含金高硫铜锌多金属硫化矿浮选分离试验研究.pdf

2 0 1 9 年第3 期 有色金属 选矿部分 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 3 ．0 0 9 含金高硫铜锌多金属硫化矿浮选分离试验研究 万宏民，王重阳，靳建平 西安西北有色地质研究院有限公司．西安7 1 0 0 5 4 摘 要我国某难选铜锌多金属硫化矿．铜锌硫矿物共生关系密切，且次生硫化铜矿物的含量较高，致使铜锌硫矿物 分离难度较大。依据矿石特性．试验研究采用一段细磨铜锌硫等可浮铜锌硫分离锌浮选的工艺流程，使用石灰、T w 、 硫酸锌和亚硫酸钠组合药剂作锌矿物的抑制剂，使用选择性较好的Z _ 2 0 0 作为铜矿物的捕收剂，实现了铜锌矿物的有效分 离，试验室闭路试验获得的铜精矿品位2 3 ．2 3 ％、铜回收率9 1 ．4 5 ％，锌精矿品位4 9 ．5 3 ％、锌回收率8 5 ．3 6 ％，硫精矿品位 4 4 ．2 5 ％、回收率5 9 ．1 6 ％，分离指标较为理想。 关键词复杂铜锌矿石；等可浮选；铜锌硫分离；组合抑制剂 中图分类号T D 9 5 2 文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 30 0 4 l 0 5 R e s e a r c ho nt h en o t a t i o nS e p a r a t i o nE x p e r i m e n to ft h eG o l dC o n t a i n i n g H i g h - s u l f u rC o p p e 卜z i n cP o l y m e t a l l i cS u l f i d eo r e W A NH o 札9 7 n i n ，、眈气N GC h o n g y a n g ，jl NJi ＆n p i n g X 施胛N o ，．旃础时R P s ∞r c h 虻以“据。厂N o ”一知r 加“sG P o Z o g yC 0 ．，L 掘．，X 觑，27 j0 0 5 4 ， 玩i 挖口 A b s t r a c t Ar e f r a c t o r yc o p p e r - z i n cp o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r ei nC h i n ah a sac l o s es y m b i o s i sw i t hc o p p e r - z i n c s u l f i d em i n e r a l sa n dah i g hc o n t e n to fs e c o n d a r yc o p p e r z i n cs u l f i d em i n e r a l s ，m a k i n gi td i f f i c u l tt os e p a r a t ec o p p e r z i n cs u l f i d em i n e r a l s ． A c c o r d i n gt ot h eo r ep r o p e r t i e s ， t h ep r o c e s so ff i n eg r i n d i n g ， i s 卜f l o t a t i o no fc o p p e r z i n c s u l f u r ，c o p p e rz i n cs u l f u rs e p a r a t i o na n dz i n cf l o t a t i o ni sa d o p t e di nt h ee x p e r i m e n t a ls t u d y ，u s i n gac o m b i n a t i o no f l i m e ，T W ，z i n cs u l f a t