某复杂难选铜铅锌多金属矿选矿试验研究.pdf

2 0 1 4 年第5 期有色金属 选矿部分 1 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ，j ．i s s m l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．0 5 ．0 0 4 某复杂难选铜铅锌多金属矿选矿试验研究 张红新1 , 2 , 3 ，郭珍旭1 , 2 , 3 ，李洪潮1 , 2 , 3 1 ．中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州4 5 0 0 0 6 ；2 ．国家非金属矿资源综合利用工程技术 研究中心，郑州4 5 0 0 0 6 ；3 ．国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室，郑州4 5 0 0 0 6 摘要工艺矿物学研究表明，某铜铅锌多金属矿石性质复杂、铜铅锌共生关系密切，嵌布粒度细，有用矿物种类 繁多，有害杂质砷含量较高，分选难度极大。采用优先浮选原则流程对某复杂铜铅锌多金属矿进行了试验研究。试验以 “弱捕收弱抑制”为原则优先依次浮铜、铅、锌、硫，取得了相对较好的分选指标。闭路试验结果获得的铜精矿品位 2 0 ．7 8 ％、铜回收率7 6 ．3 8 ％，铅精矿品位6 6 ．2 5 ％、铅回收率4 6 ．4 6 ％，锌精矿品位4 9 ．6 1 ％、锌回收率7 6 ．3 1 ％，硫精矿硫品 位4 8 ．5 6 ％、硫回收率3 2 ．9 5 ％，银在铜铅锌精矿中得到富集，银的综合回收率为7 4 ．0 1 ％。 关键词复杂多金属矿；优先浮选；浮选工艺 中图分类号T D 9 5 2 ；T I Y 9 2 3 ．7文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 4 0 5 0 0 1 7 0 4 S t u d yo nF l o t a t i o nT e s tf o raC o m p l e xR e f r a c t o r yC u - P b - Z nP o l y m e t a l l i cO r e Z H A ．N GH o n g x i n l ，2 ’3 ，G U OZ h e n x u l 君 3 ，L IH o n g c h a 0 1 ’8 ’3 1 ．Z h e n g z h o uI n s t i t u t eo fM u l t i p u r p o s eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s ，C A G S ，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 6 ．C h i n q ；aN a t i o n a lE n g i n e e r i n gC e n t e rf o rM u l t i p u r p o s eU t i l i z a t i o no fN o n - M e t a l l i c M i n e r a lR e s o u r c e s ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 6 ，C h i n a ；3 ．K e yL a b o r a t o r yf o rP o l y m e t a l l i cO r e s ’ E v a l u a t i o na n dU t i l i z a t i o n ，M L R ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 6 ，C h i n a A b s t r a c t P r o c e s sm i n e r a l o g y s t u d y s h o w e dt h a tt h e p r o p e r t y o ft h e p o l y m e t a l l i c o r ew a s v e r y c o m p l i c a t e d ，t h em i n e r a l so fc o p p e r ，l e a da n dz i n cw a sf i n e l yd i s s e m i n a t e da n dc l o s e l yi n t e r g r o w t hw i t he a c h o t h e r ，t h ev a l u a b l e m i n e r a l sw e r ec o m p l e x ，t h ec o n t e n to fd e t r i m e n t a li m p u r i t yo fa r s e n i cw a sr e l a t i v e l yh i g h a n dt h em i n e r a l sw e r ee x t r e m e l yd i 佑c u l tt ob es e p a r a t e d ．