细粒难选铜锌矿石选矿工艺研究.pdf

2 0 1 6 年第6 期有色金属 选矿部分 5 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 6 ．0 6 ．0 0 2 细粒难选铜锌矿石选矿工艺研究 田树国 1 ．紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 ；2 ．低品位难处理黄金资源 综合利用国家重点实验室 福建 ，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘要某细粒难选铜锌矿石原矿含铜0 ．9 5 ％，含锌8 ．6 5 ％，采用抑锌浮铜工艺进行铜锌分离，选铜闭路试验经过一次 粗选、两次扫选、铜粗精矿再磨至一3 8I ．L m 含量8 3 ．5 7 ％后三次精选，获得含铜2 2 ．3 9 ％、回收率5 8 ．6 3 ％的铜精矿，选铜尾矿选 锌闭路试验经过一次粗选、两次扫选、三次精选，获得含锌5 3 ．6 2 ％、回收率9 4 ．8 6 ％的锌精矿，有效地实现了铜锌分离。 关键词固溶体；铜锌分离；黄铜矿；闪锌矿 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 2 ．3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 6 0 6 - 0 0 0 5 - 0 6 S t u d yo nF l o t a t i o nT e c h n o l o g yo fF i n eR e f r a c t o r yC o p p e r - z i n cO r e T I A NS h u g u o J ．Z i j i n 施n i n gG r o u pC o ．，L t d ．，S h a n g h a n gF u j i a n3 6 4 2 0 0 ，C h i n a ；2 ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fC o m p r e h e n s i v e U t i l i z a t i o no fL o w g r a d eR e f r a c t o r yG o l dO r e s ，S h a n g h a n gF u j i a n3 6 4 2 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t Af i n er e f r a c t o r yc o p p e r z i n co r ew i t hC u0 ．9 5 ％，Z n8 ．6 5 ％．T h r o u g hr o u g h i n go n c e ，s c a v e n g i n g t w i c ea n dc o p p e rr o u g hs e l e c t i n gt h r e et i m e st h e ng r i n dt o 一3 8 斗mc o n t e n to ft h r e ea f t e r8 3 ．5 7 ％o ff l o t a t i o n p r o c e s s e s ，c o p p e rt a i l i n g st h r o u g hr o u g h i n go n c e ，s c a v e n g i n gt w i c ea n dz i n cr o u g hs e l e c t i n gt h r e et i m e so ff l o t a t i o n p r o c e s s e s ，t h ec o p p e ri s r e c o v e r e dw i t hi n h i b i t i n gz i n c f l o a t i n gc o p p e rt e c h n o l o g y ．