锌矿中低品位铜铅银开发利用的试验研究.pdf

2 0 1 6 年第6 期有色金属 选矿部分 2 1 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 5 锌矿中低品位铜铅银开发利用的试验研究 马忠臣，杨长颖，马延全 沈阳有色金属研究院，沈阳1 1 0 1 4 1 摘要h - 对蒙古某锌矿的矿石性质，进行了试验研究。采用铜铅混合浮选再分离工艺流程和硫酸锌 亚硫酸钠抑锌、 乙硫氮捕收铜铅银工艺，铜铅混合精矿再磨、活性炭 硫化钠脱药、新型高效铅抑制剂Y X - 2 1 1 抑铅浮铜的铜铅分离工艺，实 现了该锌矿中低品位铜铅银的高效开发利用。 关键词锌矿石；低品位；铜铅混合浮选；开发利用 中图分类号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 6 0 6 - 0 0 2 1 - 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nt h eD e v e l o p m e n ta n dU t i l i z a t i o no fL o wG r a d eC o p p e r ， L e a da n dS i l v e ri nZ i n cM i n e M AZ h o n g c h e n ，Y A N GC h a n g y i n g ，M AY a n q u a n S h e n g y a n gR 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 ，S h e n y a n g1 1 0 1 4 1 ，C h i n a A b s t r a c t s T h ee x p e r i m e n t a ls t u d yw a sc a r r i e do u t ，a c c o r d i n gt ot h eo r ep r o p e r t i e so faz i n co r ei nM o n g o l i a ． T h eh i g he f f i c i e n c yd e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no ft h el o wg r a d ec o p p e r ，l e a da n ds i l v e ri nt h ez i n cm i n ew a sr e a l i z e d b yt h et e c h n o l o g i c a lp r o c e s so fs e p a r a t i o na f t e rm i x e df l o t a t i o no fc q p p e r - l e a d ．M i x e df l o t a t i o np r o c e s sb yz i n cs u l f a t e s o d i u ms u l f i t ei n h i b i t i n gz i n c ，e t h y lt h i oc a r b a m a t ec o l l e c t i n gc o p p e r ，l e a da n ds i l v e r ，a n dc o p p e r l e a ds e p a r a t i o n p r o c e s sb yc o p p e ra n dl e a dc o n c e n t r a t e sg r i n d i n ga g a i n ，a c t i v a t e dc a r b o na n ds o d i u ms u l f i d er e m o v i n gr e a g e n t ，n e w e f f i c i e n c yl e a di n h i b i t o rn a m e dY X - 2 11w e r ea d o p t e di nt h es t u d y ． K e yw o r d s z i n co r e ；l o wg r a d e ；m i x e df l o t a t i o no fc o p p e r - l e a d ；d e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o n 蒙古某锌矿矿石是以锌为主要回收对象的多金 属硫化矿石，含锌1 2 ．2 5 ％，含铅0 ．2 1 ％，含铜 0 ．1 ％，含银1 6 ．7 0g ／t ，现场采用单一浮锌工艺，生产 指标为锌精矿含锌5 4 ．