P r e f e r e n t i a lf l o t a t i o np r o c e s sw a sa d o p t e dt ot r e a t t h er e f r a c t o r yC u - P b - Z np o l y m e t a l l i co r e ．r 1 1 l ep r i n c i p l eo fw e a kc o l l e c t i n ga n dw e a ki n h i b i t i n gw a sd e t e r m i n e d t of l o a tc o p p e r ，l e a d ，z i n ca n ds u l p h u ri ns e q u e n c e ，a n dg o o ds e p a r a t i o ni n d i c a t o r sw e r eo b t a i n e d ．C l o s e d c i r c u i t r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec o p p e rc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g2 0 ．7 8 ％C uw i t hr e c o v e r yo f7 6 ．3 8 ％．1 e a d c o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g6 6 ．2 5 ％P bw i t hr e c o v e r yo f4 6 ．4 6 ％．z i n cc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g4 9 ．6 1 ％Z nw i t h r e c o v e r y o f7 6 ．3 1 ％a n ds u l p h u rc o n c e n t r a t e c o n t a i n i n g4 8 ．5 6 ％Sw i t hr e c o v e r yo f3 2 ．9 5 ％w e r eo b t a i n e d ． a n dt h es i l v e rw a se n r i c h e di nt h ec o n c e n t r a t e so fc o p p e r ．1 e a da n dz i n cw i t hc o m p r e h e n s i v er e c o v e r yo f 7 4 ．0 1 ％A g ． K e yw o r d s r e f r a c t o r yp o l y m e t a l l i co r e ；p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n ；f l o t a t i o np r o c e s s 目前，对铜铅锌多金属矿石的选别主要采用浮 选法。优先浮选和部分混合浮选是处理复杂难选铜 铅锌多金属矿石的主要原则流程。优先浮选充分利 用铜、铅、锌矿物的天然可浮性差异，通过选择不 同的药剂制度配合其它工艺条件从而实现三者之间 的分离。此法的优点是所用药剂种类少、流程简 单、易操作管理、对于矿石的适应性较强，缺点是 在同一磨矿细度下，不能同时兼顾多种金属对解离 度的要求，有时会造成部分金属的流失[ 1 - 6 ] 。 某多金属矿石中主要有用矿物为黄铜矿、方铅 矿、闪锌矿、银砷黝铜矿、黄铁矿，并含有少量辉 铜矿、车轮矿、脆硫锑铅矿、铁闪锌矿等，伴生元 素金、银含量较高。分选的难点在于矿物类型繁 多、赋存状态复杂，主要有害元素砷赋存于毒砂和 砷黝铜矿矿物中。针对该矿石特点，本文通过优先 浮选工艺，达到相对较好的分选指标。 收稿日期2 0 1 3 - - 0 5 1 4修回日期2 0 1 4 - 0 7 1 8 作者简介张红新 1 9 8 1 一 ，男，山东郓城人，硕士，助理研究员，主要从事金属矿选矿和非金属深加工等方面的研究。 万方数据 1 8 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第5 期 知，矿石中可回收的有价元素有铜、铅、锌、硫、 ．．一，．。 金、银等，但矿石中砷含量较高，是影响浮选的主 l∥后q 王腆 要有害元素。从原矿主要矿物及相对含量分析结果 1 ．1 原矿主要成分可知，该矿主要有用矿物为方铅矿、黄铜矿、闪锌 原矿多元素分析结果见表1 ，主要矿物及相对矿、黄铁矿等，有用矿物组成较为复杂，主要脉石 含量分析结果见表2 。从原矿多元素分析结果可矿物为石英与云母，脉石矿物组成相对简单。 表1 T a b l e1 原矿多元素分析结果 M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eo r e ／％ 1 ．2 矿石的结构构造 该矿石结构和构造复杂，方铅矿、闪锌矿、黄 铜矿等硫化矿物组成致密块状。矿石主要构造为条 带状、浸染状、脉状、皮壳状、环带状和斑点状 等。矿石主要结构为自形晶、它形晶、斑状、交代 骸晶、交错、互边、交代文象、残余、交代格子状 和网状、放射状、碎裂和固溶体分离结构等。 