云南某富镁铁尾矿综合回收伴生铜锌的选矿试验研究.pdf

2 0 1 9 年第2 期有色金属 选矿部分 2 3 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 9 ．0 2 ．0 0 5 云南某富镁铁尾矿综合回收伴生铜锌的选矿试验研究 刘书杰，谭欣，肖巧斌，苏建芳 北京矿冶科技集团有限公司矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要对云南某含铜0 ．2 2 ％、含锌0 ．6 8 ％、含镁1 4 ．3 4 ％的选铁尾矿，以绿色高效选矿药剂B K 3 0 6 作为铜捕收剂，采用 “铜、锌顺序优先浮选一铜、锌精选回路分别产出小尾矿”的工艺流程处理该矿石，获得铜精矿中铜品位2 7 ．3 4 ％、含锌6 ．7 2 ％、 铜回收率为5 7 ．2 5 ％，锌精矿中锌品位4 8 ．5 1 ％、含铟11 6 0g ／t 、含铜1 ．3 2 ％、锌回收率为6 9 ．9 6 ％的良好指标。为开发利用该 类型富镁含低品位铜、锌的复杂铁多金属矿石提供了技术依据。 关键词富镁；铁尾矿；伴生；铜、锌；浮选 中图分类号T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 2 0 0 2 3 0 6 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nC o m p r e h e n s i v eR e c o v e r i n gA s s o c i a t e dC o p p e r Z i n cf r o m a nI r o nT a i l i n gw i t hh i g hG r a d eM a g n e s i u mi nY u n n a nP r o v i n c e L J U S h u j i e ，T A NX i n ，X I A OQ i a o b i n ，S UJJ a n f a n g B G RI M NT e c h n o l o g yG r o u p ，S t a t eK e y L a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，B e i j i n gj 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t S p e c i f i ct oa ni r o nt a i l i n gw i t ht h eg r a d eo fC uo f0 ．2 2 ％，Z no f0 ．6 8 ％a n dt h eM go f 1 4 ．3 4 ％，B K 3 0 6 ，a ng r e e na n de f f i c i e n tm i n e r a lp r o c e s s i n gr e a g e n t ，i n d e p e n d e t l yd e v e l o p e db yB G R I M Mi s u s e da sc o p p e rc o l l e c t o r ，a n dt h et e c h n o l o g i c a lp r o c e s so f “s e l e c t i v ef l o t a t i o no fc o p p e ra n dz i n c c o p p e ra n d z i n cc l e a n i n gc i r c u i t sp r o d u c i n gt a i l i n g s ”i sa d o p t e dt od e a lw i t ht h et a i l i n g ，w h i c hb r i n g sg o o di n d e x e st h a t c o p p e rc o n c e n t r a t e c o n t a i n s2 7 ．3 4 ％C ua n d6 ．7 2 ％Z nw i t ht h er e c o v e r yo f5 7 ．2 5 ％a n d4 ．