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2 0 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第4 期 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 4 .0 4 .0 0 6 某伴生金硫化铅锌矿浮选试验研究 肖骏1 一,陈代雄1 ,覃文庆2 1 .湖南有色金属研究院,复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室,长沙4 1 0 1 0 0 ; 2 .中南大学资源加工与生物工程学院,长沙4 1 0 0 8 3 摘要云南伴生金硫化铅锌矿,其有用矿物嵌布关系复杂,不同种类矿石之间相互侵蚀包含,造成了浮选过程 中有价金属富集困难,试验针对其特殊的矿物组成和矿石结构特征,开发出金铅硫混合浮选金铅与硫砷分离一浮锌 的工艺流程,采用金的高效活化剂s A 及组合捕收剂D A l 、丁基黄药和乙基黄药进行金铅硫混合浮选,然后采用C a O 在高碱度下进行金砷分离。在其原矿含金4 .2g /t 、铅1 .0 9 %、锌0 .4 2 %的条件下,得到含金1 5 7 .2 9s i t 、铅5 5 .8 4 %的混 合含金铅精矿和含金3 3 .5 8 歇的硫砷精矿、含锌4 4 .0 1 %锌精矿,其中金、铅和锌的回收率分别为9 0 .0 3 %、8 6 .5 8 %和 8 0 .6 5 %的良好选矿指标。本研究为同类型复杂含金硫化矿浮选提供了有用借鉴。 关键词伴生金;硫化铅锌矿;浮选;金活化剂 中图分类号T D 9 2 3 ;T D 9 5 2 ;T D 9 5 3 文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 4 0 4 - - 0 0 2 0 - 0 6 M i n e r a lP r o c e s s i n gE x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho na nA s s o c i a t e dG o l dL e a d - Z i n cS u l f i d eO r e X /A OJ u n l ’暑,C l a nD a i x i o n 9 1 ,Q I NW 咖£n 矿 1 .H u n a nP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yo fC o m p l e xC o p p e rL e a dZ i n cA s s o c i a t e dM e t a l R e s o u r c e sC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n ,H u n a nR e s e a r c hI n s t i t u t eo fN o n - f e r r o u sM e t a l s , C h a n g s h a4 1 0 1 0 0 ,C h i n a ;2 .S c h o o lo fM i n e r a l sP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g ,C e n t r a l S o u t hU n i v e r s i t y ,C h a n g s h a4 10 0 8 3 ,C h i n a A b s t r a c t A na s s o c i a t e dg o l dl e a d z i n cs u l f i d eo r ef r o mY u n n a nh a se x t r e m e l yc o m p l i c a t e di n t e r g r o w t h r e l a t i o n s h i pa m o n gv a l u a b l em i n e r a l sa n dd i f f e r e n tm i n e r a l sw r a p p e dc o r r o s i v e l y ,w h i c hm a k e st h e mh a r dt o b ee n r i c h e di nt h ep r o c e s so ff l o t a t i o n .A c c o r d i n gt ot h es p e c i a lt e x t u r ea n dc h a r a c t e r i s t i c so fo r e s 。