小铁山多金属矿铜与铅锌分离工艺试验研究.pdf

1 0 有色含晨 选矿郜分 2 0 1 4 年第3 期 d o i 1 0 3 9 6 9 ，j j s s l l ．1 6 7 l 9 4 9 2 2 0 1 4 ．0 3 ．0 0 3 小铁山多金属矿铜与铅锌分离工艺试验研究 胡保栓，柏亚林，李国栋 西北矿冶研究院，甘肃白银7 3 0 9 0 0 摘 要针对小铁山复杂难选多金属矿现场生产情况。根据矿石性质特点，通过研究影响铜与铅锌分离效果的主 要因素，对分离作业工艺参数的优化并添加新型调整剂％和氏完善原有的亚硫酸硫化钠分离法，达到了提高铜精矿 品位、降低铜精矿中铅锌含量的目的，在分离给矿铜5 ．2 D ％、铅1 3 ．1 5 ％、锌2 3 ．1 0 ％条件下，取得了铜精矿铜品位 2 2 ．0 6 ％、铜作业回收率8 2 ．6 7 ％、含铅4 ．9 5 ％、含锌4 ．9 2 ％的较好指标。 关键词多金属矿；分离工艺；亚硫酸域化钠分离法；T k ；％ 中图分类号1 D 9 5 2文献标志码A文章编号1 6 7 l 9 9 2 2 0 1 4 0 3 ∞1 伽5 m 删蚰t h es e p a 船黼b e t w 咖C o 坤盱a n dL e 们掘o f 】| 【i ∞鼬幽蛐凡岈删cO 砖 册B 伽J l l I I 僦，A 盯胁，口Q 删i D 叼 C Ⅳb 厅h 嬲tR ∞e 四℃hI 如坑t I l 钯。厂尬m 哪甜以M 嘲埘u ，1 鲫，B 嘲归lG 姗s u7 3 羽| o o ，伽n 国 A h s l t l l l c t A c c o r d i n gt ot h ep m d u c t i o ns i t l l a t i o n肌do 弛 c h a m c t e r i s 畦c so fX i ∞t i e s l l 葺mc o m p l e x 幽c t o 巧p o l y m e t a l l l i co r e ，t h e 砌i nf a c t o f s 世＆t i n gt l l e 嗍p a 觚叩b e t W e 髓c o p p 盯锄dl e a d 舳d 五I l cw e 粑 e x a I l l i 舵d ．1 1 1 es 印a r a t i o np a 棚n e t e 璐w e r eo p t i I I l i z e da n dn e w 麒 d i f i e 玛T 1 2 蚰dT 弱w e 糟a d d e dt o i n l p I D v e t l l e 商g i n a ls u l p h 啪u sa c i d 舳ds o d i u ms l l l p l l i d e ∞p 壬嘶∞m e t l l o d ．T h eg 谢eo fc o p p e rc o n c e n Ⅱa t ew 鹪 i m p r o v e d ， w h i l et h el e a da n dz i n cc o n t e n ti nt l l ec Q n c e n 砸n ew 鹊弛d u c e d ．T h e c o p p e rc o n t e n t o ft } I e c 伽c e n t r a t ew 鼬u pt o2 2 ．0 6 ％w i t l lr e c o v e r yo f8 2 ．6 7 ％，彻dc ∞t a i n s4 ．9 5 ％P b ，4 ．9 2 ％Z n ，w h e nt l l e f e e do mc o n t a i n s5 ．2 0 ％C u ．1 3 ．1 5 ％P b 如d2 3 ．1 0 ％Z n ． 1 【e yw o r d | s p o l y m e t a U i co r { e ；∞p 酊撕帆p m c e 鸥；舳H ．