1 ．3 主要矿物的嵌布特征 矿物嵌布特征复杂，黄铜矿分布不均匀，局部 呈团块状，黄铜矿包裹一0 ．0 2m i l l 的自形毒砂和细 粒黄铁矿。黄铜矿与银砷黝铜矿常互相包裹复杂连 生。方铅矿与银砷黝铜矿互相包裹。偶见方铅矿沿 银砷黝铜矿裂纹充填。闪锌矿呈不规则状、脉状、 浸染状产于围岩中，交代黄铁矿、毒砂，使黄铁矿 被交代残留孤岛状、港湾状、骸晶状。银砷黝铜矿 呈脉状、斑点状、团状块产出，脉状、网状交叉闪 锌矿，与方铅矿呈固溶体分离结构，呈乳滴状等溶 晶包裹于方铅矿中。黄铁矿呈团块状、条带状、浸 染状产出，毒砂呈大小不等，团块状、脉状、浸染 状产出，与黄铁矿呈规则毗邻连生。 2 选矿试验研究 根据该矿有用矿物较为复杂的特点，适宜采用 优先浮选工艺流程。由于部分混合浮选或等可浮工 艺处理复杂矿石时，混合精矿分离易造成各精矿之 间互含严重等问题，而优先浮选处理较复杂矿石具 有易于实施、浮选指标波动较小的优点。因此，采 用优先浮选工艺处理该矿石。初步拟定试验条件及 工艺流程见图1 。其中L S S 为硫化钠、水玻璃、羧 甲基纤维素按一定比例混合，作为方铅矿抑制剂。 药剂用量单位虮； 原矿搅拌、浮选时间单位r a i n T 一石灰20 0 0 ，L S S10 0 0 r 丫磨矿细度一7 4 斗m7 0 ％ 3 束硫酸锌10 0 0 ，亚硫酸钠5 0 0 ，栲胶1 0 0 3 水乙基黄药5 0 1 k 松醇油2 0 铜l 粗选 3 5 木石灰30 0 0 3 木硫酸锌5 0 0 ，亚硫酸钠2 5 0 ，栲胶1 0 0 铜疽精矿3 I 乙硫氮1 5 0 1 木松醇油2 0 铅I 粗选 25 k 石灰10 0 0 ，栲胶3 0 0 3 冰C u S 0 41 5 0 ，N F L C I5 0 铅蒜矿 ；l 裹善飘1 0 01 术松醇油2 0 4 锌租精矿尾矿 图1 试验原则流程 F i g ．1P r i n c i p l ef l o w s h e e to ft e s t 2 ．1 磨矿细度试验 考察不同磨矿细度对铜铅锌选别指标的影响， 试验结果见图2 ，试验结果表明，随着磨矿细度增 加，铜精矿品位和回收率逐步增加；铅精矿品位和 回收率在磨矿细度一7 4I x m 含量为7 0 ％达到最高； 锌精矿品位和回收率随磨矿细度增加降低，综合考 虑磨矿细度对各精矿产品选别指标的影响，选择磨 矿细度一7 4 m 含量占7 0 ％为宜。 万方数据 2 0 1 4 年第5 期张红新等某复杂难选铜铅锌多金属矿选矿试验研究1 9 7 4 p - m 岔量觑 图2 磨矿细度试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 铜品位；- - e - 铅品位；卜锌品位； - 仁卜铜回收率；伊铅回收率；．1 - 锌回收率；下同 2 ．2 铜浮选试验研究 该矿含铜矿物以黄铜矿为主，含有少量砷黝铜 矿和辉铜矿，其可浮性相近。铜浮选试验重点研究 石灰用量、捕收剂用量、方铅矿抑制剂用量等条件 试验，其它条件为栲胶用量1 0 0 加，硫酸锌和亚 硫酸钠 比例为2 1 1 ．5k g ／t 不变。 2 ．2 ．1 石灰用量试验 铜浮选以“弱捕收弱抑制”为原则，考察不同 石灰用量对选别指标的影响。试验结果见图3 。试 验结果表明随着石灰用量增加，铜粗精矿品位提 高，回收率降低，综合考虑铜精矿品位和回收率， 选择石灰用量2 ．0k g ／t p H8 ．5 为宜。 石灰用量／Ik g ‘l 。 图3 石灰用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fl i m ed o s a g et e s t 2 ．2 ．2 铜浮选捕收剂用量试验 采用选择性强捕收能力弱的乙基黄药作为铜浮 选的捕收剂，考察乙基黄药用量对铜浮选的影响， 试验结果见图4 。试验结果表明，随着捕收剂用量 增加，铜精矿品位降低，铜回收率增加，综合考虑 各因素，选择乙基黄药用量8 0 趴为宜。 2 ．2 ．3 铅抑制剂用量试验 为减少铜精矿中铅含量，以提高浮选铅精矿回 收率，进行了铅抑制剂用量试验。通过不同方铅矿 铺收剂川量／L g ’【I j 图4 铜捕收剂用量试验 F i g ．4 R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g et e s to fc o p p e r 抑制剂试验研究，采用硫化钠、水玻璃与羧甲基纤 维素按一定比例混合使用对方铅矿抑制效果较好， 也能较好地实现后续作业对铅的浮选，本试验考察 不同抑制剂用量对铜粗精矿中铅含量的影响，试验 结果见图5 ，试验结果表明方铅矿抑制剂用量以 2 ．1 k g ／t 为宜。 抑制剂用量“k g ’r 1 图5 铅抑制剂用量试验 F i g ．5 R e s u l t so fd e p r e s s a n t d o s a g et e s to fl e a d 2 ．3 铅浮选捕收剂用量试验 铅浮选采用捕收能力稍强的乙硫氮作为铅浮选 捕收剂。其他试验条件见图l ，考察捕收剂用量对 铅分选指标的影响。试验结果见图6 。结果表明， 随着捕收剂用量增加，铅粗精矿铅品位降低，铅回 收率增加，当乙硫氮用量大于1 5 0g ／t 时，铅回收率 增加幅度不大，因此选择捕收剂用量1 5 0g ／t 为宜。 