四川某铜锌硫多金属矿石浮选分离工艺研究.pdf

2 6 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第1 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 3 ．0 1 ．0 0 7 四川某铜锌硫多金属矿石浮选分离工艺研究 李兵容，杜新，雷力，邱允武 四川省冶金地质勘查院，成都6 1 0 0 5 1 摘要四川某铜锌硫多金属硫化矿的特点是易浮难分离，该矿采用铜、锌、硫顺序优先浮选工艺，不仅使铜、 锌、硫得到了有效分离，而且获得了较好的选矿技术指标铜精矿品位2 2 ．4 1 ％、回收率为8 4 ．9 1 ％，锌精矿品位4 8 ．1 7 ％、 回收率8 2 ．1 5 ％，硫精矿品位3 6 ．9 4 ％、回收率8 3 ．7 9 ％。 关键词工艺矿物学；优先浮选；有效分离 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 3 0 1 - 0 0 2 6 0 5 S t u d yo nt h eF l o t a t i o nS e p a r a t i o no faC u - Z n - SM u l t i - M e t a lO r e L 1B i n g r o n g ，D UX i n ，L E IL i ，Q z uY u n w u S i c h u a nI n s t i t u t eo fM e t a l l u r g i c a lG e o l o g ya n dE x p l o r a t i n ，C h e n g d u6 10 0 5 1 ，C h i n a A b s t r a c t AC u Z n Sm u l t i m e t a lo r ei nS i c h u a ni sc h a r a c t e r i z e db y e a s i l y t ob ef l o a t e da n d d i f f i c u l tt ob es e p a r a t e d ．S e l e c t i v ef 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 tt h i s t y p eo fo r e ．B ya d o p t i n gt h e s e l e c t i v ef l o t a t i o np r o c e s s ，c o p p e r ，z i n ca n ds u l p h u rm i n e r , sw e r e e f f i c i e n t l ys e p a r a t e da n dg o o di n d e x e s w e r eo b t a i n e df i n a l l y ．T h ec o n c e n t r a t eo fc o p p e r ，z i n ca n ds u l p h u rw e r e2 2 ．41 ％，4 8 ．17 ％a n d3 6 ．9 4 ％， a t t h er e c o v e r i e so f8 4 ．9 1 ％，8 2 ．1 5 ％a n d8 3 ．7 9 ％r e s p e c t i v e l y ． K e yw o r d s p r o c e s sm i n e r a l o g y ；s e l e c t i v ef l o a t a t i o n ；e f f e c t i v es e p a r a t i o n 随着我国对有色金属矿产资源需求的增加，对 多金属矿石选矿生产工艺提出了越来越高的要求。 四川某多金属矿石含铜0 ．9 ％、锌2 ．4 ％、硫 2 4 ％，矿石性质复杂，金属矿物嵌布致密，矿石中 金属矿物可浮性均较好，属易浮难分矿[ 1 引。