工艺矿物学在选厂流程优化中的作用.pdf

2 0 2 0 年第4 期有色金属 选矿部分 1 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 2 0 ．0 4 ．0 0 3 工艺矿物学在选厂流程优化中的作用 叶小璐，肖仪武 矿冶科技集团有限公司，北京1 0 0 1 6 0 摘要选矿流程产品的工艺矿物学研究可在矿石性质变化、选厂技术改造时为工艺流程的改进提供方向和依据。内 蒙某铜铅锌锡多金属矿生产中在锌硫作业中银和铜损失率分别为1 3 ．1 0 ％和1 5 ．6 4 ％。为最大限度地提高资源综合利用价 值，选择锌硫混合精矿为研究对象，通过赋存状态研究确定了铜、银回收的目的矿物；通过铜、银矿物嵌布关系密切判断出铜、 银走向一致，可同步富集。在此基础上，根据黝铜矿、黄铜矿、铜矿物集合体的单体解离度仅为1 2 ．8 4 ％、3 3 ．6 5 ％和2 5 ．4 0 ％， 但铜矿物集合体粒度较粗的特点，提出了对铜矿物集合体再磨，获得银铜精矿的技术方案。最终选矿工艺通过提高再 磨细度获得了银品位26 9 9g ／t 、铜品位为l o ．0 2 ％的高品位银铜精矿，实现了将锌硫混合精矿中原本损失的铜、银加以 回收的目的。 关键词选矿流程产品；工艺矿物学；锌硫混合精矿；银铜精矿 中图分类号T D9 1文献标志码A文章编号1 6 7 1 ，9 4 9 2 2 0 2 0 0 4 一0 1 3 一0 5 A p p l i c a t i o no fP r o c e s sM i n e r a l o g yf o rP r o c 船so p t i m i z a t i o n i nC o n c e n t r a t o rP l a n t y EX i 口D Z “，X J A 0 Ⅵ讪“ B C 埭f M MT P c 孢o Z o g yG r o “户，B P i 歹i 柙gj0 0 j6 0 ，C i 咒口 A b s t r a c t P r o c e s sm i n e r a l o g yf o rp r o d u c t sf r o mm i n e r a lp r o c e s s i n gc a ng i v ead i r e c t i o nt ot e c h n o l o g y i m p r o V e m e n tw h e nc h a n g e so fo r ep r o p e r t yh a p p e n ， o rw h e no p t i m i z a t i o na n dr e c o n s t r u c t i o no fd r e s s i n g p l a n ti sn e c e s s a r y ． I naC u P b Z n S np o l y m e t a l l i cd e p o s i ti nI n n e rM o n g o l i a ，p e r c e n t a g eo fl o s sf o rA ga n d C ui s1 3 ．1 0 ％a n d1 5 ．6 4 ％ r e s p e c t i v e l y i nt h ep a r to fZ n ～Sb u l kf l o t a t i o n ．T om a x i m i z er e s o u r c e s c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o nv a l u e ，ap r o c e s sm i n e r a l o g ys t u d yh a sb e e nd o n ef o c u so nZ n Sb u l kc o n c e n t r a t e ． T h r o u g ho c c u r r e n c es t u d y ， t h et a r g e tm i n e r a l so fs i l v e ra n dc o p p e ra r ei n d i c a t e d ． B e c a u s eo ft h e i rc l o s e r e l a t i o n s h i p ，i ti sp o s s i b l et oc o n c e n t r a t eC u m i n e r a l sa n dA g m i n e r a l st o g e t h e r ． B a s e do na b o v er e s u l t s ； a n da l s ot h el i b e r a t i o nd e g r e eo ft e t r a h e d r i t e ，c h a l c o p y r i t e ，a n dC u m i n e r a l sa s s e m b l a g e ，w h i c hi s12 ．8 4 ％， 3 3 ．6 5 ％a n d2 5 ．