2 ．4 锌浮选试验 2 ．4 ．1 锌活化剂用量试验 含锌矿物主要有闪锌矿和少量铁闪锌矿，试验 进行了锌活化剂种类试验，选择锌活化剂为硫酸铜 和氯化铵混合用药 比例为3 1 。考察了活化剂 对锌浮选效果影响，其他试验条件见图l ，试验结 果见表3 。结果表明，随着活化剂用量增加，锌粗 精矿锌品位降低，回收率增加，综合考虑锌品位与 回收率，选择活化剂用量2 0 0g ／t 为宜。 2 ．4 ．2 锌捕收剂用量试验 采用捕收能力较强的丁基黄药作为锌浮选的捕 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第5 期 捕收剂用量／ g t _ 1 图6 铅捕收剂用量试验 F i g ．6 R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g et e s t 表3活化剂用量试验结果 T a b l e3R e s u l t so fa c t i v a t o rd o s a g et e s t | ％ 收剂，考察丁基黄药对锌浮选的影响，试验结果见 表4 。结果表明，随着捕收剂用量的增加，锌粗精 矿中锌品位降低，锌回收率增加，当丁基黄药用量 大于1 5 0g ／t 时，锌回收率增加幅度不大，因此， 选择丁基黄药用量15 0g ／t 为宜。 表4锌捕收剂用量试验结果 T a b l e4R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g et e s to fz i n c } ％ 2 ．5 硫浮选试验 矿石中含硫矿物主要为黄铁矿，其浮选试验硫 酸用量1 ．5k g ／t 调整矿浆p H5 - 6 ，补加栲胶3 0 0 矾，捕收剂丁基黄药1 5 0g ／t ，起泡剂松醇油4 0 加。 试验获得硫精矿中硫品位可达到4 4 ．8 6 ％，硫回收 率为3 4 ．2 6 ％，黄铁矿中砷含量为3 ．2 9 ％，若采用硫 酸铜进一步活化，黄铁矿中砷含量势必进一步增加， 因此，不采用硫酸铜活化。 2 ．6 全流程闭路试验 综合研究铜铅锌各影响因素，进行了全流程闭 路试验研究，试验原则工艺流程铜一次粗选、一 次扫选、粗精矿再磨、三次精选、中间产品顺序返 回，铅一次粗选、一次扫选、粗精矿再磨、两次精 选、中间产品顺序返回，锌一次粗选、一次扫选、 粗精矿再磨、三次精选、中间产品顺序返回，硫一 次粗选、一次扫选、两次精选、中间产品顺序返 回。试验结果见表5 。 表5闭路试验结果 T a b l e5R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t ／％ 闭路试验铜铅锌得到较好的分选，各精矿中砷 含量较高，采用浮选工艺很难进一步降低；铅回收 率相对较低，在尾矿中损失较大。工艺矿物学研究 表明，尾矿中的铅嵌布粒度较细，并且与脉石矿物 呈贫连体，回收较为困难。硫精矿硫品位4 8 ．5 6 ％， 硫回收率3 2 ．9 5 ％。银在铜精矿中的品位为93 3 5g ／t ， 在铅精矿中品位为24 3 5g ／t ，在锌精矿中品位为 10 7 2g ／t ，综合回收率为7 4 ．0 1 ％，未见金在铜、 铅、锌精矿中有明显富集。 3 结论 1 该矿矿石共生关系紧密，矿物种类繁多， 矿物可浮性相近，导致精矿互含严重，有害元素砷 含量较高，含砷矿物较多，导致精矿中砷含量较 高，属复杂难选矿石。 2 以“弱捕收弱抑制”为原则优先依次浮铜、 铅、锌、硫，取得了相对较好的分选指标。闭路试 验结果获得的铜精矿品位2 0 ．7 8 ％、回收率 7 6 ．3 8 ％，铅精矿品位6 6 ．2 5 ％、回收率4 6 ．4 6 ％，锌 精矿品位4 9 ．6 1 ％、锌回收率7 6 ．3 1 ％，硫精矿硫品 位4 8 ．5 6 ％、硫回收率3 2 ．9 5 ％，银在铜铅锌精矿中 得到富集，银的综合回收率为7 4 ．0 1 ％。 参考文献 [ 1 ] 严海军，向宇，宋永胜．微细粒嵌布铜铅锌多金属矿的 浮选研究[ J ] ．稀有金属，2 0 1 0 ，3 4 5 7 3 2 7 3 4 ． [ 2 ] 李娟．白银小铁山铜铅锌硫多金属矿提高铜回收率浮 选工艺研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 4 2 8 3 2 ． [ 3 ] 陈泉水，余裕珊．某难选铜铅锌多金属硫化矿浮选试验 研究[ J ] ．中国矿山工程，2 0 0 8 ，3 7 6 1 _ 4 ． [ 4 ] 乔吉波，郭宇，王少东．某复杂难选铜铅锌多金属矿选 矿工艺研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 3 4 _ 6 ． [ 5 ] 丁I 临冬，牛芬，雷霆，等．某铜铅锌复杂多金属矿选 矿试验研究[ J ] ，矿冶，2 0 1 2 ，2 1 2 2 7 3 2 ． [ 6 ] 李文辉，王奉水，高伟，等．新疆某低品位铜铅锌优先 浮选试验研究[ J ] ，有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 1 1 4 - 1 8 ． 万方数据