能否 有效地分离、回收各种金属元素是矿石开发建设的 重要前提。为此，对该矿石进行选矿工艺研究，以寻 找分选该矿石有效、合理的工艺流程和工艺条件[ 4 ] 。 经过对该矿进行工艺矿物学研究，确定采用铜、 锌、硎顷序优先浮选工艺，使铜、锌、硫得到了有 效分离，并取得了较好的技术指标。 表1 7 1 1 a b l e1 1 矿石工艺矿物学研究 1 ．1 原矿矿物成分 该矿石主要金属矿物为磁黄铁矿、黄铜矿、含 铁闪锌矿及少量方铅矿、黄铁矿和微量钛铁矿，脉 石矿物主要为白云母、黑云母、石英、长石、角闪 石、透闪石、绿泥石和少量碳酸盐等。原矿化学多 元素分析结果见表1 。 1 ．2 主要矿物嵌布特征 黄铜矿呈他形粒状集合体产出，或呈团块状产 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 eore|％ 1 单位为砂。 收稿日期2 0 1 2 - 0 4 1 2修回日期2 0 1 2 0 9 2 9 作者简介李兵容 1 9 7 9 一 ，女，湖北天门人，工程师。 万方数据 2 0 1 3 年第1 期李兵容等I 匹i J I I 某铜锌硫多金属矿石浮选分离工艺研究2 7 出并伴有闪锌矿一起穿切磁黄铁矿，或呈他形与磁 黄铁矿连生，或嵌在磁黄铁矿与闪锌矿晶间，关系 十分复杂。常常在黄铜矿中见磁黄铁矿残留或包 体，偶见微量的方铅矿。 闪锌矿为含铁闪锌矿。呈他形粒状晶及其集合 体不均匀分布在磁黄铁矿和脉石矿物中，或沿磁黄 铁矿的裂纹呈团块状形成不规则的脉状体充填穿切 磁黄铁矿或脉石，或呈粗粒他形嵌在磁黄铁矿之 间，偶见闪锌矿中包含有纤锌矿。 磁黄铁矿呈他形粒状集合体斑点状、团斑状产 出，有的沿层理或片理方向或拉长的点线状、透镜 状、不规则的团斑状。团块中伴有黄铜矿和闪锌 矿，并互为呈细小的团块接触。或时有闪锌矿、脉 石矿物不均匀嵌布其中，呈不规则的晶粒或集合 体，与磁黄铁矿 包括围岩 组成镶嵌接触，相互 穿切，甚至互为包裹。 2 浮选工艺研究 2 ．1 浮选方案选择 在处理硫化矿时，国内外选厂常采用单一浮选 的方法，其选矿工艺一般为优先浮选、混合优先 浮选、部分混合浮选、等可浮工艺流程等。根据矿 石性质特点，将优先浮选定为本次试验研究的主要 技术方案。 2 ．2 铜粗选条件试验 铜粗选试验采用石灰作为磁黄铁矿和黄铁矿的 抑制剂，丁基黄药作捕收剂，松醇油作起泡剂；铜 粗选试验采用一段磨矿，一次粗选、一次扫选、三 次精选工艺流程。 2 ．2 ．1 石灰用量试验 为了考察矿浆p H 值对铜粗、扫选作业的影 响，进行了矿浆p H 值试验，试验采用石灰作为矿 浆p H 值调整剂，也作磁黄铁矿和黄铁矿的抑制剂。 试验结果见图1 。 由图1 试验结果可知，随着石灰用量的增加， 铜粗精矿品位增加，铜总回收率先增加后减少。当 石灰用量为1 ．0k g ／t 时，铜总回收率达最高。当石 灰用量再增加时，此时石灰也开始抑制黄铜矿，使 尾矿中铜品位有所增加，故适宜的选铜石灰用量为 1 ．0 k g ／t 。 2 ．2 ．2 铜粗选锌抑制剂试验 在选铜过程中为了尽量减少锌矿物的上浮，降 低铜精矿中锌的含量，减少锌在铜精矿中的损失， 提高铜精矿质量，进行了锌抑制剂试验。将硫酸 堡 槲 警 回 石灰用量／ g t ’1 图l 石灰用量试验结果 F i g ．1 R e s u l to fl i m ed o s a g et e s t 1 铜品位；2 铜回收率 零 ＼ 趔 疃 锌、硫化钠与硫酸锌组合药剂、亚硫酸钠与硫酸锌 组合药剂等进行对比试验，最终选择加入少量硫化 钠作为锌矿物的抑制剂。由于硫化钠可与矿浆中铜 离子反应生成不溶性的硫化铜沉淀，因而可防止闪 锌矿的活化[ 引。硫化钠用量试验结果见图2 。 堡 瓣 擎 回 堡 堪 Ⅱ暑 硫化钠用量／ s 。t 4 图2 硫化钠用量试验结果 F i g ．2E x p e r i m e n t a lr e s u l to fN a 参d o s a g et e s t 1 铜品位；2 铜回收率；3 锌品位；4 锌回收率 试验结果表明，随着硫化钠用量的增加，铜精 矿品位变化不大，回收率先增加后减少，铜精矿中 锌回收率先减少后增加。