4 0 ％r e s p e c t i v e l y ；t h eg r a i ns i z ed i s t r i b u t i o no fC u m i n e r a l sa s s e m b l a g e ，w h i c hi sc o a r s e ，a t e c h n i c a lp r o p o s a li sp r o p o s e d ，w h i c ha d v i c e st h r o u g ha d dr e g r i n d i n gw o r kf o c u s i n go nC u m i n e r a l s a s s e m b l a g ei n t op r o c e s st oa c h i e V eaA g C uc o n c e n t r a t e ．T h eb e n e f i c i a t i o nt e s t ss h o wt h a tah i g hg r a d eA g C uc o n c e n t r a t ec a nb ea c h i e V e dt h r o u g hi n c r e a s er e g r i n d i n gf i n e n e s s ，a c h i e v i n gt h ea i mt h a tr e c y c l eA ga n d C ul o s i n gi nZ n Sb u l kc o n c e n t r a t e ． K e yw o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n gp r o d u c t s ；p r o c e s sm i n e r a l o g y ；Z m Sb u l kc o n c e n t r a t e ；A g _ C uc o n c e n t r a t e 选矿生产技术指标的优劣，一方面取决于矿石 性质，另一方面取决于选矿工艺流程的合理性及设 备作业效果的可靠性Ⅲ。为了查明技术指标低的原 因，必须进行技术改造，此外随着技术、认识和经济 价值的变化，有时也需要对现行的流程进行技术改 进。在这些情况下，选矿产品的工艺矿物学研究，具 有重要的作用。 内蒙某铜铅锌锡多金属矿中锌硫混合粗精矿中 含有一定量的铜银矿物，如何有效地综合利用这部 份资源，进行了工艺矿物学研究。通过查明锌硫混 收稿日期2 0 1 9 一0 8 一0 9 作者简介叶小璐 1 9 9 1 一 ，女。云南昭通人，硕士，工程师，主要从事工艺矿物学研究工作。E m a i l x i a o l u 9 1 9 z 1 6 3 ．c o “ 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第4 期 合粗精矿中的各项工艺矿物学指标，为从锌硫混合 粗精矿中有效回收铜、银矿物选矿工艺流程的制定 提供方向和技术支撑。 1原生产流程及存在的问题 该矿目前采用“铜铅混浮一铜铅分离一锌硫混 浮一锌硫分离一重选锡石”的工艺流程分别获得铜 铅 银 精矿、锌精矿、硫精矿和锡精矿，选厂选矿工 根据选厂生产指标统计数据计算出的实际回收 率平衡表显示在锌硫混浮一锌硫分离作业环节中，锌 精矿中的银、铜的损失回收率分别为1 3 ．1 0 ％和 1 5 ．6 4 ％。这些损失在锌精矿、硫精矿中铜银无法计 价。为了尽可能地提高资源利用的价值，需要通过 对锌硫混合精矿进行工艺矿物学研究，评价通过优 化选矿工艺流程达到将这一部分损失的铜、银加以 回收的可能性。基于上述目的，选择锌硫混合作业 艺流程图如图1 所示。中的锌硫混合精矿作为研究对象。 t 锌硫混浮尾矿 原矿 t O 磨矿 分级 ’ 粗粒级 细粒敬 l 厦型型墼铜银 铅 混合浮选 一● 1『 粗砂摇床粗选细砂摇床粗选锡石浮选 锌硫混合浮选 √、／1 、厂、 L 厂卜 铜银混合精矿 锌硫混合精矿 n 厂、 、 磨矿尊。 6 磨矿 中矿再J 一 磨脱硫l t 铜银浮选l 甭 。 J 锌浮选 、『二段摇床l 智 日寸 』 L J I 铅锑浮选 锡相精矿 关 闭 』，』 f 摇床I I 精选I 广二} ， 1 舅矍煎矿- 一鳓焦蔓一⋯一j 锌精矿 硫精矿锡精矿锡次精矿硫化物 铜锡总尾矿 1 浮选锡精矿 2 化学成分 图1现场工艺流程图 F i g ．1P r i n c i p l ef l o w s h e e ti nt h ep l a n t 0 ．6 0 ％，P b 的含量o ．5 2 ％，Z n 的含量7 ．6 2 ％，A g 含 量2 2 8 ．7 2g ／t 。该锌硫混合精矿中的铜、银含量较 表1 是锌硫混合精矿化学成分分析结果，由化 学分析结果可知，锌硫混合精矿中C u 的含量为 表1 T a b l e1 高，如果能将此部分的铜、银加以回收，将有效提高 生产效益。 锌硫混合精矿化学成分分析结果 R e s u l to fc h e m i c a lc o m p o s i t i o nf o rZ n Sc o n c e n t r a t e ／％ 注1 单位为g ／t ，下同。 3 锌硫混合精矿矿物组成 产品中的主要金属矿物为黄铁矿 含白铁矿 ， 其次为闪锌矿和毒砂；少量的黄锡矿、脆硫锑铅矿、 锡石、黝铜矿、辉锑矿、褐铁矿；微量的方铅矿、黄 铜矿；偶尔可见辉银矿、辉银锑铅矿、硫锑铜银矿 等。