u r 伽s 北i d s o d i 岫8 凼d e ∞p a 堪t i 嘲m e t h o d ； T k ；T 1 2 小铁山多金属矿属于岛弧海相酸性火山作用有 关的黑矿型C u P b z n A u A g 成矿系列，矿石中 含有铜、铅、锌、金、银、硫等有价元素，具有非 常可观的开采利用价值[ 1 - 3 ] 。该矿石中矿物种类繁 多，矿石结构复杂，铜铅锌硫等有用矿物嵌布粒度 细、嵌布关系较为密切，分离难度较大，属于复杂 难选多金属矿。小铁山多金属矿自投产以来，一直 采用“全混合脱硫一亚硫酸一硫化钠”法分离铜 与铅锌的原则浮选工艺流程进行生产，多年来的生 产实践证明“全混合一脱硫亚硫酸一硫化钠”法 分离铜与铅锌的浮选工艺对小铁山多金属矿较为适 合，但其中的亚硫酸一硫化钠分离法有必要进一步 完善[ 蚓。本次试验研究通过在铜与铅锌分离作业 添加新型调整剂T 。和氏完善原有的亚硫酸一硫化 钠分离法，同时，进一步查找影响分离效果的其它 问题并加以解决，以期强化分离效果，降低产品互 含，达到提高金属回收率的目的[ “] 。 1 原矿性质 原矿工艺矿物学研究结果表明，矿石中矿物种 类繁多，结构复杂。主要金属矿物为黄铁矿、闪锌 矿、黄铜矿、方铅矿；次要金属矿物有翰铜矿、铜 蓝、磁铁矿等；脉石矿物为石英、绿泥石、绢云 母、方解石等。黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿 等金属矿物与脉石矿物嵌布关系相对较为简单，但 黄铜矿、方铅矿和闪锌矿之间嵌布关系较为复杂， 常以集合体、微细粒包裹体状态存在，该矿石中闪 锌矿分为两期生成，可浮性差异较大，早期生成的 收稿日期2 0 1 3 一1 2 2 5修回日期2 0 1 仙3 一1 6 作者简介胡保栓 1 9 6 4 _ ，男，河南长葛人，教授级高工，主要从事选矿科研、咨询及设计工作。 万方数据 2 0 1 4 年第3 期胡保栓等小铁山多金属矿铜与铅锌分离工艺试验研究 。1 l 闪锌矿可浮性较好，晚期生成的闪锌矿可浮性较 差。矿石结构以半自形一他形粒状结构、交代残余 结构、填间结构为主。矿石构造主要为致密块状构 造、浸染状构造[ “】。原矿多元素分析结果见表1 ， 表l 7 I 丑I b l e1 铜、铅、锌物相分析结果分别见表2 。 从表1 的多元素分析结果看，该矿物中可回收 的有价元素为铜、铅、锌、金、银、硫；从表2 的 物相分析结果看，铜、铅、锌的赋存形式以硫化矿 原矿多元素分析结果 M u l t i e l e m e n t 趴a l y s i sr e s I l l t s o fm n ．o f - I n i n eo 陀丝 互要盟銎竺竺鲨鲨篓竺竺燮鲨竺竺 含量 o ．舳O ．1 1O ．0 2o 0 3 0 ．9 6 2 ．2 0O ．1 2 o ．0 3O ．嘶2 ．4 l4 ．2 lo ．1 80 ．1 1 4 5 0 占查皇．．2 曼主． I 堑2 丝墨1 2 1 嫂；Q2 1 丝生塑l 』丝2 堡 鲤Q 塑堑堡盟2 丝 塑Q 物为主。 2 选矿试验研究 本次试验仍然采用现场目前生产所用的流程 “全混合一脱硫一亚硫酸硫化钠”法分离铜与铅锌 为原则浮选工艺流程。本次试验研究重点进行铜与 铅锌分离作业的试验研究，主要包括以下几个方 面再磨细度对分离效果的影响；浮选浓度对分离 效果的影响；辅助调整剂对分离效果的影响；脱水 量对分离效果的影响；亚硫酸对分离效果的影响。 2 ．1 混合粗选及脱硫作业条件试验 在进行铜与铅锌分离试验研究之前，首先进行 混合粗选以及脱硫作业的各项条件试验。通过详细 的试验研究，最终确定的混合粗选以及脱硫作业的 各项工艺条件结果见图l 。