当硫化钠用量为4 5 0g ／t 时，此时选别指标最好。因此，适宜的硫化钠用量 为4 5 0g ／t 。 2 ．2 ．3 铜粗选捕收剂用量试验 试验采用丁基黄药作铜的捕收剂。捕收剂用量 试验结果见图3 。 捕收剂用量试验结果表明，随着丁基黄药用量 的增加，铜精矿回收率增加，但同时锌在铜精矿中 损失率也逐渐增加。综合考虑，选择丁基黄药用量 为6 0 酢。 2 ．2 ．4 铜粗选磨矿细度试验 在确定了优先浮选铜的药剂制度后，进行了磨 矿细度试验。本试验主要是考察磨矿细度对铜浮选 的影响。磨矿细度试验结果见图4 。 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第1 期 邃 瓣 擎 回 零 ～ 趔 咯 丁基黄药用量／ g ’t 4 图3 丁基黄药用量试验结果 F i g ．3E x p e r i m e n t a lr e s u l to fb u t y lx a n t h a t ed o s a g et e s t 1 铜品位；2 铜回收率；3 锌品位；4 锌回收率 由图4 磨矿细度试验结果可以看出，随着磨矿 细度的增加，铜精矿回收率先增加后趋于平缓。表 明磨矿细度在一7 4 斗m 占7 0 ％一8 0 ％时，由于过细 泥化后，脉石矿物也随之夹杂在精矿泡沫中，导致 铜品位和回收率均有下降。因此，适宜的选铜磨矿 细度应为一7 4 斗m 占7 0 ％。 堡 胬 娶 回 堡 趟 暗 磨矿细度，％一7 4 “I l l 图4 磨矿细度试验结果 F i g ．4E x p e r i m e n t a lr e s u l to ft h eg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 1 铜品位；2 铜回收率；3 锌品位；4 锌回收率 2 ．3 锌粗选流程试验 选铜尾矿中除含大量硫化锌矿物外，还含有大 量的磁黄铁矿，因此采用抑硫浮锌法。用石灰调整 p H ，一般在1 1 以上，黄铁矿受抑制[ 刮。然后采用 硫酸铜作活化剂，T D B 一5 0 3 作捕收剂和松醇油作起 泡剂进行抑硫浮锌试验。 2 ．3 ．1 石灰用量试验 石灰用量试验结果见图5 。从图5 试验结果可 以看出，随着石灰用量的增加，锌精矿品位逐渐升 高，回收率先增加后减少。说明当石灰用量大于 1 ．5k g ／t 后，锌也有被抑制的现象。因此，适宜的 选锌石灰用量为1 ．5k g ／t 。 2 ．3 ．2 硫酸铜用量试验 选锌硫酸铜用量试验结果见图6 。试验结果表 明，随着硫酸铜用量的增加，锌精矿回收率先增加 7 6 5 4 堡 s 嚣 2 l 0 石灰用量， k s r 1 图5 选锌石灰用量试验结果 F i g ．5E x p e r i m e n t a lr e s u l to fl i m ed o s a g ef o rz i n c f l o a t a f i o n 1 锌品位；2 锌回收率 后减少，表明当硫酸铜用量大于4 5 0g ／t 后，硫也 被活化，因此，适宜的硫酸铜用量为4 5 0g ／t 。 堡 褥 罂 回 硫酸铜用量／ g t ‘1 图6 硫酸铜用量试验结果 F i g ．6 E x p e r i m e n t a lr e s u l to fC u S 0 4d o s a g et e s t 1 锌品位；2 锌回收率 2 ．3 ．3 捕收剂用量试验 捕收剂T D B ～5 0 3 用量试验结果见图7 。 试验结果表明，随着T D B 一5 0 3 用量的增加， 锌精矿品位随之下降，回收率先增加后减少。当 T D B 一5 0 3 用量为3 0 矾时，锌精矿回收率最高。因 堡 褂 娶 回 T D B 一5 0 3 用量／ g t 。1 图7 捕收剂T D B 一5 0 3 用量试验结果 F i g ．