脉石矿物主要为石英，其次为电气石、高岭 石；少量的绢云母、钾长石、萤石、绿泥石、钠长 石；微量的金红石等其他矿物陋3 。。矿物组成及相 对含量见表2 。 万方数据 2 0 2 0 年第4 期叶小璐等工艺矿物学在选厂流程优化中的作用 1 5 表2 锌硫混合精矿矿物组成及相对含量 T a b l e2M i n e r a lc o m p o s i t i o na n d r e l a t i v ec o n t e n tf o rZ n Sc o n c e n t r a t e／％ 矿物名称含量矿物名称含量 黄铁矿 5 0 ．1 5 电气石 4 ．2 0 闪锌矿1 3 ．4 4褐铁矿2 ．5 0 毒砂 7 ．2 1 高岭石 2 ．3 6 黄锡矿 1 ．6 0 绢云母 1 ．6 7 脆硫锑铅矿 1 ．0 4 钾长石 1 ．0 7 锡石 O ．6 9 萤石 o ．9 8 黝铜矿O ．2 9绿泥石 O ．9 6 辉锑矿 O ．2 3 钠长石 o ．8 5 方铅矿 0 ．1 2 金红石 0 ．1 7 黄铜矿O ．0 7 其它 o ．1 8 石英 1 0 ．2 1 4银、铜回收的目的矿物及选别过程 的走向 4 ．1银的赋存状态及回收的目的矿物 通过M I 。A 和扫描电子显微镜对样品中的含银 矿物进行研究o “，发现主要的含银矿物为黝铜矿，A g 含量主要在7 ％～1 3 ％。部分黝铜矿的X 一射线能谱 分析见表3 。此外还有微量硫化银矿物，包括硫锑铜 银矿、辉银矿、辉银锑铅矿等。 表3 黝铜矿的X 一射线能谱数据分析 T a b l e3 R e s u l to fS E M E D Sf o r t e t r a h e d r i t ec h e m i c a lc o m p o s i t i o n ／％ 因此，银绝大部分以类质同象形式分布在黝铜 矿中，偶见分布于硫铋铅银矿、硫锑铜银矿和辉银矿 中。银回收最主要的目的矿物为黝铜矿。 4 ．2 铜的赋存状态及回收的目的矿物 该产品中的含铜矿物主要有黝铜矿、黄铜矿 和黄锡矿。对于铜的回收，黝铜矿和黄铜矿具回 收价值。由表4 可知，有大约4 0 ％的铜赋存在黝 铜矿和黄铜矿中，其中在黝铜矿中的占3 0 ．5 0 ％。 因此回收铜最主要的目的矿物为黝铜矿，其次为 黄铜矿。 表4铜元素的平衡计算 T a b l e4B a l a n c ec o m p u t a t i o nf o rC u ／％ 4 ．3银、铜目的矿物的嵌布特征 由银、铜的赋存状态研究可知，回收银和铜的目 的矿物主要都为黝铜矿。回收银的目的矿物还包括 微量的硫化银矿物，回收铜的目的矿物则还有少量 黄铜矿。 硫化银矿物的粒度细，主要分布在5 ～1 0 “m ， 基本都与黝铜矿之间存在密切的连生关系 图2 。 因此，在选别过程中它们将与黝铜矿的走向一致。 1 辉银矿；2 一黝铜矿；3 黄铜矿；4 黄锡矿 图2 微细粒辉银矿被包裹在黝铜矿中 扫描电子显微镜 F i g ．2 F i n eg r a i na r g e n t i t ei sc o v e r e d i nt e t r a h e d r i t eS E M 黝铜矿同样与黄铜矿之间存在密切的连生关 系，常见二者交错连生后被包裹在脉石、闪锌矿等矿 物中 图3 。因此，对于黝铜矿和黄铜矿而言，将二 者富集在同一产品中也是可行的。 万方数据 1 6 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第4 期 图3 黄铜矿与黝铜矿、黄铁矿连生显微镜反光 F i g ．3I n t e r g r o w t hb e t w e e nc h a l c o p y r i t e t e t r a h e d r i t ea n dp y r i t eM i c r o s c o p eR e f l e c t 根据上述所述的铜、银矿物的嵌布特征，在选别 过程中，将铜、银矿物视为一体进行处理，可在磨矿 表5 T a b l e5 中降低磨矿成本 5铜矿物及其集合体的解离度、粒度 特征对再磨作业的指示意义 5 ．1黝铜矿和黄铜矿的解离度特征 根据前述内容可知，铜、银回收的目的矿物为黝 铜矿和黄铜矿。因此，分别对黝铜矿和黄铜矿的解 离度进行了研究，结果分别见表5 和表6 。 黝铜矿的单体解离度仅为1 2 ．8 4 ％，黄铜矿的单 体解离度仅为3 3 ．6 5 ％，但同时要注意到黝铜矿中与 黄铜矿连生的比例高达3 2 ．5 5 ％，而在黄铜矿中，与 黝铜矿的连生比例也达到了1 0 ．5 9 ％。前述研究中 也提到了，二者在选别过程中走向一致，因此在磨矿 过程中，并不需要特别强调黄铜矿和黝铜矿之间的 完全解离，可将二者视为一个整体，考虑其磨矿的必 要性和可行性。 黝铜矿的解离度特征 L i b e r a t i o nd e g r e eo ft e t r a h e d r i t e／％ 5 ．2 铜矿物集合体的解离度和粒度特征 将黝铜矿和黄铜矿视为一个整体后的铜矿物集 合体的单体解离度情况如表7 所示。 