以图1 中的铜铅锌混合 精矿作为给矿进行铜与铅锌分离的各项试验研究， 该混合精矿品位铜5 ．2 0 ％、铅1 3 ．1 5 ％、锌2 3 ．0 0 ％。 2 ．2 铜与铅锌分离作业的试验 按图2 所示工艺流程及条件进行铜与铅锌分离 作业试验研究。 2 ．2 ．1 再磨细度对分离效果的影响 由图3 试验结果可以看出，随着再磨细度增 加，铜粗精矿锕品位逐渐提高，铜回收率略有降 低，铜粗精矿中铅锌量明显降低，当再磨细度达 到一3 7 肛m 占9 0 ％时，铜粗精矿品位不再升高，其 中铅锌含量降低幅度减小，而铜回收率急剧下降， 因此，再磨细度对分离作业影响较大，最终确定适 宜的再磨细度为一3 7 即A 占9 0 ％。 药剂用量单位矾 原矿 浮选、搅拌时间单位n l i n ，下同T 磨矿一7 4p 皿7 5 ％U 石灰3 咖 z I 瑟蓑慧r ‘混合I 粗选 黼⋯ 拦上 。3 土矿 锅铅舞混合精矿 中矿 图1混合粗选以及脱硫作业的工艺流程及条件 F i g ．1 n o w s h e e ta n dc o n d i t i o 船o fb u l l 【砌J 曲i n g a n dc I e s u l 6 l z a t i o n 给矿 铜粗精矿铅锌混合精矿 图2 铜与铅锌分离作业试验流程 F i g ．2 n o w s h e e to fs e p a m t i 蚰b e 附∞nC u 肌d P b ．z n 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第3 期 2 ．2 ．2 分离作业矿浆浓度对分离效果的影响 由图4 试验结果可以看出，随着分离作业矿浆 浓度增加，铜粗精矿铜品位略有降低，铜回收率逐 渐提高，铜粗精矿中铅锌含量略有升高，铅锌混合 精矿中铜含量降低，当分离作业浓度达到2 4 ％时， 铅锌} 昆合精矿中铜含量降低幅度增大，铜回收率明 显升高，当浓度达到3 0 ％时，铜粗精矿中铅锌含量 急剧升高，而铜回收率变化不大，因此，分离作业 的浮选矿浆浓度在2 5 ％～3 0 ％为宜。 零 ＼ 辫 娶 国 再磨细度 一3 7 “m 含量 ／％ 图3 再磨细度对铜与铅锌分离的影响曲线 F i g ．3 E f k c to fr e g n n d i n gf i n e n e s so nt h e s e D a r a t i o nb e m e e nC ua n dP b Z n 1 铜品位；2 铜精矿中铅品位；3 铜精矿中锌品位； 4 铜回收率下同 蓬 褥 擎 回 分离作业矿浆浓度，％ 图4 矿浆浓度对铜与铅锌分离的影响曲线 F i g ．4 E f f b c to fp u l pd e n s i t yo nt h es e p 啪t i o n b e t w e e nC ua n dP b Z n 2 ．2 ．3 辅助调整剂分离效果的影响 1 辅助调整剂氏、T ． 氏是几种无机盐按一定比例组配的组合调整 剂，为易溶于水的淡黄色固体，无毒环保、价格低 廉，对铅锌矿物具有较好的抑制效果，适用于铜与 铅锌分离浮选，可拓宽采用亚硫酸一硫化钠进行铜 与铅锌分离的使用范围。 T ，也是几种无机盐按一定比例组配的组合调 整剂，为易溶于水的白色固体，无毒环保、价格低廉， 对铅锌矿物具有一定的抑制效果，适用于铜与铅锌 分离浮选，可强化亚硫酸对铅锌矿物的抑制效果。 2 氏对分离效果的影响 硫化钠在工艺中对铅锌起主要抑制作用，但硫 化钠在矿浆中作用时间较短，失效快。本次试验新 研发的辅助调整剂氏对铅锌有较好的抑制效果。 从图5 可以看出，仅用硫化钠作为抑制剂，随着浮 选时间的延长，铜精矿中铅锌矿物上浮量急剧增 加；添加一定量的氏后，抑制效果明显加强。相 同浮选时间，添加氏后铜粗精矿铅锌含量明显低 于不加氏，说明氏对改善硫化钠抑制铅锌的效果 较为明显。 