t h e f l o w s h e e tc o n s i s t i n go fb u l kf l o t a t i o no fg o l d ,l c a da n ds u l f u rm i n e r a l s ,t h es e p a r a t i o nb e t w e e ng o l d l e a d a n ds u l f e r a r s e n i c ,a n dz i n cf l o t a t i o nW a sd e v e l o p e d .S A ah i g he f f i c i e n ta c t i v a t o rf o rg o l dm i n e r a l s a n d ac o m b i n e dc o l l e c t o rc o n t a i n i n gD A 1 .b u t y l x a n t h a t ea n de t h h a n t h a t ew e r ee m p l o y e da st h ec o l l e c t o r .T h e n t h es e p a r a t i o no fg o l da n da r s e n i cw a sc o n d u c t e du n d e rh i g ha l k a l i n i t yu s i n gc a l c i u mo x i d e 。缪乃e nt h er a w o r ec o n t a i n i n g4 .2 趴A u ,1 .0 9 %P ba n d0 .4 2 %Z n ,t h ec o n c e n t r a t e so fA u P bb u l kc o n c e n t r a t e g r a d i n g 1 5 7 .2 9 趴A ua n d5 5 .8 4 %P b ,t h eS A sb u l kc o n c e n t r a t eg r a d i n g3 3 .5 8 s /t A ua n dz i n cc o n c e n t r a t e g r a d i n g4 4 .0 1 %Z nw e r eo b t a i n e d ,a n dt h er e c o v e r y o fg o l d ,l e a da n dz i n cW a s9 0 .0 3 %,8 6 .5 8 %a n d 8 0 .6 5 %r e s p e c t i v e l y ,S Og o o dr e s u l tW a sa c h i e v e d .T h e s es t u d i e sc o u l dp r o v i d ev a l u a b l er e f e r e n c ef o rt l l e t r e a t m e n to ft h es a m et y p eo r e s . K e yw o r d s a s s o c i a t e dg o l d ;l c a d - z i n cs u l f i d eo r e s f l o t a t i o n ;g o l da c t i v a t o r 伴生金铅锌多金属矿床中的金具有很高的回收 价值,有时甚至高于铅锌的回收价值,而金的可浮 性与多种硫化金属矿物相近,且常与毒砂、黄铁矿 等脉石矿物致密共生,嵌布关系复杂,造成选矿过 程中贵金属流失现象严重。如何提高伴生金多金属 硫化矿中金的回收率,已成为广大选矿科研人员重 点研究的课题[ 1 】。近年来,采用诱导活化金浮选新 工艺提高贵金属回收率成为解决这一难题的有效方 法【2 ] ,并在多座矿山上得以应用,取得了良好的选 矿指标。 