由表7 可知，铜矿物集合体的单体解离度仅为 2 5 ．4 0 ％，有3 2 ．4 5 ％的铜矿物集合体与脉石连生，另 有1 5 ．5 0 ％与锌矿物连生，有1 5 ．1 3 ％与硫矿物连 生。需要通过再磨促进铜矿物集合体与这些矿物的 有效解离，才可能让铜矿物集合体从锌硫精矿中分 离富集，形成铜银精矿成为可能。 制约再磨可行性的另一个条件为目的矿物的粒 度，故对铜矿集合体的粒度分布情况进行了系统的测量。 铜矿物集合体的粒度组成情况如图4 所示。由图4 可 知，铜矿物集合体的粒度相对较粗，主要分在o ．0 2 ～ O ．1 0 4m m ， O ．0 4 3r n r n 达到6 9 ．2 1 ％，具再磨的空间。 表7铜矿物集合体的解离度特征 T a b l e7L i b e r a t i o nd e g r e eo f C u m i n e r a l sa g g r e g a t i o n ／％ 矿物单体 连生体 与脉石与锌矿物与铅矿物与硫矿物与黄锡矿 3 2 ．4 61 5 ．5 05 ．9 715 ．1 35 ．5 4 铜矿物 2 5 ．4 0 图4铜矿物集合体的粒度分布 F i g ．4 G r a i ns i z ed i s t r i b u t i o no f C u m i n e r a l sa g g r e g a t i o n 铜矿物集合体的粒度分布结果显示由于铜矿物 集合体的粒度并不太细，不会造成已经解离的部分 过磨。同时，通过再磨能让一些粒度适合浮选的连生 下转第3 3 页 万方数据 2 0 2 0 年第4 期仇云华等难选氧化脉锡矿细粒锡石浮选工艺研究及生产实践 3 3 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] t e c h n o l o g ya n dr e a g e n t [ J ] ．M i n i n g M e t a l l u r g y ，2 0 1 9 ， 2 8 2 1 7 2 2 ． 卢致明，韩彬．微细粒锡石选别的研究进展及思考建 议[ J ] ．世界有色金属，2 0 1 9 7 1 8 0 一1 8 2 ． L UZ h i m i n g ，H A NB i n ．R e s e a r c hp r o g r e s sa n dt h i n k i n g s u g g e s t i o n sf o rt h es e l e c t i o no ff i n e - g r a i n e dc a s S i t e r i t e [ J ] ． W o r l dN 0 n f e r r o u sM e t a l s ，2 0 1 9 4 1 8 0 一1 8 2 ． 兰希雄，何东，何庆浪．细粒锡石浮选工艺研究实践与 展望[ J ] ．矿物学报，2 0 1 6 ，3 6 4 5 4 4 5 4 8 ． L A NX i x i o n g ，H ED o n g ，H EQ i n g l a n g ．P r a c t i c ea n d p r o s p e c t o nf l o t a t i o no ff i n ec a s s i t e r i t e [ j ] ．A c t a M i n e r a l o g l c aS i n i c a ，2 0 1 6 ，3 6 4 ；5 4 4 5 4 8 ． 莫锋，韩彬，何东．云南某锡矿重选流程中细粒级锡石 物料浮选工艺试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ， 2 0 1 9 4 2 2 2 5 ． ‘ M oF e n g ，H A NB i n ，H ED o n g S t u d yo nf l o t a t i o n t e c h n o l o g yo ff i n eg r a n u l a t e dc a s s i t e “t em a t e “a l si nt h e p r o c e s so fr e - s o r t i n go fat i nm i n ei nY u n n a n [ J ] ． N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a lP r o c e s s i n gs e c t i o n ，2 0 1 9 4 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 2 2 2 5 ． 匡敬忠，王骆宾，邱廷省。等．锡细泥回收工艺发展现 状[ J ] ．现代矿业，2 0 1 6 ，5 6 2 2 5 0 一5 4 ． K U A N GJi n g z h o n g ，W A N GL u o b i n ，Q l UT i n g s h e n g ， e ta 1 ．F i n et i nm u dr e c y c l i n gt e c h n o l o g yp r e s e n t d e v e l o p m e n ts i t u a t i o n [ J ] ．