ea n ds o d i u ms u l f i t ea g e n tf o rz i n cm i n e r a li n h m i t o r s ，u s i n gZ 一2 0 0w i t hb e t t e rs e l e c t i v i t ya s c o l l e c t o ro fc o p p e rm i n e r a I ，w h i c ha c h i e v ee f f e c t i v es e p a r a t i o no fc o p p e r z i n cm i n e r a l s ．T h ec l o s ec i r c u i tt e s ta c q u i r e d t h eg r a d eo fc o p p e rc o n c e n t r a t e2 3 ．2 3 ％，t h er e c o v e r yo f9 1 ．4 5 ％，z i n cc o n c e n t r a t eg r a d eo f4 9 ．5 3 ％，z i n cr e c o v e r y r a t e8 5 ．3 6 ％，s u l f u rc o n c e n t r a t eg r a d eo f4 4 ．2 5 ％a n dr e c o v e r yr a t e5 9 ．1 6 ％，a n dt h es e p a r a t i o ni n d e xi sm u c h i d e a l ． k e yw o r d s r e f r a c t o r yc o p p e r z i n cp o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r e ；f l o a t a b i l i t y ；c o p p e r z i n cs u l p h u r s e p a r a t i o n ； c o m b i n e dd e D r e s s a n t 我国有不少高硫类型的铜锌矿石，其生产指标通 常低于含硫低的矿山，这类性质的多金属矿铜锌硫分 离是选矿领域的大难题，其主要原因是[ 1 。5 ] 1 铜锌矿 床中有用矿物互相致密共生，嵌布粒度细，需要细磨 才能使它们单体解离，但过细磨使矿物颗粒变小，浮 游速度变慢，矿浆中难免离子浓度增大，浮选过程操 作控制困难，分选效果变差；2 在矿床中以及在开采、 运输、储存和磨矿过程中闪锌矿和黄铁矿易被铜离子 活化，从而使铜锌、锌硫分离困难；3 铜锌矿石中的硫 化铁矿物含量较高，且容易氧化，氧化后产生的C u 抖、 F e 2 、s 麟一、S 暌等，使闪锌矿、硫化铁难以抑制，并 消耗浮选药剂，破坏抑制作用，导致铜锌分离条件较 为复杂。本文针对新疆某铜锌硫化矿铜锌共生关系 复杂，嵌布粒度不均匀，黄铁矿含量较高且含金、次生 铜含量也较高，导致铜锌硫 金 难以分选的问题，通 过对铜一锌硫矿物赋存状态研究，提出一段细磨一 铜锌硫等可浮一铜锌硫分离锌浮选流程，铜锌分离 效果较好，分别获得了合格的铜精矿、锌精矿和硫 精矿。 1 矿石性质研究 1 ．1 矿石矿物组成及化学分析 矿石矿物组成比较复杂，金属矿物主要是黄铁 矿、黄铜矿和闪锌矿，有少量的铁锌砷黝铜矿、褐铁 作者简介收稿日期2 0 1 8 一1 2 1 1修回日期2 0 1 9 一o l 一2 3 作者简介万宏民 1 9 6 2 一 ，男，陕西旬邑人，高级工程师，主要从事有色金属矿石选矿试验研究工作。 万方数据 4 2 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 矿、铜蓝、毒砂、方铅矿；脉石矿物主要为石英、绢云母原矿多元素分析结果见表1 ，铜物相分析结果见表2 ， 一白云母、长石，其次为绿泥石、方解石、磷灰石等。锌物相分析结果见表3 。 