收稿日期2 0 1 3 - 0 7 2 2 惨回日期2 0 1 4 - 0 5 1 6 作者简介肖骏 1 9 8 7 一 ,男,湖南衡阳人,硕士,助理工程师,主要从事选矿方面的相关研究工作。 万方数据 2 0 1 4 年第4 期肖骏等某伴生金硫化铅锌矿浮选试验研究2 1 云南某多金属复杂矿石中主要含有金、铅、锌 等多种有价金属元素,根据优先浮选价值高的矿 物、兼顾其它有用矿物回收利用的原则,重点研究 金、铅矿物的回收,同时尽可能地回收锌矿物。试 验采用金铅硫混合浮选,再进行金铅与硫砷分离, 混合浮选尾矿进行锌活化浮选的工艺流程。为了更 好地提高金回收率,采用了高效金矿物活化剂s A 活化金,以及采用D A l 、丁基黄药和乙基黄药作 为捕收剂浮选金铅,在该药剂制度下,金的综合回 收率超过了9 0 %,获得了良好的选矿技术指标。 1 原矿性质 1 .1 原矿矿物组成 云南某多金属矿原矿中主要的金属矿物是黄铁 表2 T a b l e2 矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿等,少量或微量的黄铜 矿、磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黝铜 矿、自然金等。 脉石矿物主要是石英,其次为绢云母、玉髓 蛋白石 、绿泥石,少量或微量的方解石、角闪 石、长石、高岭石、电气石、磷灰石等。 原矿多元素分析结果见表1 。 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fm n o f - m i n eore|% 元素c uP b 勖ST F eA sC a O 从嘎s i 0 2A u l ’A 9 1 ’ 含量0 .0 7 21 .0 90 .4 1 2 .1 6 2 .7 9 0 .3 11 .7 88 .1 37 3 .4 54 .5 6 1 .6 8 1 单位为趴,下同。 金、铅、锌物相分析结果如表2 所示。 金、铅、锌物相分析结果 A n a l y s i sr e s u l t so fg o l d 。l e a da n dz i n cp h a s e /% 1 .2 有用矿物的嵌布特征 单体解离下的自然金占总金的6 1 .1 7 %,多存 在于石英裂缝或黄铁矿裂隙中,嵌布粒度0 .0 0 5 ~ 0 .0 5m l n 。另有3 3 .8 2 %的金呈原子态或亚显微微粒 赋存于硫化物中,该部分的金除赋存于方铅矿中, 其余大部分分布于黄铁矿和脉石矿物之中。 方铅矿与闪锌矿、毒砂、黄铁矿嵌生,粒度 0 .0 1 ~2i n l l l 不等,偶见2 0m i l l 以上粗颗粒,多呈 细粒弥散分布。 闪锌矿与方铅矿、毒砂、黄铁矿嵌生,粒度 0 .0 1 ~1 .5m i l l 不等,粗粒可达1 0 咖以上,常见 包裹微细粒黄铜矿和磁黄铁矿。 2 选矿工艺流程的确定及试验研究 2 .1 选矿工艺流程的确定 根据原矿工艺矿物学特征,可看出该矿石中主 要可回收矿物为自然金和方铅矿、闪锌矿,由于自 然金的可浮性与方铅矿相近,浮选过程中大部分金 银贵金属进入含金铅混合精矿中[ 2 】,根据优先浮选 原则,先混合浮选金铅硫,强化对金银的回收[ 引, 金铅硫混合精矿进行金铅硫砷分离获得金铅精矿和 金砷精矿,混浮尾矿活化浮选锌获得锌精矿。 2 .2 混合粗选 ‘ 2 .2 .1 粗选活化剂S A 用量条件试验 在金铅硫混合浮选过程中,添加适量的高效活 化剂可显著提高金的回收率,在中性矿浆溶液体系 中,可浮性碱金属盐类可在矿物表面形成促使捕收 剂附着的薄膜,提高目的矿物的浮游能力。因原矿 中含有方铅矿和闪锌矿,故未选择工业上常用的硫 酸铜作金活化剂,而是采用了高效活化剂S A ,S A 可与溶液中游离态的F e ,馅合,进而将吸附自然金 粒或与伴生金硫化矿物的亲水性薄膜结合成螯合 物,掉落至矿浆中,暴露出自然金及伴生金硫化矿 物的新鲜表面,同时,S A 显偏酸性,可降低溶液 体系的p H ,而p H 的变化亦影响到了金的电化学 浮选活性,将黄原酸根离子缩写为x 一,黄药在金 表面发生作用生成黄原酸金,反应式如下 4 A u 棚 . 