M o d e r nM i n i n g ，2 0 1 6 ，5 6 2 2 5 0 一5 4 ． 李英，董天龙．提高云南某选矿厂细粒锡石回收率的试 验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 9 2 4 6 5 0 ． L iY i n g ，D N GT i a n l o n g ． E x p e r i m e n t a ls t u d y o n i m p r o v i n gt h er e c o v e r yr a t e o ft i nm u do fap l a n ti n Y u n n a n [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a lP r o c e s s i n g S e c t i o n ，2 0 1 9 2 4 6 5 0 王烨，仇云华，张慧，等．细粒锡石浮选的试验研究和工 业化应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 9 2 4 卜4 5 ． W A N GY e ，Q I UY u n h u a ，Z H A N GH u i ，e ta 1 ． E x p e r i m e n t a lr e s e a r c h a n di n d u s t r i a l a p p l i c a t i o n o f f l o t a t i o no f f i n ec a s s i t e r i t [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a l P m c e s s i n gS e c t i o n ，2 0 1 9 2 4 卜4 5 ． 上接第1 6 页 体解离，从而为浮选获得铜银精矿创造条件。 6 矿物学结论及选矿流程优化措施 基于工艺矿物学对锌硫混合精矿中铜、银矿物 的认识，提出了“提高再磨细度 由5 5 ％一0 ．0 7 4m m 提高到7 0 ％一0 ．0 4 3m m 一浮选银铜一浮选锌”的 选矿工艺。最终选矿试验从锌硫混合精矿中获得了 银品位26 9 9g ／t 、铜品位为1 0 ．0 2 ％的银铜精矿。 参考文献 [ 1 ] 孙传尧．选矿工程师手册[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 1 5 9 1 - 9 3 S U N C h u a n y a o ． H a n d b o o kf o rm i n e r a lp r o c e s s i n g e n g i n e e r s [ M ] ．B e 巧i n g M e t a l I u r g i c a ll n d u s t r yP r e s s ， 2 0 1 5 9 卜9 3 ． [ 2 ] 周乐光．工艺矿物学[ M ] ．3 版 北京冶金工业出版社， [ 3 ] [ 4 ] 2 0 1 4 2 3 0 一2 3 5 ． z H 0 uL e g u a n g ．P r o c e s sm i n e r a I o g y [ M ] ．3 t he d ． B e 巧i n g M e t a l l ur g i c a II n d u s t r yP r e s s ，2 0 1 4 2 3 0 一2 3 5 ． 王明燕．内蒙古某锌银铜锡多金属矿工艺矿物学研 究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 4 6 1 0 ． W A N GM i n g y a n ．P r o c e s s m i n e r a l o g yo fZ n A g - C u S n p o l y m e t a l l i co r ef r o mam i n ei nI n n e rM o n g o l i a [ J ] ． N o n f e r m u sM e t a I s M i n e r a lP r o c e s s i n gS e c t i o n ，2 0 1 l 4 6 1 0 ． 李艳峰，付强．利用M L A 对某铜矿石中伴生微细粒金、 银的工艺矿物学研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 4 1 4 ． L IY a n f e n g ，F uQ i a n g ．S t u d yo n p r o c e s sm i n e r a l o g yo f l o w g r a d ea s s o c i a t e dg o I d ，s i l v e rj nac o p p e ro r e [ J ] ． N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a lP r o c e S s i n gS e c t i o n ，2 0 1 6 4 1 - 4 ． 万方数据