6 6 ％ r e s p e c t i v e l y ；z i n cc o n c e n t r a t ec o n t a i n s4 8 ．5 1 ％Z na n d1 ．3 2 ％C uw i t ht h er e c o v e r yo f6 9 ．9 6 ％a n d5 ．7 5 ％ r e s p e c t i v e l y ；a n dt h ez i n cc o n c e n t r a t ec o n t a i n s1 1 6 0g ／tI n ．T h i ss t u d yh a sp r o v i d e dt e c h n i c a ls u p p o r tf o r c o m m e r c i a lu t i l i z a t i o no fs u c hk i n do fc o m p l e xi r o np o l y m e t a l l i ct a i l i n gw i t hh i g hg r a d eM g ，l o wg r a d eo fC u a n dZ n ． K e yw o r d s h i g hg r a d eo fM g ；i r o nt a i l i n g ；a s s o c i a t e do r e ；c o p p e ra n dz i n c ；f l o t a t i o n 随着国民经济的发展，矿产资源作为不可再生 资源越来越得到人们的珍惜。尾矿中因共伴生有各 种有价金属元素[ 1 _ 3 ] ，因此常被作为二次资源逐渐得 到开发利用。一方面可以降低尾矿排放量，减少尾 矿对土壤、水体的污染；另一方面可以变废为宝，实 现尾矿中有价元素的综合回收。尾矿资源的综合利 用不仅是选矿领域的研究课题，同时也成为循环经 济领域的一项重要研究课题[ 4 ] ，逐步得到研究人员 的重视。 本文针对云南某富镁铁多金属矿，进行了详细 的工艺矿物学研究，并对选铁尾矿中铜锌资源的综 合回收进行了系统的选矿试验研究。详细考察了铜 浮选捕收剂、锌抑制剂、脉石抑制剂、铜锌再磨分离 脱药剂、锌浮选调整剂、锌浮选活化剂及锌浮选捕收 剂对选别指标的影响，并在条件试验的基础上通过 流程结构优化，采用“铜、锌顺序优先浮选一铜、锌精 选回路分别产出小尾矿”的工艺流程，实现了该选铁 尾矿中铜锌资源的综合回收。为开发利用该类型富 镁含低品位铜、锌的复杂铁多金属矿石提供了技术 依据。 1 尾矿的矿石性质 该选铁尾矿 以下简称矿石 的工艺矿物学研究 结果表明矿石中的铜主要赋存于黄铜矿中，微量分 收稿日期2 0 1 8 0 7 0 5修回日期2 0 1 8 1 2 - 2 9 作者简介刘书杰 1 9 8 4 一 ，男，河南平顶山人，高级工程师，主要从事矿物加工及资源综合利用技术研究。 万方数据 2 4 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 布于铜蓝中；锌则基本分布于闪锌矿中。非金属矿物 主要为层状易泥化的硅酸盐矿物和易浮易泥化的碳 酸盐矿物两类，其中硅酸盐矿物主要为蛇纹石 M 9 6E s i 4 0 1 。] O H 8 、滑石 3 M g O 4 S i 0 2 H 2 0 、 金云母 K M g 。[ s i 。A 1 0 。。] O H ，F 。 、角闪石和镁橄榄 石 M 9 2 S i 0 4 ，另有少量绿泥石、透辉石 C a M g S i 0 3 z 、石英 S i 0 2 、钾长石 K O A 1 2 0 3 6 S i 0 2 表1 T a b l e1 和黑云母 K M g ，F e 3 A 1 S i 。O 。。 F ，O H 。 等；碳酸盐 矿物主要为白云石 C a M g C 0 3 2 、菱镁矿 M g C O 。 、 方解石 C a C 0 3 ，另有少量菱铁矿 F e C O a 和菱锰矿 M n C O 。 等。矿石中重要矿物组成及相对含量见表1 所示。 矿石主要元素化学成分分析结果见表2 。 矿石中重要矿物组成及相对含量结果 R e s u l t so fm a i nm i n e r a lc o m p o s i t i o na n dr e l a t i v ec o n t e n t ／％ 1 单位为g ／t ，F I 司。 