2 H 2 0 0 - z a A u X 删 4 0 H 一 1 设定的黄药为正丁基黄药,用量为l x l C r 4m o l /L ; 查表可得E e x 一Ⅸ吸附一0 .1 2 8V [ 4 ] 有脚气I Ⅸ酣旦磐l g 肆羿,p H - 1 g [ o H - ] 2 ‘ L Aj 计算得到E - - - O .4 0 3 .0 .0 5 9 p H 3 可知随着p H 的降低,提高了金的自身氧化电 位,促进了黄原酸金在金表面的吸附。与此同时, p H 的变化也影响到了黄铁矿和载金黄铁矿的浮选 回收率[ 5 】,黄铁矿和载金黄铁矿的可浮性与p H 的 关系见图1 。 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第4 期 堡 褂 善 匣 p H 图1 黄铁矿和载金黄铁矿的可浮性与p H 的关系 F i g .1 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf l o a t a b i l i t ya n dp H f o rp y r i t ea n da u r i f e r o u s p y r i t e 由图1 可以看出,在一定p H 变化范围内 8 .7 9 .0 可显著提高载金黄铁矿的回收率,而黄 铁矿的回收率仍维持较低水平,所以具有弱酸性的 S A 的用量对金回收率非常重要,一段粗选S A 用量 条件试验固定磨矿细度一7 4 斗m7 8 .5 %,组合抑制 剂N a 2 C 0 3 Z n S 0 4 的用量为3 6 0 3 6 0g /t ,起泡剂为 松醇油用量为1 0 矾。试验结果如图2 所示。 堡 静 善 凰 毽 娟 k 羹 囊 露 娟 缸 05 01 0 01 5 02 0 02 5 03 ∞ 金活化剂S A 用量/ g t - 1 图2s A 用量试验结果 F i g .2 弧ed o s a g er e s u l t so fS A 由图2 可看出加入活化剂S A 后一段粗选精矿 中金的回收率有明显的提高,在适宜用量下可提高 1 0 %左右,而混合精矿中的铅的回收率未见明显变 化,可见该活化剂S A 对解离态的金矿物、与硫化 矿物共生的金具有较好的活化作用,但该活化剂在 用量过大时反起到抑制作用,选取用量为2 6 0s /t , 并选择分批添加。 2 .2 .2 混合粗选捕收剂种类及用量试验 黄药是含金硫化矿物浮选最常用的捕收剂,不 同烃基和烃链的黄药捕收效果及选择能力亦不同。 对于自然金及含金硫化矿物,乙基黄药选择性较 好,捕收能力弱,丁基黄药选择性差,捕收能力 强,依据这样的特点,本试验将两者配合使用[ 副。 在本试验中,除了添加乙基黄药、丁基黄药之 外,几种不同捕收剂与丁基黄药、乙基黄药组合使 用,固定磨矿细度.7 4p , m 为7 8 .5 %,S A 为2 6 0g t , 碳酸钠和硫酸锌各为4 0 0s /t ,改变捕收剂的种类 进行试验,试验采用一段粗选作业,得到金铅混合 精矿,试验结果见表3 。 表3捕收剂对比试验结果 T a b l e3C o m p a r i s o nt e s tr e s u l t so fc o l l e c t o rk k a d s | % 及制r 1 产品名称产率寺罟 2 5 黑药5 0金铅粗精矿5 .9 81 4 .3 25 0 .2 17 4 .6 1 7 4 .0 4 丁基黄药∞ 尾矿9 4 .0 20 .3 1 1 .1 2 2 5 .3 9 2 5 .9 6 乙基黄药8 0 原矿1 0 0 .01 .1 4 8 4 .0 5 61 0 0 .01 0 0 .0 乙硫氮5 0 金铅粗精矿6 .0 5 1 3 .7 94 9 .5 17 4 .1 27 1 .1 9 丁基黄药6 0 尾矿9 3 .9 50 .3 1 1 .2 92 5 .8 82 8 .8 1 乙基黄药∞ 原矿1 0 0 .0 1 .1 2 64 .2 0 71 0 0 .01 0 0 .0 D A 一15 0金铅粗精矿6 .0 3 1 3 .5 65 8 .27 3 .118 0 .9 3 丁基黄药6 0 尾矿9 3 .9 70 .3 2 0 .8 82 6 .8 91 9 .0 7 乙基黄药∞ 原矿1 0 0 .01 .11 84 .3 3 61 0 0 .01 0 0 .0 由表3 可以看出适宜的捕收剂应为D A 一1 丁 基黄药 乙基黄药的组合药剂,在该组合药剂中, 新添加的D A l 因其与重金属离子作用的溶度积大 于黄原酸根金属盐类的溶度积[ 7 1 ,选择性比黄药 强,故可定量添加。 