T h ee x p e r i m e n t a lr e s e a r c h i n d i c a t e st h a tc o p p e rc o n c e n t r a t ei s2 2 ．3 9 ％i nc o p p e rg r a d e ，5 8 ．6 3 ％i nc o p p e rr e c o v e r y ，z i n cc o n c e n t r a t ei s 5 3 ．6 2 ％i nz i n cg r a d e ，9 4 ．8 6 ％i nz i n cr e c o v e r y ．R e s u l t ss h o wt h a tt h es e p a r a t i o no fc o p p e r z i n c ． K e yw o r d s s o l i ds o l u t i o n ；s e p a r a t i o no fc o p p e r - z i n c ；c h a l c o p y r i t e ；s p h a l e r i t e 目前，随着矿产资源的不断开发，易处理矿石越 来越少，开采矿石的组分越来越复杂，矿物之间致密 共生，镶嵌关系复杂多变。难处理多金属矿浮选分 离已经成为有色金属选矿中最复杂的问题之一圳。 某细浸染铜锌黄铁矿型多金属矿石中目的回收元素 为铜、锌，铜矿物主要为黄铜矿，锌矿物主要为闪锌 矿，该矿石结构构造复杂，黄铜矿与闪锌矿嵌布粒度 细，共生关系密切，部分闪锌矿中铜以类质同象存 在，可浮性相近，分离困难。对于这类矿石单独采用 选矿方法还不能彻底实现铜锌分离，由于分选困难， 表1 T a b l e1 不仅选矿回收率低，而且铜锌互含高，精矿质量差。 目前只能通过选矿方法使铜锌部分分离，之后通过 冶炼工艺实现综合回收。 1 矿石性质 某铜锌矿石主要金属矿物以黄铁矿、闪锌矿、黄 铜矿为主，其次含有少量的黝铜矿、磁黄铁矿、铜蓝、 方铅矿、毒砂等；脉石矿物主要以石英、白云石为主， 其次是方解石、绿泥石、重晶石，含有少量的辉石。 原矿主要化学多元素分析结果见表1 。 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 ef ％ 垂童竺些兰 坐鱼竺坠 生 丝 竺 含量0 ．9 5 0 ．0 88 ．6 51 6 ．5 29 ．5 60 ．0 1 61 ．6 43 ．8 25 ．3 23 6 ．3 46 ．8 9 该矿石中黄铜矿粒度一般小于3 0p , m ，最大粒 度小于7 4 斗m ，呈规则粒状、页片状、雾迷状等形态， 与闪锌矿、黄铁矿、脉石矿物等矿物均存在直接接 触。闪锌矿颗粒较粗，大部分闪锌矿颗粒大于4 0 收稿日期2 0 1 6 - 0 4 - 0 7修回日期2 0 1 6 - 0 9 - 2 0 作者简介田树国 1 9 8 0 ． ，男，吉林磐石人，硕士，工程师，主要从事有色金属及贵金属金银等选矿工艺方面的研究工作。 万方数据 6 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第6 期 I x m ，少部分闪锌矿颗粒在2 0 “m 以下。黄铜矿与闪 锌矿嵌布关系复杂，大部分黄铜矿以及细小的颗粒 稀疏或稠密分散在闪锌矿颗粒中，这部分黄铜矿粒 度一般在1 ～5 0 “m ，约4 0 ％左右在2 0 3 0l a , m ；这 些黄铜矿呈乳滴状、页片状、规则粒状等形态。 2 选铜试验结果与分析 矿石中以乳滴状、页片状、规则粒状等形态稀疏 或稠密分散在闪锌矿颗粒中的黄铜矿，单体解离较 难，易形成铜锌连生体，导致铜、锌互为有害因素。 根据矿石性质研究结果，采用抑锌浮铜一选铜尾矿 浮选锌的工艺综合回收铜锌矿物。由于本工艺主要 解决细粒铜浮选问题，故主要对抑锌浮铜部分进行 详细介绍，选铜尾矿浮选锌工艺不进行详细介绍。 2 ．1 铜粗选条件试验 2 ．1 ．1 磨矿细度对铜浮选影响 矿物单体解离是矿物分离的重要因素之一，选 矿试验及生产过程中通过细磨来提高矿物的单体解 离度J 。