表1原矿化学多元素分析结果 1 、a b l e1A n a l v s i sr e s u l t so fm u l t i e l e m e n t so fr u m o f - m i n eo r e／％ 壁坌垒兰 垒 垒 竺兰 兰竺 竺旦 垒生 兰垒型竺 兰 兰型 含虽 1 ．8 82 ．5 3O ．0 2 92 1 ．5 0O ．8 5】2 ．4 24 6 ．9 20 ．0 3 5O ．7 9O ．9 11 0 ．2 0O ．0 8O ．2 315 ．1 4O ．6 7O ．0 4 7 注1 的单位为g ／t ，下同。 表2铜物相分析结果 1 h b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e rp h a s e／％ 相别 原生硫化铜次生硫化铜氧化铜结合铜硫酸铜相合计 1 ．2 铜锌硫矿物的赋存状态 矿石中铜矿物以黄铜矿为主，其次有少量铁锌砷 黝铜矿和次生铜矿物铜蓝及斑铜矿，黄铜矿主要呈它 形粒状、乳浊状、浸染状、细网脉状交代乳浊状黄铁 矿，铁锌砷黝铜矿主要呈微细粒状、浸染一带状、细脉 状分布于黄铁矿中，部分黄铜矿在闪锌矿中呈固熔体 共结乳浊，粒度细小。一般小于o ．0 0 3m m ，被闪锌矿 包裹连生，很难解离。 矿石中锌矿物以闪锌矿为主，闪锌矿嵌布粒度不 均匀，粒度范围为o ．0 0 2 ～o ．0 6m m 。闪锌矿呈交代乳 浊于黄铁矿、黄铜矿中，多数闪锌矿上发育乳浊状共 结黄铜矿。 2 选矿工艺研究 2 ．1 磨矿细度对铜锌矿物浮选的影响 试验研究采用铜锌优先浮选工艺流程考察磨矿 细度对铜锌矿物浮选的影响，试验流程为铜循环一次 粗选、两次精选、一次扫选，铜粗选添加石灰15 0 0 g ／t 、w H1 0 0 0g ／t 、亚硫酸钠15 0 0g ／t 、硫酸锌10 0 0 g ／t ，Z - 2 0 0 用量2 0g ／t ；锌循环一次粗选、三次精选，锌 粗选硫酸铜用量3 0 0g ／t ，丁基黄药用量5g ／t ，起泡剂 松醇油用量1 5g ／t ，磨矿细度试验结果见图1 。 由图1 试验结果可知1 随着磨矿细度增加，铜 精矿品位和锌精矿品位均呈上升趋势，铜精矿含锌及 锌精矿含铜即铜锌互含逐渐降低；2 随着磨矿细度增 加，铜回收率呈先增加后降低的趋势，在一7 4 “m 6 0 ％～8 5 ％范围由6 9 ．6 8 ％上升到8 0 ．4 8 ％，而在 一7 4 “m8 5 ％～9 5 ％范围则由8 0 ．4 8 ％又降低到 7 3 ．5 5 ％，锌回收率随着磨矿细度的增加呈降低趋势， 但幅度较小，在磨矿细度一7 4J 』m7 5 ％～9 0 ％范围内 基本保持稳定，综合考虑，确定磨矿细度一7 4 “m 占 8 5 ％为宜。 1 器F 孺莉丽丽1 再丽蹶旷 磊l 一铜精矿锌品位日一铜精矿铜回收率 I 锌精矿铜品位一锌精矿锌回收率 | | | 些孑矿瞄弋 ；基二 二 j 一7 4 m 含量／％ 图l 磨矿细度试验结果 F i g ．1 ‘I 、e s tr e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s s 2 ．2 浮选方案选择 对于铜锌硫多金属硫化矿的浮选方案有优先浮 选、混合浮选、部分混合浮选和等可浮选方案叩] 。根 据该矿石性质特点，进行了铜锌优先浮选、铜锌等可 浮、铜锌硫等可浮等3 种工艺流程方案试验。其中铜 锌优先浮选、铜锌硫等可浮选方案闭路试验铜锌分离 效果均较好。试验结果表明，1 铜锌优先浮选流程获 得了含铜2 2 ．8 3 ％、含锌3 ．3 2 ％、铜回收率9 3 ．2 6 ％的 铜精矿；含锌4 6 ．3 1 ％、含铜1 ．1 9 ％、锌回收率8 4 ．7 2 ％ 锌精矿；含硫3 3 ．2 4 ％、含金1 ．2 3g ／t 、硫回收率 2 8 ．6 8 ％、金回收率1 8 ．0 1 ％硫金精矿；2 铜锌硫等可 浮选流程获得了铜品位为2 3 ．