零 ＼ 删 把 皴 露 岳 b 蜒 晤 邃 赫 擎 回 分离浮选时间，m i n 图5 氏对铜与铅锌分离的影响曲线 F i g ．5 E f 玷c to f7 氏o nt h es e p a r a t i o nb e t w e e nC u a n dP b Z n 5 一加入氏铜精矿中铅品位；6 一加入氏铜精矿中锌品位 3 T 1 对分离效果的影响 由于亚硫酸一硫化钠法分离铜与铅锌要求 p H5 ．5 ～6 ．8 ，分离作业中亚硫酸是控制p H 的主要 药剂，其用量的多少和浓度直接影响到矿浆p H ， 也决定着分离效果[ 3 ’引，由图6 可以看出，在相同 p H 条件下，添加一定量的T 。后铜粗精矿铅锌含量 明显低于不加T 。，尤其在p H 为两端极限条件下， 添加T ，与不添加T 。其铜精矿中铅锌含量差异更 大，说明T I 对改进亚硫酸性能效果较好。 零 ＼ 过 咯 滋 露 导 奄 婆 啜 堡 褂 擎 国 曜 矿浆p H 图6T 。对铜与铅锌分离的影响曲线 F i g ．6 E f k c to fT 1 2o nt h es e p a r a t i o nb e t w e e nC u a n dP b Z n 7 一加人T ．铜精矿中铅品位；8 一加入T 。铜精矿中锌品位； 9 一加入亚硫酸铜精矿中铅品位；l O 一加入亚硫酸铜精矿中锌品位 万方数据 2 0 1 4 年第3 期胡保栓等小铁山多金属矿铜与铅锌分离工艺试验研究 。1 3 2 ．2 ．4 脱水量对分离效果的影响 一般多金属分离再磨前进行脱水主要有两个作 用，其是增大人磨矿浆浓度，有利于提高磨矿细 度，其二是通过脱水达到一个脱药的效果，这对分 离作业起到了重要作用[ 5 ] 。本次试验主要是在试 验室中通过脱水后重新调浆来验证其脱药效果，从 图7 试验结果来看，随着脱水比例的增大，铜粗精 矿铜品位逐渐提高，铜回收率略有降低，铜粗精矿 中铅锌含量大幅度降低，当脱水比例达到4 5 ％时， 铜粗精矿中铅锌含量降低幅度减小，当脱水比例达 到6 5 ％时，由于缺药的原因，铜回收率急剧下降， 因此，脱水比例应在4 5 ％～6 5 ％为宜。 堡 趟 咯 邃 碍 馨 回 举 脱水比例，％ 图7 脱水比倒对铜与铅锌分离的影响曲线 F i g ．7 E 伍e c to fd e h 姗i o nr 砒i oo nt I I es e p 踮a t i o n b e 附e 吼C u 跚dP b z n 2 ．2 ．5 亚硫酸对分离效果的影响 小铁山矿铜与铅锌分离一直采用亚硫酸一硫化 钠法，多年的应用效果表明亚硫酸的质量直接影响 着分离效果，进而影响生产指标。该系统突出的优 点是成本低、废水易处理；存在的主要问题是，亚 硫酸浓度低、用量大，导致分离作业矿浆浓度减 小。本次试验研究采用不同亚硫酸制备方法进行对 比试验研究，主要采用现场生产烧制亚硫酸、配制 亚硫酸、白银公司三冶炼厂废酸按最佳条件进行试 验对比，试验结果见表3 。表3 结果表明配制亚硫 酸用量少且效果最好。 2 ．3 铜与铅锌分离作业闭路试验 按图l 混合粗选以及脱硫作业工艺流程产出的 铜铅锌混合精矿 该混合精矿品位为铜5 ．2 0 ％、铅 1 3 ．1 5 ％、锌2 3 ．1 0 ％ 作为给矿，接图8 所示流程 进行铜与铅锌分离作业闭路试验，试验结果列于 表4 。 试验结果表明，对分离作业各项工艺条件优化 后，可以有效降低产品互含，达到提高金属回收率 表3不同亚硫酸来源最佳条件试验结果 7 I 枞e3R ．e s l l l t so f 叩t i m m nc o n d i t i o n sw i t l ld i 珏毛r ；e n t s u l f i t e 踟虹r c e s ／％ 亚硫酸来源产品名称产率 品位回收率 C uP bZ uC uP bZ u 器鬈豢簪蒸篡兰罴麓熬赫 配材亚番瞰铅粥雕} I 青矿7 6 ．