7E x p e r i m e n t a lr e s u l to fc o l l e c t o rT D B 一5 0 3 d o s a g et e s t 1 锌品位；2 锌回收率 蓬迥碹 8 7 6 5 4 3 2 1 O 堡迥略 8 7 6 5 4 3 2 l O 万方数据 2 0 1 3 年第1 期李兵容等l m I l 某铜锌硫多金属矿石浮选分离工艺研究2 9 ． 蓬 静 娶 匿 堡 趟 咯 硫酸铜用量／ g ．1 - ’ 图8 选硫硫酸铜用量试验结果 F i g ．8E x p e r i m e n t a lr e s u l to fC u S 0 4d o s a g et e s tf o r s u l f u rf l o a t a t i o n l 硫品位；2 硫回收率 此，适宜的选锌T D B - 5 0 3 用量为3 0 异，t 。 2 ．4 硫粗选流程试验 含硫矿物主要为磁黄铁矿。浮选硫铁矿物的选 矿药剂相对较为简单。本次试验使用的活化剂为硫 酸铜，捕收剂为丁基黄药，起泡剂为松醇油。 2 ．4 ．1 硫酸铜用量试验 选硫硫酸铜用量试验结果见图8 。 试验结果表明，随着硫酸铜用量的增加，硫精 矿品位随之下降，但回收率先增加后减少。当硫酸 铜用量为4 5 0g ／t 时，硫精矿选别指标为最好。因 此，适宜的硫酸铜用量为4 5 0g ／t 。 2 ．4 ．2 捕收剂用量试验 硫铁矿浮选仍采用捕收剂丁基黄药，其试验结 果见图9 。 婆 瓣 擎 回 捕收剂用量／ g t ‘1 图9 选硫捕收剂用量试验结果 F i g ．9E x p e r i m e n t a lr e s u l to fc o l l e c t o rd o s a g ef o r s u l f u rf l o a t a t i o n 1 硫品位；2 硫回收率 试验结果表明，随着丁基黄药用量的增加，硫 精矿的回收率逐渐上升，丁基黄药用量为9 0 虮 时，硫精矿的回收率最高，再增加丁基黄药的用 量，其回收率变化不明显。因此适宜的丁基黄药用 表2闭路流程试验结果 T a b l e2 E x p e r i m e n t a lr e s u l t so fc l o s e d - c i r c u i tt e s t ／％ 量为9 0 趴。 2 ．5 闭路流程试验 在条件试验和开路试验基础上，进行了闭路试 验。试验流程见图1 0 ，试验结果见表2 。 试验结果表明，铜浮选采用一次粗选、一次扫 选、三次精选工艺流程，可获得铜品位2 2 ．4 1 ％、 回收率8 4 ．9 1 ％的铜精矿；锌浮选采用一次粗选、一 次扫选、四次精选工艺流程，可获得锌品位 4 8 ．1 7 ％、回收率8 2 ．1 5 ％的锌精矿；硫浮选采用一 次粗选、一次扫选、一次精选工艺流程，可获得硫 品位3 6 ．9 4 ％、回收率8 3 ．7 9 ％的硫精矿。 3 结论 1 四川某铜锌硫多金属矿石主要金属矿物为 磁黄铁矿、黄铜矿、含铁闪锌矿。脉石矿物主要为 白云母、黑云母、石英、长石、角闪石、透闪石、 绿泥石和少量碳酸盐等。矿石中铜、锌、硫矿物间 嵌布关系复杂，粒度分布不均，给铜、锌、硫分离 造成较大困难。 2 采用本研究的顺序优先浮选工艺流程和工 艺条件，使铜、锌、硫得到了有效分离，获得了铜 品位为2 2 ．4 1 ％，回收率为8 4 ．9 1 ％的铜精矿；锌品 位为4 8 ．1 7 ％，回收率为8 2 ．1 5 ％的锌精矿；硫品位 为3 6 ．9 4 ％，回收率为8 3 ．7 9 ％的硫精矿。 3 本试验确定的选矿工艺流程、药剂条件和 试验指标经过了反复的试验验证，具有较高的可靠 性和适应性。 参考文献 [ 1 ] 王云，张丽军。复杂铜铅锌多金属硫化矿选矿试验研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 6 1 - 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