2 3 ％、含锌3 ．1 9 ％、铜回 收率9 1 ．4 5 ％的铜精矿，锌品位为4 9 ．5 3 ％、含铜 1 ．0 1 ％、锌回收率8 5 ．3 6 ％的锌精矿，含硫4 4 ．2 5 ％、含 金1 ．3 3g ／t 、硫回收率5 9 ．1 6 ％、金回收率3 4 ．9 1 ％硫 金精矿；3 上述两种流程方案虽然均获得了较好的铜 精矿和锌精矿指标，但相比较而言，铜锌硫等可浮试 验不仅铜锌分离结果稍优，而且硫金精矿的硫品位较 高，尤其是硫精矿中硫和金的回收率比优先流程高出 3 0 ．4 8 ％和2 9 ．6 7 ％，因此铜锌硫等可浮试验流程更适 合处理该矿石。 ， 似，瓣娶叵 0 5 0 5 O 5 O 5 0 5 O “扣hp_r托们坛托巧∞ 万方数据 2 0 1 9 年第3 期万宏民等含金高硫铜锌多金属硫化矿浮选分离试验研究 4 3 2 ．3 铜锌硫等可浮一铜锌硫分离试验研究 2 ．3 ．1 铜矿物捕收剂种类及用量 硫化铜矿物通常是易浮的，在硫化铜锌矿石浮选 中一般多采用选择性强、用量少、捕收性较弱的捕收 表4 1 j b l e4 剂，以有利于分选。我国使用的捕收剂一般是丁基黄 药、Z 一2 0 0 、乙基黄药、丁基铵黑药和2 5 号黑药等。试 验流程为四次粗选，磨矿细度为一7 4 “m 占9 0 ％，捕收 剂种类、用量及试验结果见表4 。 捕收剂种类试验结果 R e s u l t so ft h ek i n d so fc o l l e c t o rt e s t 试验结果表明1 使用Z 2 0 0 作捕收剂时混合精 矿产率较低，铜品位和铜回收率均较使用乙基黄药、 丁基铵黑药和丁基黄药的高，是铜矿物的优良捕收 剂；2 当铜上浮率大于9 5 ％时、锌的上浮率最低也达 到5 0 ％以上，同时从浮选现象和混合精矿产率较大可 知，黄铁矿上浮完全，说明部分闪锌矿和大部分黄铁 矿的可浮性也较好。 2 ．3 ．2 锌矿物组合抑制剂 在铜、锌 硫 分离时常常采用抑锌浮铜的方法。 6 0 年代以前采用传统的氰化物法抑制闪锌矿和黄铁 矿。为了环保和综合利用贵金属，目前抑锌浮铜使用 无氰法，无氰药剂种类的药剂很多，常见的有硫酸锌 与石灰或氢氧化钠配合、硫酸锌与碳酸钠共用、亚硫 酸钠及其盐类和加温浮选等乜_ 5 ] 。 铜锌分离效果的好坏，直接取决于抑制锌、硫矿 物抑制剂的选择及用量，抑制剂的有效组合，能够较 好地抑制闪锌矿和黄铁矿，提高铜粗精矿的质量[ 6 ] 。 试验主要对组合抑制剂石灰、T W 无机化合物 、硫酸 锌、亚硫酸钠用量进行选择。在锌 硫 矿物组合抑制 剂试验中，所添加的组合药剂为变量，捕收剂Z - 2 0 0 用 量5g ／t 。石灰、T w 无机化合物 、硫酸锌、亚硫酸钠的 用量和试验结果分别见图2 ～5 ，由图2 ～5 试验结果 可知，综合考虑浮选过程中铜回收率及尾矿中锌的回 收率，石灰适宜用量10 0 0g ／t ，T w 无机化合物 适宜 用量5 0 0g ／t 、硫酸锌适宜用量l2 0 0g ／t 、亚硫酸钠适 宜用量1o O Og ／t 。 石灰用量， g t 。 图2 石灰用量试验结果 F i g ．2 T e s tr e s u l t so fl i m ed o s a g e 冰 褂 娶 匿 冰 料 孥 回 硫酸锌用量“g t 。 图3 硫酸锌用量试验结果 F i g ．3 T e s tr e s u l t so fz i n cs u l f a t ed o s a g e T w 用量／ g t 。1 图4T W 无机化合物 用量试验结果 F i g ．4 T e s tr e s u l t so fT W i n o r g a n i cc o m p o u n d d o s a g e 万方数据 4 4 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 1 1 1 零1 通 咯 亚硫硝酸钠用量／ g t 。