在得出最优组合捕收剂配置后,进行了捕收帮D A - 1 的用量条件试验。固定磨矿细度一7 4 斗m 占7 8 .5 %, 活化剂2 6 0s /t ,锌组合抑制剂N a 2 C 0 3 z n S 0 4 用量 为4 0 0 4 0 0g /t ,乙基黄药 丁基黄药用量为8 0 6 0 虮起泡剂松醇油1 0 矾,以D A l 用量为变量。试 验结果如图3 所示,由图3 结果可以看出,适宜的 D A 一1 用量为5 0 趴。 捕收剂D A l 用量/ g t 。1 图3 捕收剂用量结果 F i g .3 R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g et e s t 2 3 金砷分离 金与砷都具有亲硫性,矿石中的砷绝大部分以 %,褂娶匣峰娟钕巽姐礤 阱跎踮弛%弭砣为 酷∞跖∞躬柏弱∞笱加2m 。譬遵咯唾娟诂檠如嘿 万方数据 2 0 1 4 年第4 期肖骏等某伴生金硫化铅锌矿浮选试验研究 2 3 毒砂矿物形式存在,而由工艺矿物学可知,试验矿 样中呈显微或亚显微金嵌布粒度极细,有相当一部 分赋存于毒砂矿物的晶格中,致使普通细磨极难达 到单体解离,同时高含砷金铅精矿中的毒砂在火法 冶金过程中产生化学干扰,使得金产出率下降[ 8 ] , 所以在金铅混合精矿精选后有必要进行金砷分离, 降低精矿的含砷量。 在试验中,金铅与硫砷分离加入的药剂为石 灰,因为毒砂在强碱性的水气介质中比黄铁矿更 易氧化,表面生成类似[ F e A s 0 4 2 H 2 0 ] 结构的亲 水性薄膜,该薄膜能阻碍毒砂表面与捕收剂的作 用,从而大大降低了毒砂的可浮性,有试验表明, p H ll 时毒砂完全不浮C 9 ] 。故可加入适量石灰提高 矿浆的碱性,同时石灰也是黄铁矿的高效抑制剂, 可进一步提高金铅精矿的有价金属的品位。 2 .3 .1 粗精矿再磨条件试验 由矿石特性可知,该矿样中的硫化矿物相互交 融共生,普通条件下直接细磨很难将各矿物单体解 离,尤其是毒砂、黄铁矿中细粒赋存状态下的自然 金仍以包裹态夹杂在这些有用矿物中,造成金回收 困难。所以可选择在金砷分离过程中将混合粗精矿 再磨,促进金矿物与毒砂的分离。控制磨矿细度为 变量,固定金砷分离所加C a O 用量为4 0 0g /t ,分 离获得含金铅精矿和含金砷精矿。再磨试验结果如 图4 所示。可以看出在随着粗精矿再磨细度的增 大,含金铅精矿中的金回收率明显上升,与此同 时,含金铅精矿中的砷回收率呈下降趋势,即大部 分的砷进入到含金砷精矿之中。由图4 可知,在磨 矿细度为一5 4H m 为8 7 .5 %时,混合精矿中的毒砂 与细粒金达到充分的单体解离。 堡 静 擎 回 删 奄 冀 取 锚 加 堡 爵 蔷 薏 馨 露 娟 加 再磨细度 一5 4 阻m 含量 ,% 图4 再磨细度试验结果 F i g .4 R e s u l t so fr e 画n d i n gf i n e n e s st e s t 2 .4 锌浮选 2 .4 .1 锌浮选C a O 用量条件试验 在含黄铁矿的混合尾矿中,必须使用C a O 调 节矿浆p H 和抑制黄铁矿,其在溶液中发生水解 反应电离产生的O H 一可在黄铁矿表面形成亲水性 [ F e O H ,] 薄膜,阻止双黄药的吸附,相对于其它 p H 调整剂,石灰不仅可以提高p H ,还可以在矿物 表面生成C a S O 。等化合物,进一步降低黄铁矿对黄 药的吸附,但是过大的石灰用量,会导致矿化泡沫 黏结膨胀,影响浮选过程的正常进行,试验条件以 图5 所示流程进行,混浮尾矿为粗选尾矿经两次扫 选所得尾矿,固定C u S O , 用量3 0 0g /t ,捕收剂丁 基黄药2 0 趴,以石灰用量为变量进行条件试验。 在浮选过程中注意先抑制剂、后活化剂、最后捕收 剂的加药顺序,保证矿浆调浆的充分进行和黄铁矿 的抑制。锌浮选石灰用量试验流程见图5 ,试验结 果如图6 所示,由图6 可看出,当石灰用量为9 0 0 趴时,锌浮选指标最好。 