由于试验样品中铜矿物嵌布粒度细，不易 单体解离，因此，本研究首先针对该矿石进行磨矿细 度试验，其结果如图1 所示。由图1 可见，随着磨矿 细度的增加，铜粗精矿中铜、锌回收率均呈降低趋 势，当磨矿细度达到一4 5 m 含量8 5 ％时，铜回收率 7 8 ．1 5 ％，锌回收率3 0 ．3 9 ％，继续增加磨矿细度，铜、 锌回收率变化较小，因此，试验选择磨矿细度为一4 5 I x m 含量8 5 ％。 图1磨矿细度对铜粗选的影响 F i g ．1 E f f e ‘to fg r i n d i n gf i n e n e s so nc o p p e r r o u g hf l o t a t i o n ■一铜㈦收二簪；●一锌回收率下同 量增加，铜、锌回收率随之增加，当捕收剂丁基黄药 用量为8 0g ／t 时，铜回收率7 7 ．9 2 ％，锌回收率 2 8 ．3 8 ％，继续增加丁基黄药用量，铜锌回收率变化 较小。因此，选择丁基黄药用量8 0g ／t 较为适宜。 图2 丁基黄药用量对铜粗选的影响 F i g ．2 E f f e c to fb u t y lx a n t h a t ed o s a g eo n c o p p e rr o u g hf l o t a t i o n 2 ．1 ．3 矿浆p H 值对铜浮选的影响 浮选过程中石灰的添加可以改善矿浆p H 值条 件，在适宜的矿浆p H 值条件下，更有利于铜锌分 离‘6J 。故进行矿浆p H 值对铜浮选影响试验，其结果 如图3 所示。由图3 可见，随着矿浆p H 值的增加， 铜精矿中铜、锌含量逐渐降低，矿浆p H 值达到1 2 时，铜回收率7 8 ．0 7 ％，锌回收率3 0 ．4 6 ％，继续增加 矿浆p H 值，粗精矿中铜回收率降低至7 6 ．9 6 ％，锌 回收率为2 9 ．8 2 ％，因此，选择矿浆p H 值为1 2 进行 后续粗选条件试验。 f 】J h 浆1 ，t i f | t | _ 图3 矿浆p H 值对铜粗选的影响 F i g ．3 E f f e c to fp u l pp Hv a l u eo nc o p p e rr o u g hf l o t a t i o n 2 1 ’；⋯慧竖型警卫苎 嫂登篓坚髯曼。。。、。。。， 2 ．1 ．d , 加．i ．r “ 韵I I I J I 翱J I ．I I ／B A 用I 量对铜k l 湮lJ 选的影响 。。箩竖型蔓箩专墨，誊I 量莲翌，苎翌竺要苎髯 硫酸锌是闪锌手诗角抑丽菊， 斋盘硫酸钠与硫 响，其结果如图2 所示。由图2 可见，随着捕收剂用 ⋯⋯⋯一一～一一。～⋯⋯一⋯。 万方数据 2 0 1 6 年第6 期田树国细粒难选铜锌矿石选矿工艺研究 7 酸锌组合对闪锌矿的抑制效果更好，选择硫酸锌配 合亚硫酸钠为闪锌矿抑制剂，配比2 l ，进行抑制剂 用量对铜浮选影响试验⋯，其结果如图4 所示。由 图4 可见，抑制剂用量增大，可有效抑制闪锌矿，锌 的上浮随着抑制剂用量的增加而减少，当抑制剂用 量增加至2 ．0k g ／t 时，铜回收率7 8 ．0 7 ％，锌回收率 2 8 ．8 6 ％，继续增加抑制剂用量，锌回收率有所降低， 但铜回收率降低至7 5 ％以下，因此，选择抑制剂用量 为2 ．0k g ／t 进行后续试验。 图4 抑制剂用量对铜粗选的影晌 F i g ．4 E f f e c to fd e p r e s s a n td o s a g eo n c o p p e rr o u g hf l o t a t i o n 2 ．1 ．5 分散剂及用量对铜浮选的影响 由于矿石入选粒度细，在浮选流程中容易产生 絮凝现象，影响浮选矿浆环境，需添加适当的分散剂 可改善矿浆浮选环境，故采用水玻璃为分散剂，进行 水玻璃用量影响试验，其结果如图5 所示。 9 0 8 0 7 0 6 0 享 褥5 0 “ 呈4 0 3 0 2 0 1 0 - 一 一 一一 卜～一 一 一 01 ．O2 ．03 ．0 分散剂用量／ k g t - I 图5分散剂用量对铜粗选的影响 F i g ．