1 图5 亚硫酸钠用量试验结果 F i g ．5 ’r e s tr e s u l t so fs o d i u ms u l f i t ed o s a g e 2 ．4 锌、硫分离浮选试验 环节，试验中进行了再磨细度、石灰用量、硫酸铜用量 及丁基黄药用量试验，试验结果表明1 随着再磨细 度增加，锌精矿品位和回收率提高幅度较小；2 添加 石灰锌精矿品位和锌回收率均呈下降趋势；3 硫酸铜 用量在3 0 0 ～7 0 0g ／t 范围内锌精矿品位和回收率随 其用量的增加而提高；4 丁基黄药用量在5 ～2 0g ／t 范围内锌精矿品位随其用量的增加而降低，但锌回收 率随其用量的增加而提高。综合考虑，硫酸铜适宜用 量5 0 0g ／t 。丁基黄药适宜用量1 0g ／t 。 2 ．5 全流程浮选闭路试验 全流程浮选闭路试验流程见图6 ，试验结果列 锌硫分离是铜锌分离后获得合格锌精矿的关键 表5 。 表5 ] 1 a b l e5 全流程浮选闭路试验结果 R e s u l t so ff l o t a t i o nc l o s e d - c i r c u i tt e s to ff u l lf l o w s h e e t ．| ％ 产物 产率 SA u 4 3 ．9 53 ．7 3 4 1 ．9 42 ．6 3 3 7 ．4 71 ．3 0 4 0 ．1 72 ．1 0 4 9 ，3 11 ．4 8 2 5 ．5 8 O ．7 7 4 4 ．2 51 ．3 3 2 ．3 60 ．2 5 1 6 ．1 9 O ．8 2 回收率／％ 铜精矿 锌精矿1 锌精矿2 锌精矿 硫精矿1 硫精矿2 硫精矿 尾矿 原矿 7 ．4 2 2 ．6 8 1 ．7 6 4 ．4 4 1 7 ．0 3 4 ．6 2 2 1 ．6 5 6 6 ．4 9 1 0 0 ．0 0 由表5 试验结果可知，采用“铜锌硫等可浮一铜 锌硫分离一锌浮选”工艺流程和该药剂制度实现了铜 锌硫的有效分离，分别得到了合格的铜精矿、锌精矿 和硫精矿。 2 ．6 硫精矿中金银回收试验 由闭路试验结果可知，3 0 ％～4 5 ％的金、银富集 到铜精矿中，可计价销售，但还有3 0 ％左右的金银富 集于硫精矿中，其中金品位1 ．3 3g ／t 、银品位2 4 ．1 3g ／ t ，在销售硫精矿时不计价，故对硫精矿中的金、银进行 回收十分必要。 预处理可以从金精矿中最大限度地脱除砷和硫， 使金、银颗粒尽可能地暴露出来，为残渣氰化金银创 造有利条件[ 7 。8 j 。工艺流程为直接氰化工艺和预处 理一氰化工艺，氰化浸出条件石灰20 0 0g ／t ，氰化钠 用量10 0 0g ／t 。试验结果见表6 。 试验结果表明，焙烧预处理一全泥氰化工艺金、银 浸出效果均较好，较硫精矿直接全泥氰化提高5 0 ％以 上，该工艺在硫精矿制造硫酸的同时有效地回收了金 和银。 3结论 1 根据部分黄铜矿在闪锌矿中呈固熔体共结乳 浊，粒度细小 一般小于0 ．0 0 3m m 被闪锌矿包裹连 生和闪锌矿呈交代乳浊于黄铁矿、黄铜矿中，多数闪 锌矿上发育乳浊状共结黄铜矿等特点，首先使硫化 矿物较大限度的达到单体解离，为下一步铜锌硫的 分离创造有利条件。 2 本试验研究在吸收优先浮选工艺优点的基础 上，紧密结合矿石性质，采用一段细磨一铜锌硫等可 浮一铜锌硫分离一锌浮选流程，获得了良好的选矿 指标，铜精矿品位2 3 ．2 3 ％、含锌3 ．0 1 ％、铜回收率 9 1 ．4 5 ％，锌精矿品位4 9 ．5 3 ％、含铜o ．9 8 ％、锌回 收率8 5 ．3 6 ％，硫精矿品位4 4 ．2 5 ％、回收 率5 9 ．1 6 ％。 3 采用组合药剂石灰、T w 无机化合物 、硫酸 锌和亚硫酸钠和铜矿物选择性捕收剂z 一2 0 0 实现了 铜与锌硫矿物的有效分离，解决了高硫型铜锌矿石 铜锌硫分离困难的问题。 里坝娜∞gi己i％埘m㈣，一船心置坫髂m盯墙m瑚踮弛瑚瑚弛Ⅲm㈣船互孔4弘犹川舛∞Ⅲ瑚如Ⅲ∞㈣犹包屯U盯一明。