表2 结果表明，该矿石样品中C u 、Z n 的品位分 别为0 ．2 2 ％、0 ．6 8 ％可以考虑综合回收。 矿石镜下检测表明黄铜矿是主要的铜矿物，常 呈不规则状嵌布在脉石矿物中。有时可见黄铜矿以 乳滴状固溶体包裹在闪锌矿中；黄铜矿粒度相对较 细，主要分布在1 5 ～7 4f * m 。闪锌矿主要呈不规则 状、它形粒状和细脉状嵌布于脉石矿物中；在闪锌矿 中常分布有微细粒黄铜矿及磁黄铁矿。闪锌矿嵌布 粒度相对较粗，主要分布在2 0 ～1 5 0 Ⅱm 。 本文主要介绍矿石经磁选回收铁后，选铁尾矿 中铜、锌的综合回收选矿试验研究。鉴于矿石中铜、 锌矿物紧密的嵌布关系以及存在大量层状、易浮、易 泥化的含镁脉石矿物，因此选择高效选择性铜捕收 剂、加强对含镁脉石矿物的抑制及选择合适的选别 工艺流程是处理该矿石的重点和难点。 2 铜锌选矿试验 铜锌选矿试验的给矿是矿石磁选回收铁的尾 矿，该尾矿中铜品位0 ．2 2 ％，锌品位为0 ．6 8 ％，镁品 位为1 4 ．3 4 ％，为富镁、含低品位铜锌的尾矿资源，其 中一7 4 ”m 含量为8 8 ％。磁选工艺流程为两段磨 矿、两段磁选流程一段磨矿细度为一7 4 “m 占 6 5 ％，一段磁选磁场强度为9 6k A ／m ；二段磨矿细度 为一3 8 “m 占8 6 ％，二段磁选磁场强度为9 6k A ／m 。 磁选回收铁的工艺流程见图1 所示。 原矿 铁精矿铁尾矿 人铜锌浮选 图1生产铜锌浮选给矿试验流程 F i g ．1 P r o c e s so fp r o d u c i n gf e e do fc o p p e r a n dz i n cf l o t a t i o n 2 ．1 铜优先浮选试验 2 ．1 ．1铜优先浮选捕收剂B K 3 0 6 用量试验 常见的酯类选铜捕收剂有Z 一2 0 0 异丙基乙基硫 铵酯 、P A C 硫逐氨基甲酸酯 [ 5 ] 、酯- 1 0 5 二乙胺基 二硫代甲酸氰乙酯 等，本文选用的铜捕收剂为北京 矿冶科技集团有限公司自主研发的绿色高效酯类选 矿药剂B K 3 0 6 ，是一种深棕色油状液体，其对铜矿物 具有良好的选择性捕收能力。固定硫酸锌与亚硫酸 钠用量分别为10 0 0 和5 0 0g ／t ，起泡剂松醇油用量 为6g ／t ，考察了铜优先浮选捕收剂B K 3 0 6 用量对铜 万方数据 2 0 1 9 年第2 期刘书杰等云南某富镁铁尾矿综合回收伴生铜锌的选矿试验研究 2 5 粗选的影响，试验结果见图2 。 B K 3 0 6 用量／ g t 。1 图2B K 3 0 6 用量对铜粗选的影响 F i g ．2 E f f e c to fB K 3 0 6d o s a g eo nc o p p e rr o u g h i n g 从图2 可以看出，随着铜捕收剂B K 3 0 6 用量的 增加，铜粗精矿中的铜品位逐渐降低，锌品位呈现出 先增加、再降低，然后快速增加的趋势；铜粗精矿中 铜、锌的回收率均逐步提高，当B K 3 0 6 用量从2 4g ／t 提高至3 0g ／t 时，铜粗精矿中铜的回收率提高了 3 ．5 0 ％，而锌回收率提高了1 1 ．7 4 ％。 2 ．1 ．2 铜优先浮选锌抑制剂用量试验 在铜锌分离方面，选矿工作者做了大量的研 究[ 6 _ 8 ] ，常用的方法有氰化物法和非氰化物法。非氰 化物法主要有1 硫酸锌与氢氧化钠或石灰配合使 用作闪锌矿的抑制剂；2 硫酸锌与碳酸钠共用作闪 锌矿的抑制剂；3 硫化钠；4 亚硫酸及其盐类；5 加 温浮选法。本文采用硫酸锌和亚硫酸钠共用的方案 抑制锌矿物，固定铜捕收剂B K 3 0 6 用量为2 4g ／t ，起 泡剂松醇油用量为6g ／t ，考察了锌抑制剂硫酸锌和 亚硫酸钠用量对铜粗选的影响，试验结果见图3 。 图3 硫酸锌和亚硫酸钠用量对铜粗选的影响 F i g ．3 E f f e c to fZ n S 0 4a n dN a zS 0 3d o s a g e o nc o p p e rr o u g h i n g 从图3 可以看出，随着锌抑制剂硫酸锌与亚硫 酸钠用量的增加，铜粗精矿中铜的回收率变化不大， 而锌的回收率逐渐降低。 2 ．1 ．3 铜优先浮选脉石抑制剂种类试验 常用的脉石矿物抑制剂有水玻璃、六偏磷酸钠、 C M C E 9 。