混浮尾矿 药剂用量单位矾; 3 C a O 变 3 C u S O , 2 丁基黄i 1 松醇油 浮锌 阻选 、浮选时间单位m i n ,下同。 锌粗精矿尾矿 图5 锌浮选C a O 用量条件试验流程 F i g .5 n ep r o c o s so fh m ed o s a g ec o n d i t i o nt e s ti n z i n cf l o t a t i o n 堡 迥 咯 墩 b 窭 襄 墩 堡 静 垂 回 嚣 备 集 囊 墩 石灰用量/ g ‘t ’1 图6 石灰用量条件试验结果 F i g .6 R e s u l t so fl i I l l ed o s a g et e s t 2 .4 .2 锌浮选C u S O 。用量条件试验 闪锌矿可被多种重金属离子如C u “、A g 、H 矿 活化,这些重金属离子均可与闪锌矿的S 2 一离子生 成比Z n S 溶度积更小的硫化物,从而达到活化效 果。而试验表明,经活化后的闪锌矿可达到与活化 剂相应的金属硫化物相似的浮选性能,故工业上常 采用C u S O , 作为闪锌矿的活化剂。 0 8 5 4 2 O 8 6“%%%%;£;Q;2 万方数据 2 4 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第4 期 试验中固定C a O 用量为9 0 0s /t ,以C u S 0 4 用 量为变量,具体试验流程同图5 。试验结果如图7 所示。可以看出适宜的C u S 0 4 用量为3 5 0 矾。 堡 嚣 嚣 k 粪 墩 2 0 02 5 03 0 03 5 04 0 04 5 05 0 05 5 06 0 06 5 07 0 0 硫酸铜用量/ g t ’1 堡 锝 娶 回 墩 b 冁 霹 墩 图7C u S O 。用量试验结果 F i g .7 R e s u l t so fc o p p e rs u l f a t ed o s a g et e s t 2 .5 全流程闭路试验 在已有的详细的条件试验基础上,采用了金、 铅、硫混合浮选一混合精矿金砷分离,粗选尾矿回 收锌的试验流程进行闭路试验。试验流程及条件如 图8 所示,试验结果见表4 。 表4全流程闭路试验结果 T a b l e4C l o s e d - c i r c u i tt e s tr e s u l t s /% 试验取得了良好的选矿指标含金铅精矿金品 位为1 5 7 .2s /t ,含金硫砷精矿金品位为3 3 .5 8 虮, 金总回收率达到了9 0 .0 4 %,该精矿含硫3 3 .5 8 %、 含砷2 2 .3 7 %;同时含金铅精矿铅含量5 5 .8 4 %、含 砷低于1 .1 %,铅回收率为8 6 .5 8 %;锌精矿含锌 4 4 .0 1 %,锌回收率8 0 .6 5 %。 3 结论 1 矿石中主要的金属矿物黄铁矿、毒砂、方 铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、自然金等相互关系密 切,其中有相当一部分金呈显微或亚显微状态赋存 于毒砂和黄铁矿矿物晶格之中,完全解离困难,属 于难选型含金多金属矿石。 2 根据矿石特点,混合粗选得到含金铅硫砷 的混合精矿,混合精矿进行金与砷分离,得到满足 要求的合格含金铅精矿和金硫砷精矿,混合浮选尾 矿进行锌浮选,从而得到锌精矿。 3 在金铅混合浮选过程中,高效活化剂S A 和组合捕收剂中D A l 的加入,相比未加入新药剂 金的回收率提高了1 0 %左右,使金的总回收率超过 了9 0 %。 4 闭路试验金铅硫混合浮选金铅与硫砷分 离一浮锌的工艺流程,根据条件试验确定的药剂制 度,得到最终选矿指标为含金铅精矿金品位为 1 5 7 .2g e t ,含金硫砷精矿金品位为3 3 .5 8 虮,金总 回收率达到了9 0 .0 4 %;同时含金铅精矿铅含量 5 5 .8 4 %、含砷低于1 .1 %,铅回收率为8 6 .5 8 %;锌 精矿含锌4 4 .0 1 %,锌回收率8 0 .6 5 %。 参考文献 [ 1 ] 陈代雄,谢超,徐艳.高金铅锌矿浮选新工艺研究 [ J ] .有色金属 选矿部分 ,2 0 0 7 5 6 - 1 1 . 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