6 0 ％，锌回收率9 3 ．6 4 ％。随 着矿石的深部开采，矿石性质及各有价元素品位发 生了变化，含锌8 ．2 8 ％、含铅0 ．4 7 ％、含铜0 ．1 5 ％、 含银2 9 ．6 5g ／t ，铜、铅、银具有了较高的经济回收价 值，进而进行了锌矿中低品位铜铅银开发利用的试 验研究，以便指导选矿厂设计和生产。 1矿石性质 该矿石中主要元素有铜、铅、锌、铁、硫等，并伴 生有银。主要金属矿物有闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、 表1 T a b l el 黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿及微量的斑铜矿、蓝辉铜矿、 黝铜矿、辉银矿。脉石矿物主要有碳酸盐矿物、石榴 石、硅灰石、绢云母，石英和绿帘石等。矿石中矿物 之间的嵌布关系较复杂，黄铜矿、方铅矿和闪锌矿三 者之间常呈连晶共生，相互包裹关系，且包裹体一般 较细小；闪锌矿和黄铜矿的浸染粒度均以粗粒为主， 方铅矿的浸染粒度以中细嵌布为主，且在细粒级中 含量较高。银矿物主要为辉银矿，辉银矿多与方铅 矿、黄铜矿、闪锌矿连晶共生，包裹在方铅矿、黄铜 矿、闪锌矿中。矿石中矿物组成及含量见表1 ，原矿 多元素分析结果见表2 ，锌、铅、铜物相分析结果见 表3 。 矿物组成及含量 M i n e r a lc o m p o s i t i o na n dc o n t e n t7 ‘％ 收稿日期2 0 1 6 - 0 5 - 0 5修回日期2 0 1 6 - 0 9 - 2 2 作者简介马忠臣 1 9 6 9 - ，男，辽宁沈阳人，教授级高级工程师，主要从事选矿工艺研究。 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第6 期 删黧鬻军嚣蕃嚣总锌鬻嚣獬黧黼嚣瓣崭誉糊 2 浮选试验研究 2 ．1 工艺流程的选择 根据该锌矿的矿石性质，回收铜铅银可采用的 原则工艺流程为全优先浮选工艺流程和铜铅混合浮 选再铜铅分离工艺流程，试验工艺流程见图1 、图2 ， 试验结果见表4 。 K i _ _ I r；0 制1 1 J 罨- 单似g ／l 丁搅引、浮选时叫I p 俺F 同 一7 4 斗1 1 1l l l 7 f l c } r 。、 r 1 次1 1 ，硫酸} } l0 0 0 , i I F 研l } 1 I 钠5 、丁7 3 l { h q r l l 二 锏⋯1 I j t 铜粗精习 4 3 I k 乙硫氮2 0 ，M I B C1 2 铅l 粗选 I | f } m 精矿铜{ ；} 曜矿 图l 全优先浮选试验工艺流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fs e l e c t i v ef l o t a t i o nt e s t 表4 T a b l e4 鼠矿 硫酸锌10 0 0 ，亚硫酸钠5 0 0 K 9 0 11 6 锏科引精矿 粥铬} 『芒们 图2混合浮选试验工艺流程及工艺条件 F i g ．2 F l o w s h e e ta n dc o n d i t i o n so fb u l kf l o t a t i o nt e s t 试验结果表明，采用全优先浮选流程，铜粗精矿 铅粗精矿中铅的上浮率为7 3 ．4 7 ％，锌上浮率 4 ．1 ％，铜上浮率7 6 ．5 2 ％，选别指标均低于铜铅混合 浮选流程。全优先浮选流程相对浮选时间长、设备 多、占地面积大等，且该矿石中含铜、铅较低，综合考 虑，该矿石更适合采用铜铅混合浮选再铜铅分离最 后浮锌的工艺流程。 流程对比试验结果 R e s u l t so fp r o c e s sc o m p a r i s o nt e s t ％ 2 ．2 铜铅混合浮选试验 铜铅混合浮选所研究的主要工艺条件包括磨矿 细度、矿浆调整剂种类及用量、锌抑制剂种类及用 量、捕收剂种类及用量、起泡剂种类及用量等。 2 ．2 ．1 磨矿细度试验 磨矿时加人石灰、硫酸锌和亚硫酸钠，用量分别 厌淑选一 銎一 万方数据 2 0 1 6 年第6 期马忠臣等锌矿中低品位铜铅银开发利用的试验研究 2 3 为1 ．0 、1 ．0k g ／t 、5 0 0g ／t ，磨矿浓度为5 0 ％；铜铅混 合粗选加捕收剂乙硫氮3 0g ／t ，起泡剂甲基戊醇1 6 g ／t ，磨矿细度分别为一7 4 斗m 占6 0 ％、6 5 ％、7 0 ％、 7 5 ％、8 0 ％。试验结果如图3 所示。由图3 可知，随 着磨矿细度的提高，铜铅粗精矿中含铜、铅品位随之 下降，含锌品位变化不大，铜、铅、锌的上浮率随之增 加，但幅度越来越小，综合考虑浮选指标及经济成本 磨矿能耗和锌损失 ，确定磨矿细度为一7 4 斗m 占 7 0 ％． 