、水玻璃合剂口叩等，水玻璃对硅酸盐类脉石矿 物的抑制效果较好、六偏磷酸钠主要抑制碳酸盐类脉 石矿物、C M C 作为多糖类大分子抑制剂对矿石中含 铁、锰、镁、锌等矿物的抑制效果较好、水玻璃合剂是 利用水玻璃和C M C 以及其它盐类之间的协同作用增 强对脉石矿物的抑制效果。固定锌抑制剂硫酸锌和 亚硫酸钠用量为15 0 0 7 5 0g ／t ，铜捕收剂B K 3 0 6 用 量为2 4g ／t ，起泡剂松醇油用量为6g ／t ，考察了脉石 抑制剂种类对铜粗选的影响，试验结果见图4 。 脉石抑制剂种类 C M C1 0 0 图4 脉石抑制剂种类对铜粗选的影响 F i g ．4 E f f e c to fd e p r e s s o rt y p eo nc o p p e rr o u g h i n g 从图4 可以看出，C M C 对脉石的抑制效果较 好，且有利于提高铜锌分离指标。 2 ．1 4铜优先浮选脉石抑制剂C M C 用量试验 固定锌抑制剂硫酸锌和亚硫酸钠用量为15 0 0 7 5 0g ／t ，铜捕收剂B K 3 0 6 用量为2 4g ／t ，起泡剂松醇 油用量为6g ／t ，考察了脉石抑制剂C M C 用量对铜粗 选的影响，试验结果见图5 。 从图5 可以看出，随着C M C 用量的增加，铜粗 精矿中铜、锌、镁的回收率均逐步降低，由此说明 C M C 添加量过多时不仅对脉石矿物的抑制作用增 强，同时对铜、锌等矿物的抑制作用也比较强烈。 2 ．1 ．5 铜精选硫化钠用量试验 铜锌再磨分选过程中加入硫化钠进行脱药是十 分必要的L 1 1 。，在脱除矿物表面残余药剂的同时，裸露 出了新鲜的矿物表面，对铜锌精选分离创造了良好的 条件。固定铜粗精矿再磨细度为一3 8 “m 占9 0 ％，铜 精选C M C 用量为1 5g ／t ，锌抑制剂硫酸锌和亚硫酸钠 用量为3 0 0 1 5 0g ／t ，铜捕收剂B K 3 0 6 用量为1 2g ／t ， 起泡剂松醇油用量为3g ／t ，考察了再磨过程中硫化钠 用量对铜精选的影响，试验结果见图6 。 堡褂擎回爿世 ，鲐∞笛∞”∞笛加坫m；笛 万方数据 固定锌活化剂硫酸铜用量1 0 0g ／t ，捕收剂丁基 黄药用量为6 0g ／t ，起泡剂松醇油用量为6g ／t , 考察 了’石灰用量对锌粗选的影响，试验结果见图7 。 从图7 可以看出，随着石灰用量的增加，锌粗精 矿中锌的回收率基本稳定在7 8 ％以上，而锌粗精矿 中硫的回收率逐步下降；当石灰用量超过4 ．ok g ／t p H 值1 3 ．8 时，锌粗精矿中硫的回收率逐步稳定。 z z 2 锌浮选硫酸铜用量试验 固定锌粗选石灰用量4 ．0k g ／t ，捕收剂丁基黄药 用量为6 0g ／t ，起泡剂松醇油用量为6g ／t ，考察了锌 括化剂硫酸铜用量对锌粗选的影响，试验结果见图8o 图9 丁基黄药用量对锌粗选的影响 F i g ．9E f f e c t 。fb u t y lx a n t h a t ed o s a g e 。nz i n cr o u 曲i n g 万方数据 2 0 1 9 年第2 期刘书杰等云南某富镁铁尾矿综合回收伴生铜锌的选矿试验研究 2 7 从图9 可以看出，随着丁基黄药用量的增加，锌 粗精矿中锌的回收率逐渐升高，当丁基黄药用量超 过6 0g ／t 以后，锌的回收率逐步稳定在7 8 ％以上。 2 ．3 铜锌浮选闭路试验 铜锌浮选闭路试验流程见图1 0 ，试验结果见 表3 。 铜精矿 从表3 可以看出，以B K 3 0 6 作为铜捕收剂，采 用“铜、锌顺序优先浮选一铜、锌精选回路分别产出 小尾矿”的工艺流程处理该矿石，获得铜精矿中铜品 位2 7 ．3 4 ％、含锌6 ．7 2 ％、铜回收率为5 7 ．2 5 ％，锌精 矿中锌品位4 8 ．5 1 ％、含铟11 6 0g ／t 、含铜1 ．3 2 ％、 锌回收率为6 9 ．9 6 ％的良好指标。 2 | C M C2 0 0 2 I l 硫酸锌3 0 0 ，亚硫酸钠1 5 0 一l 铜精l 选I 2 C M C 7 ．5 4 碲硫酸锌1 5 0 , 亚硫酸钠7 5 2 I B K 3 0 66 铜精l 选I I 乍 E 詈 I 鲁 1 2 l C M C3 ．7 5 。 2 I 硫酸锌7 5 ，亚硫酸钠3 7 ．5 铜精l 扫选 _ _ _ _ _ _ _ ．