；K均菩|瑚瑚踮∞∞㈣ 。；蝎弘踮L L 土互如钻娟弛始聆他蚰墙瑚 叭L n互互m互土叭 m躬盯鼹卯B踮船Ⅲ呱强吼施№弛文mn一珀∞衢弱勰孢诣∞诣熹篓篇慧裟．。～拍““吡拈∞拍∞鹊 一誓l 0 1 0 O 0 O 1 万方数据 2 0 1 9 年第3 期万宏民等含金高硫铜锌多金属硫化矿浮选分离试验研究 4 5 磨矿O _ 7 4 m 占8 5 ％ ] 一 搅拌、浮选时间单位m i n 3 | z 一2 】02 5 1 5 等可浮l 粗选 4 3 3 | z 一2 0 05 等可浮精选等可浮l 扫选 53 ，石灰1 o ，硫酸锌12 】0 ， 3 ≥ 、亚硫酸钠l0 0 0 ，T W5 0 0 铜锌硫 分离粗选 3 P 0 0 ，⋯5 辩黧’～吣糯钔呲碱醐5 0 0 铜精l 选I铜锌硫1 分离扫选 个 ‘3 3 k 硫酸铜5 0 0 3 | k 硫酸铜2 5 0 3 I 石灰5 0 01 l | 石灰5 ol 米丁基黄药l o ，松醇油5 锌精l 选Ⅲ锌精I 扫选 33 3 I 石灰5 0 0l 锌精l 选Ⅳ 硫精矿2 j2 锌精矿2 图6浮选闭路试验全流程 F i g ．6 F u l lf l o w s h e e to ff l o t a t i o nc l o s e d c i r c u i tt e s t 表6从硫精矿中回收金、银试验结果 T a b l e6R e s u l t so fr e c o v e r yg l o da n ds i l v e rf r o ms u l f u rc o n c e n t r a t e u 处理 窟 u精矿g gq ，、uA g 剖魄q ～1 _ 。 A 。’浸出剿％A 。 焙烧 温度6 5 0 ℃、时间8h 双氧水5O o Og ／t ，氧化3h 次氯酸钠46 0 0g ／t ，氧化3h 直接氰化浸出 1 ．9 9 1 ．3 3 1 ．3 3 1 ．3 3 3 6 ．2 0 2 4 ．13 2 4 ．1 3 2 4 ．13 O ．3 9 O ．9 3 O ．9 2 0 ．9 2 1 1 ．3 5 19 ．3 5 l9 ，8 2 8 0 ．4 0 3 0 ．0 8 3 0 ．8 3 3 0 ．8 3 6 8 ．6 4 19 ．8 1 17 ．8 6 1 8 ．6 1 参考文献 [ 1 ] 万宏民，靳建平，吴天骄．含金银高微细粒铜锌矿石浮选 工艺试验研究[ J ] ．黄金，2 0 1 4 ，3 5 1 1 5 8 6 2 ． [ 2 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 8 7 ． [ 3 ] 汪勇，李国栋．西北某复杂金铜锌多金属矿石浮选试验研 究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 5 2 5 2 8 ． [ 4 ] 常宝乾，张世银。李天恩．复杂难选铜铅锌银多金属硫化 矿选矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 1 1 5 一l9 ． [ 5 ] 洪家薇，周强．云南某复杂多金属硫化矿选矿工艺研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 l o 2 2 6 3 0 ． [ 6 ] 王利，张大春，温健康．新疆某铜锌多金属矿选矿试验研 究[ J ] ．中国矿业，2 0 1 1 6 1 0 4 1 0 7 ． [ 7 ] 方兆衍，夏光祥．高砷难处理金矿的提金工艺研究[ J ] ．黄 金科学技术，2 0 0 4 ，1 2 2 3 5 4 0 ． [ 8 ] 高志．塔吉克斯坦某铜锌锡金银多金属矿综合回收利用 研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 5 1 1 6 2 0 ． 万方数据