5 E f f e c to fd i s p e r s a n td o s a g eo nc o p p e r r o u g hf l o t a t i o n 由图5 可见，随着水玻璃用量的增加，铜回收率 略有增加，锌回收率有所降低，但回收率变化均较 小，综合分析，采用分散剂用量为1 ．0k g ／t 进行后续 试验。 2 ．2 铜精选条件试验 铜精选主要进行了铜精矿再磨细度、矿浆p H 值、分散剂以及锌抑制剂影响试验，其结果分别如图 6 9 所示。由于试验样品黄铜矿与闪锌矿嵌布粒度 细，共生关系密切，抑锌浮铜过程中近3 0 ％的锌进入 到铜粗精矿中，这部分锌主要与黄铜矿共生，部分黄 铜矿以细粒形态分散在闪锌矿中，铜锌共生直接影 响铜精矿品质，因此需对铜粗精矿进行再磨，使黄铜 矿充分单体解离，以提高最终铜精矿品质。 图6 铜精选再磨细度的影响 F i g ．6 E f f e c to fg r i n d i n gf i n e n e s so nc o p p e rs e l e c t i o n ◆ 锏作、世叫收率▲一锌作、l k 同收牢；E 一锕品化 O 一锌品位；卜．同 图7 矿浆p H 值对铜精选的影响 F i g ．7 E f f e c to fp u l pp Hv a l u eo nc o p p e rf l o t a t i o n 由图6 可见，铜粗精矿再磨对铜精选作业影响 较为明显，随着再磨细度的增加，铜精矿中锌作业回 收率及品位逐渐降低，铜的回收率也随之降低，但铜 品位呈上升趋势，再磨细度超过一3 8 m 含量 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第6 期 8 3 ．5 7 ％时，再继续增加细度，对精选作业影响较小， 因此铜粗精矿再磨细度一3 8 斗m 含量8 3 ．5 7 ％较为 适宜。由图7 、图8 可见，随着p H 值与抑制剂用量 的增加，铜精矿中铜、锌作业回收率及锌品位均呈降 低趋势，铜品位呈增加趋势，根据试验结果，试验选 择精选矿浆p H 值为1 1 ．5 ，抑制剂用量5 0 0s ／t 。由 图9 可见，铜粗精矿精选时添加少量分散剂，分散剂 对降低产率、提高铜精矿品位有一定效果，对铜、锌 作业回收率影响较小，根据试验结果，分散剂用量为 3 0 0g ／t 较好。 8 0 字 赢6 0 爿 爿4 0 世 2 0 O 图8 抑制剂对铜精选的影响 F i g ．8E f f e c to fd e p r e s s a n td o s a g eo nc o p p e rf l o t a t i o n 2 ．3 选铜闭路试验结果 原矿 根据条件试验结果，进行选铜闭路试验，选铜闭 路试验采用一次粗选、两次扫选、铜粗精矿再磨后三 次精选的工艺流程，见图1 0 ，试验结果见表2 。根据 闭路试验结果，采用抑锌浮铜工艺可有效分离铜锌， 获得合格铜精矿，铜品位2 2 ．3 9 ％，回收率5 8 ．6 3 ％。 分散剂用量／ k g t 。 图9 分散剂对铜精选的影响 F i g ．9 E f f e c to fd i s p e r s a n td o s a g eo nc o p p e rs e l e c t i o n 表2选铜闭路试验结果 T a b l e2R e s u l t so fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t／％ 铜精矿 图1 0选铜闭路试验流程 F i g ．10 F l o w s h e e to fc o p p e rs e l e c t i o nc l o s e d - c i r c u i tt e s t 万方数据 2 0 1 6 年第6 期 田树国细粒难选铜锌矿石选矿工艺研究 9 3 选铜产品分析 根据选铜闭路试验结果可知，铜精矿中铜回收 率偏低，仅5 8 ．6 3 ％，选铜尾矿中铜损失4 1 ．3 7 ％，同 时铜精矿中锌含量较高，铜精矿品级低。