‘_ _ ．一 气 2 I B K 3 0 6 9 I ．_ ，下L 铜扫l 选I 匀、l 3 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅲ 2 I B K 3 0 6 6 铜扫l 选I I 3 2 g 石灰4 0 0 0 2 | 硫酸铜1 0 0 2 I I C M C2 0 2 J 石灰5 0 0 锌精I 选I 2 I C M C1 0 2 l | I C M C5 2 I | l 丁基黄药2 0 l ●●- - - - - - - - - - - 一 锌扫l 选I 蓼 尾矿2 葺 图1 0 铜锌浮选闭路试验流程 F i g ．10 F l o w s h e e to fc o p p e ra n dz i n cf l o t a t i o nt e s t 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 表3 铜锌浮选闭路试验结果 T a b l e3R e s u l t so fc o p p e ra n dz i n cf l o t a t i o nt e s t | ％ 备注锌精矿含铟116 0g ／t 。 3结语 1 矿石中铜、锌矿物嵌布关系紧密，且存在大量 层状、易浮、易泥化的含镁脉石矿物，该矿石为富镁 的复杂难选铁多金属矿石，选铁尾矿为富镁、含低品 位铜、锌的难选尾矿，大量含镁脉石矿物的存在增加 了铜锌分选的难度。 2 黄铜矿以乳滴状固溶体包裹在闪锌矿中是影 响铜精矿和锌精矿中互含较高的主要原因。 3 以绿色高效选矿药剂B K 3 0 6 作为铜捕收剂， 实现了对铜矿物的高选择性捕收，为后续铜锌分离 创造了良好的必要条件。 4 采用“铜、锌顺序优先浮选一铜、锌精选回路 分别产出小尾矿”的工艺流程处理该矿石，同时添加 多糖类脉石抑制剂C M C ，强化对大量层状、易浮、易 泥化的含镁脉石矿物的抑制作用，降低中矿循环负 荷，保障了流程的稳定运行； 5 获得铜精矿中铜品位2 7 ．3 4 ％、含锌6 ．7 2 ％、 铜回收率为5 7 ．2 5 ％，锌精矿中锌品位4 8 ．5 1 ％、含 铟11 6 0g ／t 、含铜1 ．3 2 ％、锌回收率为6 9 ．9 6 ％的良 好指标，为开发利用该类型富镁含低品位铜、锌的复 杂铁多金属矿石提供了技术依据。 参考文献 [ 1 ] 凌石生，王中明，刘方，等．内蒙古某多金属尾矿综合回 收锡石新工艺研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 4 3 6 3 9 ． [ 2 ] 王晓慧，梁友伟，王正栋，等．福建马坑选铁尾矿中钼回收 试验E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 4 4 6 4 9 ，7 5 ． E 3 ] 马立成，郯其，车小奎，等．从铁尾矿中回收钨、锡选矿 试验研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 2 5 2 5 5 ． E 4 ] 张锦瑞，徐晖．循环经济与尾矿的综合利用[ J ] ．金属矿 山，2 0 0 4 增刊1 4 3 4 4 3 7 ． [ 5 ] 栾和林，姚文．新型捕收剂P A C 铜锌分选性能初探[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，1 9 9 7 5 2 8 ～3 2 ． [ 6 ] 余世磊，王亚明，汪宽．多金属原生硫化矿铜锌分离试 验研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 1 1 4 1 9 ．9 0 ． [ 7 ] 逢文好，刘全军，丁鹏．新疆铜锌硫混合精矿分离试验 研究E J ] ．矿冶，2 0 1 4 ，2 3 5 2 7 3 0 ． [ 8 ] 袁明华，普仓风．多金属复杂铜矿铜锌硫分离浮选试验研 究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 8 1 1 - 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