6 5 7 n 7 5H f J 一7 4 ⋯l 。膏∽。r 图3 磨矿细度试验结果 F i g ．3 R e s u l to fg f i n g i n gf i n e n e s st e s t 2 ．2 ．2 矿浆调整剂种类及用量试验 对于铜、铅硫化矿浮选，常用的矿浆p H 值调整 剂有石灰、碳酸钠、苛性钠等，经试验对比确定使用 高效、廉价的石灰作为矿浆p H 值调整剂。在磨矿细 度为一7 4 斗m 占7 0 ％、硫酸锌1 ．0k g ／t 、乙硫氮 3 0g ／t 、甲基戊醇1 6g ／t 条件下，考察石灰用量对铜 铅浮选的影响，试验结果如图4 所示。 图4 石灰用量试验结果 F i g ．4 R e s u l to fl i m ed o s a g et e s t 由图4 可知，随着石灰用量的增加 矿浆p H 值 的提高 ，铜铅粗精矿中铅、铜品位随之下降，锌品位 先下降后提高，铅、锌、铜的上浮率随之增加，铅、铜 上浮率增加幅度越来越小，锌上浮率增加幅度相对 越来越大，综合考虑，确定石灰用量为1 ．0k g ／t ，此时 矿浆p H 值为8 ．0 。 2 ．2 ．3 锌抑制剂种类及用量试验 在石灰用量试验中单一使用硫酸锌抑制锌矿 物，得到的铜铅混粗精矿中含锌均在1 5 ％以上，为加 强对锌矿物的抑制，常常采用硫酸锌与亚硫酸钠或 硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、碳酸钠、硫化钠等混合使 用。1J ，达到有效抑制锌矿物的目的。对于该矿石来 说，锌是主产品，在浮铜、铅时控制好锌的含量便是 重中之重；通过抑制剂不同种类和不同比例组合的 试验对比，结果表明硫酸锌与亚硫酸钠按2 1 比例 组合抑锌浮铜、铅效果最佳，故采用硫酸锌 亚硫酸 钠为锌矿物的组合抑制剂，其用量试验结果见图5 。 图5 硫酸锌 亚硫酸钠用量试验结果 F i g ．5 R e s u l to fs o d i u ms u l f i t ea n d z i n cs u l f a t ed o s a g et e s t 由图5 可知，随着锌抑制剂用量的增加，铜铅混 合精矿中含铅、铜品位随之增加，锌品位随之下降， 铜、铅、锌回收率逐渐降低，铅回收率下降幅度较小， 锌、铜回收率下降幅度较大，说明锌受抑制的同时， 铜受其影响，证明了铜锌之间的密切关系，这与该矿 石性质相符。综合考虑，确定锌抑制剂用量为1 ．5 k g ／t ，其中硫酸锌1 ．0k g ／t ，亚硫酸钠5 0 0g ／t 。 2 ．2 ．4 捕收剂种类及用量试验 该矿石中含铅0 ．4 7 ％，含铜0 ．1 5 ％，含银2 9 ．6 g ／t 。试验选用乙硫氮、丁基铵黑药、3 l 号黑药、乙基 黄药、s k 等捕收剂进行单一和组合对比试验怛J 。结 果表明单一使用乙硫氮，铜、铅、银均得到了有效回 收，乙硫氮用量试验结果如图6 所示。 万方数据 2 4 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第6 期 图6乙硫氮用量试验结果 F i g ．6 R e s u l to fS N 一9d o s a g et e s t 由图6 可知，随着乙硫氮用量的增加，铜铅混合 精矿中含铅、铜品位随之降低，锌品位随之提高，铜、 铅、锌回收率均随之提高，铅、铜回收率提高幅度越 来越小，当乙硫氮用量大于2 0g ／t 时，锌品位及锌回 收率增加幅度越来越大，综合考虑，确定捕收剂乙硫 氮用量为2 0g ／t 。 2 ．2 ．5 起泡剂种类及用量试验 选用常用起泡剂松醇油、醚醇、苯乙醋油、甲基 戊醇进行种类对比，结果表明甲基戊醇对该矿石浮 选效果最好，进而进行了甲基戊醇用量试验，试验结 果如图7 所示。 图7甲基戊醇用量试验结果 F i g ．7 R e s u l to fM I B Cd o s a g et e s t 由图7 可知，当甲基戊醇用量小于1 6g e t 时，铜 铅混合精矿中含锌品位随着甲基戊醇用量增加而降 低，当甲基戊醇用量大于1 6g ／t 时，铜铅混合精矿中 含锌品位随着甲基戊醇用量增加而增加，且增幅较 大，故确定甲基戊醇用量为1 6g ／t 。 2 ．3 铜铅分离试验 铜铅混合粗精矿经过两次精选，得到含铜 1 0 ．4 5 ％、含铅3 0 ．3 6 ％、含锌8 ．0 8 ％的铜铅混合精 矿。该矿石中铅矿物浸染粒度以中细嵌布为主，且 铜、铅、锌三种矿物之间常呈连晶共生，相互包裹关 系；根据矿石性质和“抑多浮少”的规则，铜铅分离采 用抑铅浮铜工艺∞J 。