因此为查 明铜精矿中锌含量高及尾矿中铜损失较多的原因， 探明铜回收率提升空间，针对浮选铜精矿及选铜尾 矿进行了镜下鉴定，见图1 l 、图1 2 。 图1l铜精矿中闪锌矿与黄铜矿复杂共生关系 F i g ．11C o m p l e xs y m b i o t i cr e l a t i o n s h i po fs p h a l e r i t e a n dc h a l c o p y r i t ei nc o p p e rc o n c e n t r a t e 图1 2 选矿尾矿中黄铜矿与闪锌矿复杂共生关系 F i g ．12C o m p l e xs y m b i o t i cr e l a t i o n s h i po fs p h a l e r i t e a n dc h a l c o p y r i t ei nc o p p e rm i n et a i l i n g s 根据镜下鉴定结果，铜精矿中锌含量高主要原 因是闪锌矿解离度较低，仅1 0 ．2 5 ％，大部分闪锌矿 与黄铜矿共生关系比较复杂，闪锌矿主要以较为平 直的接触线连生在黄铜矿颗粒边缘，这部分闪锌矿 大部分为小于1 ／2 连生，少量大于1 ／2 连生；还有部 分闪锌矿中有黄铜矿固溶体细小颗粒分散，每颗黄 铜矿粒度基本 3 斗m 。这种复杂的共生关系导致闪 锌矿较难被抑制，如强制抑制这部分闪锌矿，将导致 铜回收率进一步降低。 选铜尾矿铜损失主要是由于铜锌共生关系复 杂，黄铜矿颗粒细小所造成。选铜尾矿中除偶见个 别单体解离的黄铜矿外，其它黄铜矿主要呈细小固 溶体分散在闪锌矿颗粒中，固溶体黄铜矿粒度小于 2 0 “m ，其中9 0 ％以上小于1 0I x m 甚至5 斗m 。这 部分铜如果富集到铜精矿中，可以提高铜回收率，但 与黄铜矿连生的闪锌矿也会被富集到铜精矿中，导 致锌严重超标，影响铜精矿质量，降低铜精矿品位， 同时将影响后续锌浮选回收率。 4 选铜尾矿选锌结果 选铜尾矿采用抑硫浮锌工艺，以石灰为黄铁矿 抑制剂，硫酸铜为闪锌矿活化剂，丁基黄药为捕收 剂，松醇油为起泡剂，通过一段锌粗选，两段锌扫选， 三段锌精选的工艺流程回收锌矿物，其闭路流程试 验结果见表3 。根据表3 结果可知，选铜尾矿浮选锌 精矿锌作业回收率9 7 ．6 5 ％，对原矿回收率 9 4 ．8 6 ％；未富集到铜精矿中的铜矿物大部分富集到 锌精矿中，锌精矿中铜作业回收率8 3 ．5 1 ％，对原矿 回收率3 4 ．5 5 ％。 表3选锌闭路试验结果 T a b l e3R e s u l t so fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t s／％ 5结论 1 该细粒难选铜锌矿石中黄铜矿与闪锌矿嵌布 关系复杂，部分黄铜矿以固溶体形态分散在闪锌矿 颗粒中，嵌布粒度细，较难单体解离，易形成铜锌连 生体，给浮选分离带来较大困难，需要通过细磨，提 高单体解离度。 2 铜精矿回收率低，品质较低，含锌9 ．7 5 ％，其 主要原因是铜精矿中闪锌矿与黄铜矿共生关系紧 密，嵌布粒度细，难以单体解离。考虑到回收率因 素，如果一味地降低铜精矿中锌含量，铜回收率也将 大幅度降低。具体精矿质量与铜回收率的平衡关系 如何来定，还需后期矿山根据销售实际情况进行工 艺调整。 3 选铜尾矿中与闪锌矿共生关系复杂的黄铜 矿，选锌时将被富集到锌精矿中，这部分铜由于颗粒 细小，且以浸染体存在于闪锌矿中，再进行铜锌分离 万方数据 1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第6 期 较为困难，可考虑在后续锌冶炼过程中进行回收。 参考文献 [ 1 ] 艾光华，周源．细粒嵌布铜铅锌矿石的浮选新工艺试验 研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 1 0 3 6 - 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