验 在小型浮选试验取得理想指标的基础上，制备 约2 0 0k g 矿样进行浮选一重选流程放大样试验。原 矿磨至一7 4 m 占5 0 ％，铜硫混合浮选流程为一次 粗选、一次扫选、一次精选，浮选获得铜粗精矿铜品 位3 ．1 2 ％、回收率8 8 ．0 1 ％的指标，带走锡金属 4 ．4 ％，指标与小试较吻合。浮选尾矿含锡品位 0 ．7 7 3 ％、硫品位0 ．5 4 4 ％、铁品位2 ．6 ％，一7 4 斗m 占 4 8 ％左右，可以直接进入重选回收锡。 针对该矿石性质，重选回收锡的关键是遵循“阶 段磨矿、阶段选别，分级入选，能拿早拿、能丢早丢” 的原则。摇床是目前重选回收锡较为有效的设备， 其富集比高，能一次作业产出合格精矿，并同时产出 多个产品。为了提高重选作业效率，试验采用分级、 粗细砂分选、次精矿集中复洗、中矿再磨再选、泥矿 单独选别的原则工艺流程。试验流程见图3 。 原矿 铜粗精矿锡精矿硫精矿富中矿 中矿 尾矿 图3浮选一重选试验流程 F i g ．3E x p e r i m e n tf l o w s h e e to fg r a v i t ya n df l o a t a t i o n 采用水力分级箱将浮选尾矿分级为粗砂 7 4 斗m 、细砂 一7 4 1 9 斗m 、矿泥 一1 9 斗m 3 个级 别，其作业产率分别为5 2 ．4 6 ％、2 0 ．8 5 ％、2 6 ．9 6 ％， 作业锡金属率分别为6 6 ．0 2 ％、1 5 ．9 2 ％、1 8 ．0 6 ％；粗 砂、细砂分别进入一段摇床选别，产出合格锡精矿， 并抛弃大量尾矿，抛尾品位为0 ．0 8 ％，作业抛尾率为 万方数据 2 0 1 7 年第6 期仇云华等云南某低品位难选锡铜多金属矿选矿工艺试验研究 1 7 6 5 ％；粗砂一段床中矿含锡品位0 ．1 1 7 ％，多为锡石 与铁矿物、脉石矿物的连生体和结合体，必须再次磨 矿，使其充分解离，因此，将其磨至一1 5 0 m 占 1 0 0 ％，进入二段摇床选别，产出锡粗精矿产品；细砂 一段床次精矿与二段床次精矿合并，含锡品位 1 ．5 5 2 ％，含硫1 ．5 ％，其多为锡石与硫化矿和脉石矿 物的连生体和结合体，将其磨至一7 4 仙m 占8 5 ％， 经浮选除硫化物将硫品位降至0 ．2 ％，脱除8 6 ．6 7 ％ 的硫，再进行次精矿摇床复洗，产出合格精矿产品； 分级细泥、细砂一段床尾矿 泥 、复洗床尾矿 泥 合并，含锡品位0 ．5 1 4 ％，占原矿产率2 4 ．9 ％、锡金 属率1 7 ．4 5 ％，粒度主要分布于一3 7 斗m ，用矿泥摇 床回收细粒级锡石；粗砂一段床次精矿、二段床粗精 矿、复洗床次精矿合并作为粗锡精矿，其含锡品位 6 ．1 3 ％，占原矿金属率1 7 ．3 4 ％，用摇床进行精选，产 出锡精矿和富中矿产品。全流程试验结果见表6 。 表6浮选一重选流程试验结果 T a b l e6R e s u l t so ft h ec o m b i n e ds e p a r a t i o no fg r a v i t y a n df l o a t a t i o nt e s t／％ 重选获得合格精矿锡品位4 0 ％、回收率 7 0 ．7 ％，以及锡富中矿锡品位3 ．3 5 ％、回收率 6 ．5 2 ％。锡综合回收率达到7 7 ．2 2 ％。经锡精矿产 品质量检测，锡精矿含硫1 2 ．8 ％、砷5 ．5 4 ％、铁 1 8 ．0 2 ％、钨0 ．5 9 2 ％，硫、砷、铁杂质含量超标，将对 产品销售价格造成一定的影响。 为了提高锡的综合回收率，充分体现“能收早 收”的工艺原则，试验过程中强化了重选产品的结构 研究，即根据各段摇床的产品分布，采取粗砂一段床 和复洗床均产合格精矿及锡粗精矿产品，细砂一段 床仅产合格精矿产品，二段床仅产锡粗精矿，锡粗精 矿合并精选产锡精矿和富中矿产品，泥矿床产锡精 矿和富中矿产品。锡精矿可以直接进冶炼厂的锡粗 炼生产系统，富中矿进入冶炼厂的烟化炉生产系统， 充分发挥选一冶联合的优势，最大限度回收锡金属。 3结论 1 该矿石属低品位难选锡铜多金属矿，有价元 素主要为锡、铜、硫、银。针对矿石特性，采用铜硫混 合浮选、铜硫分离，浮选尾矿重选回收锡的浮选一重 选流程，获得了较好的锡、铜、硫回收指标；同时，综 合回收了银。 2 根据矿石特性，结合重选摇床各作业的产品 分布，强化重选作业锡产品结构研究，可以最大限度 提高锡的回收率。 3 如何进一步提高铜回收率，降低铜精矿、硫精 矿产品含砷以及锡精矿产品含砷、硫，综合回收锡精 矿中的钨，是今后该类矿石资源高效利用重点研究 的内容。 参考文献 [ 1 ] 魏宁，方维萱，陈家玮，等．云南个旧大白岩铜锡矿床铜 锡与共伴生组分赋存状态研究[ J ] ．矿物学报，2 0 1 0 ，3 0 1 1 1 5 1 2 2 ． [ 2 ] 张惠芬，陈文平，曾文，等．某锡铜矿选矿工艺试验研 究[ J ] ．中国矿业，2 0 1 5 ，2 4 7 1 0 8 1 1 2 ． [ 3 ] 袁帅，刘杰，李艳军，等．内蒙古某铜锡硫化矿石选 矿试验[ J ] ．金属矿山，2 0 1 6 ，4 7 6 2 8 7 - 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