∞1 ．1 01 4 ．8 52 7 ．9 51 5 ．9 68 5 ．舳9 1 ．8 4 三冶炼废酸铅销雕} 精旷7 7 ．8 31 ．3 1 1 4 ．2 l2 7 ．2 71 9 ．0 48 1 ．3 0 8 8 ．7 4 攀器篙譬愁篡篙撼黑 ““ 给矿1 0 0 ．O5 ．1 5 1 3 ．3 42 3 ．3 l1 ∞．O1 0 0 ．01 ∞．O 给矿 铜精矿 图8 铜与铅锌分离作业闭路试验工艺流程及条件 F i g ．8 C l o ∞d c i r c u i tp r o c e s s 曲dc o n d i 6 0 璐o f 表4 ’I 址l e s e p 删t i ∞b e “佗e nC u 彻dP b z n 铜与铅锌分离作业闭路试验结果 4 S e p 删o nr e “t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t b e 眦舢C u 卸dP b - z n／％ 的目的。 3 结论 1 小铁山多金属矿矿物种类繁多，矿石结构 复杂，铜铅锌硫等有用矿物嵌布粒度细、嵌布关系 较为密切，分离难度较大，属于典型的复杂难选多 金属矿。 2 影响铜与铅锌分离效果的因素较多，再磨 细度、分离作业浮选浓度、脱水量、亚硫酸浓度等 l 下转第2 5 页 万方数据 2 0 1 4 年第3 期田树国等从山西某金矿尾矿中回收金锌试验研究 2 5 表3闭路试验结果 ’I a b l e3 7 r h er e 叭l to fc l ∞e dc i m l l i tt e 8 t ／％ 产品名称产率_ 菇r 嵩竽百一i _ 』等 金精矿 o ．9 83 4 ．2 81 0 ．6 33 7 ．3 96 2 ．9 31 8 ．5 61 2 ．5 2 锌精矿o ．8 31 ．1 24 5 ．6 23 6 ．∞1 ．7 46 7 ．4 7 1 0 ．2 3 硫精矿 5 ．甜2 ．1 8O ．∞3 7 ．弱2 3 ．加5 所 7 3 舶 尾矿9 2 ．5 l o ．0 r 7O ．0 5o ．1 21 2 ．1 38 舯3 ．7 9 原矿l ∞．oo ．5 3 O ．5 62 ．9 3l ∞．o1 ∞．0l ∞．0 0 ．5 虮、含锌O ．5 ％的条件下，可获得含金3 4 ．2 8 驴、 金回收率为6 2 ．9 3 ％的金精矿，含金2 ．1 8 虮、金回 收率2 3 ．2 0 ％、含硫3 7 ．8 6 ％、硫回收率7 3 ．4 6 ％的硫 精矿，和含锌4 5 ．6 2 ％、锌回收率6 7 ．4 7 ％的锌精矿。 3 磨矿细度对该矿中金锌的混合浮选起到至 关重要的作用。由于该尾矿长期堆存，导致硫化矿 表面不同程度的氧化，且尾矿中部分硫化矿物没有 解离，因此，在浮选过程中需细磨，使目的矿物解 离，为金锌综合回收创造条件。 4 该尾矿综合回收金锌工艺流程简单，能产 出金精矿、锌精矿与含金硫精矿3 种精矿产品，既 降低了药剂用量，又减少了精矿中金、锌互含，充 分回收该尾矿中的有价金属元素。 5 积极开展老尾矿库中有色金属及黄金回收 的研究，尤其是对黄金矿山老尾矿中金的回收，对 矿产资源综合利用有着重要的现实意义。 参考文献 [ 1 ] 李礼，谢超．金尾矿综合利用技术研究与应用进展 [ J ] ．资源与环境，2 0 1 2 ，2 8 9 8 1 6 - 8 1 8 ． [ 2 ] 王学娟，刘全军，王奉刚．金矿尾矿资源化的现状和进展 [ J ] ．矿冶，2 0 0 7 ，1 6 2 ㈣． [ 3 ] 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