通过条件试验，确定再磨细度 为一3 8 斗m 占8 5 ％、活性炭 硫化钠解吸脱药法H j ， 用量各5 0g ／t 、高效无毒的铅抑制剂Y x ．2 1 1 ”J ，用量 为2 0 0g ／t 、对铜选择性好的捕收剂Z 一2 0 0 ，用量为8 g ／t 等工艺条件，铜铅得到了有效分离。 3 闭路试验 在铜铅浮选条件试验和现场浮锌工艺 石灰调 整矿浆p H 值并抑制黄铁矿，硫酸铜活化锌矿物，丁 基黄药为锌矿物捕收剂，甲基戊醇为起泡剂 的基础 上，采用铜铅混合浮选再铜铅分离，之后浮锌的工艺 流程进行闭路试验，工艺流程见图8 ，试验结果见表 5 。获得了铜精矿含铜1 9 ．8 3 ％、含银8 9 1 ．8 5g ／t 、铜 回收率7 4 ．8 6 ％、银回收率1 7 ．3 1 ％，铅精矿含铅 4 6 ．5 9 ％、含银21 5 5 ．3g ／t 、铅回收率7 1 ．5 4 ％、银回 收率5 2 ．1 2 ％，铜、铅精矿中银总回收率6 9 ．4 3 ％和 锌精矿含锌5 4 ．0 2 ％、锌回收率9 6 ．7 3 ％的较好 指标。 4结论 该锌矿石中含锌较高，达8 ．2 8 ％，含铜、铅较低， 分别是0 ．1 5 ％和0 ．4 6 ％，锌铜比为5 4 ．8 3 ，锌铅比为 1 7 ．6 2 。根据锌矿石的矿石性质和试验结果，采用铜 铅混合浮选一铜铅分离一锌浮选的工艺流程是合 理的。 表5闭路试验结果 T a b l e5R e s u ho fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t ／％ 产品 品位回收率 名称 ’。 P bZ nC uA91PbZ nC u A g 铜精矿 0 ．5 74 ．4 5 07 ．0 9 01 9 ．8 3 08 9 1 ．8 55 ．4 9 0 ．4 9 7 4 ．8 6 1 7 ．3 1 铅精矿0 ．7 1 4 6 ．5 9 08 ．4 6 00 ．5 9 721 5 5 ．37 1 ．5 4 0 ．7 32 ．8 15 2 ．1 2 锌精矿 1 4 ．8 20 ．4 6 25 4 ．0 2 00 ．1 5 43 6 ．0 51 4 ．8 l9 6 ．7 31 5 ．1 l1 8 ．2 0 尾矿 8 3 ．9 00 ．0 4 50 ．2 0 30 ．0 1 34 ．3 38 ．1 72 ．0 67 ．2 21 2 ．3 7 原矿 1 0 0 ．00 ．4 6 28 ．2 7 70 ．1 5 l2 9 ．1 51 0 0 ．01 0 0 ．01 0 0 ．01 0 0 ．0 万方数据 2 0 1 6 年第6 期马忠臣等锌矿中低品位铜铅银开发利用的试验研究 箜 。 | 磊磊5 五M I B C1 6 ]3 | | 乙硫氮5 ，M I B C4 混合J 扫选 石灰15 0 0 ，硫酸铜3 0 0 丁基黄药8 0 ，M I B C4 0 图8 闭路试验工艺流程 F i g ．8 F l o w s h e e to fc l o s e d - c i r c u i tt e s t 通过试验研究，确定了铜铅混合浮选的工艺条 件磨矿细度一7 4I * m 占7 0 ％，石灰调整矿浆p H 值、 硫酸锌 亚硫酸钠抑制锌矿物、捕收剂为乙硫氮、起 泡剂为甲基戊醇等工艺。该工艺具有流程结构简 单、药剂种类少且属常规药剂、易于购买等特点。 铜铅分离采用混合精矿再磨、活性炭 硫化钠 脱药、抑制剂Y X ．2 1 1 、捕收剂Z - 2 0 0 等工艺，实现了 铜铅的高效分离，实现了矿山无毒、绿色环保建设。 该研究成果将应用于现场生产，使该锌矿石中 的有价金属铜、铅、银得到了有效回收，为企业赢得 更高的经济效益；同时，对同类矿石的开发利用具有 借鉴意义。 参考文献 [ 1 ] 张泾生，阙煊兰．矿用药剂[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 8 6 3 7 - 6 4 6 ． [ 2 ] 见百熙．浮选药剂[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 1 2 5 1 - 2 6 3 ． [ 3 ] 李鑫，肖巧斌，王中明，等．蒙古国某铅锌矿石铜铅分 离试验研究[ J ] ．矿冶，2 0 1 5 ，2 4 3 5 - 9 ． [ 4 ] 李冬．综合回收锌矿石中伴生低品位铜铅工艺研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 6 2 1 - 2 4 ． [ 5 ] 马忠臣．提高铅锌矿中伴生铜回收率的工艺研究与工业 应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 2 9 1 4 ． 咖咖羔 万方数据