复杂铅锑银锌多金属硫化矿浮选分离工艺研究.pdf

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2 0 1 3 年第6 期有色金属 .选矿部分 - 1 7 d o i lo .3 9 6 9 a .i s s n .1 6 7 1 9 4 9 2 .2 0 1 3 .0 6 .0 0 5 复杂铅锑银锌多金属硫化矿浮选分离工艺研究 程建国 长沙矿冶研究院有限责任公司,长沙4 1 0 0 1 2 摘要针对广西复杂铅锑银锌多金属硫化矿矿石性质,在工艺矿物学研究的基础上,进行了“铅锑银优先混浮一 锌硫混浮及分离”和“铅锑银硫混浮及分离锌浮选”工艺流程的对比研究。结果表明,采用硫酸锌 亚硫酸钠作抑制 剂,乙硫氮作捕收剂,“铅锑银硫混浮及分离锌浮选”工艺流程可实现铅锑银硫与锌的有效分离;铅锑银硫混合精矿 经再磨处理,采用少量石灰作抑制剂,可实现铅锑银与硫的有效分离;闭路试验获得了含铅6 7 .踟%、含银26 0 6 .1 7 虮、 含锑5 .0 1 %的铅精矿,铅、银、锑回收率分别为9 1 .0 8 %、7 7 .4 6 %和6 2 .4 2 %;含锌5 1 .4 0 %、含银2 9 5 .4 8 加的锌精矿,锌、 银回收率分别为8 7 .2 9 %和6 .5 5 %;含硫4 9 .9 5 %的硫精矿,硫回收率4 1 .2 9 %。 关键词方铅矿;脆硫锑铅矿;闪锌矿;铅硫混浮;乙硫氮 中图分类号T D 9 5 2 ;7 I D 9 2 3 ;’I 聃5 4 文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 0 6 o o l 7 埘 S t u d y 蚰n o t a 廿佃S e p a 瑚畸o nP l r 们e 鲻f o raC o m p l 饮P o l y l 玳妇m cS u m d eo 心 C j 田姗- G 历口,够l o a 湖’萨蛔.R I B s e 饿h 加蹴u 据0 厂豫锄叼口以地t 以u 嘲C D .,L 纪.,a 郴h a4 如优2 , C h f n 动 A b 甜r a c t A c c o r d i n gt ot 量l eo r ep m p e n yo fac o m p l e xP b - .S b A g Z np o l y m 剃i cs u l p h i d eo r e ,b 鹤e d o nt I l es m d yo fp r o c e s sI I l i n e m l o 盯o ft l l eo r e ,t l l ep m c e s sc o m p a r i s o ns t u d i e so ft l l en o w s h e e to fP b S b A g p r e f e r e m i a lb u l l 【n o t a t i o n Z n Sb u l kn o t 砒i o na n ds e p a r a t i o nw i t l lt h en o w s h e e to fP b S b A g Sb u l kf l o t a t i o n f o U o w e db ys 印a r a t i o nw e r ec o n d u c t e d .T h et e s tr e s u l t ss h o w e dt h a ta d o p t i n gt h ed e p r e s s a n t so fZ n S 0 4 N a 2 S 0 3 , S N 9鹊c o l l e c t o r ,t l l ep r o c e s sn o w s h e e to fP b S b A g Sb u l kn o t a t i o na n db l l l kc o n c e n t r a t e s e p a r a t i o na n dz i n cf l o t a t i o nc o u l dr e a l i z e 山ee m c i e ms e p 嘲t i o no fP b S b A g Sa n dZ n ,a n dt h e b u l k c o n c e n 扛砒ew a st r e a t e db yr e 加n d i n g , t h e nb yt } l em e t h o do fa d o p t i n gl i m ea s d e p r e 鹤a n t , t l l em i n e r a l so f l e a d ,a n t i m o n y , s l i v e ra n dp 蛐t ew e r es e p a r 砒e ds u c c e s s f u U y .T h el e a dc o n c e n m l t e 孕.a d i H g6 7 .8 y 殇P b , 2 6 0 6 .1 7 趴A g 锄d5 .0 1 %S bw 鹬o b t a i n e d ,a tr e c o v e r i e s o f9 1 .0 8 %P b ,7 7 .4 6 %A ga I l d6 2 .4 6 %S b r e s p e c t i v e l y ,w h i l et I l ez i n cc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g51 .4 0 %Z na I l d2 9 5 .4 8 趴A gw 鹊g o t 诵t hr e c o v e r yo f 8 7 .2 9 %明d6 .5 5 %r ;e s p e c t i v e l y , a n dt l l es l l l p h u rc o n c e n t r a t eg r a d ew 鹪4 9 .9 5 %而t hr e c o v e r yo f4 1 .2 9 %. K e yw o r d s 列e n a ;j 锄e ∞n i t e ;s p h a l e r i t e ;b u l kn o t a t i o no fl e a d 粕ds u I p h I l r ;d i e t h y l d i t h i o c a r b 锄a t e 长期以来,复杂多金属硫化矿的浮选分离工艺 研究一直是热门课题。对于多金属硫化矿,浮选分离 工艺研究多集中在优先浮选[ 卜6 ] 、优先浮铅部分混 浮及分离[ 伸] 、部分混浮及分离叫孚锌 鳓[ 州2 ] 三 种原则工艺。从近1 0 年发表的论文来看,采用优 先浮选工艺的约占6 7 %,优先浮铅一部分混浮及分 离工艺约占1 0 %,而部分混浮及分离一浮锌 硫 工艺约占2 3 %。可见,对于不同的研究对象,浮选 分离工艺的选择由矿石性质决定,浮选药剂的选择 也是如此。 本文在对复杂的铅锑银锌多金属硫化矿浮选分 离工艺研究中发现,采用铅锑银优先混浮锌硫混 浮及分离工艺,在强抑制条件下,铅、锑、银、 锌、硫的回收率均受到影响,在磨矿细度- 7 4 斗m 粒级占9 0 %时,铅精矿、硫精矿含砷偏高,药剂成 本较高;而采用铅锑银硫混浮及分离锌浮选工 箨薯雷羿| 翟鬟音8 盏9 一 ,男,北京人,硕士,高级工程师,主要从事有色金属选矿工艺研究。作者简介程建国 1 9 5 9 一 ,男,北京人,硕士,高级工程师,主要从事有色金属选矿工艺研究。 万方数据 1 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 艺,在弱抑制条件下,可实现铅锑银硫与锌的有效 分离,铅锑银硫混合精矿经再磨处理,可实现铅锑 银与硫的有效分离,金属回收率显著提高,产品含 砷明显降低,药剂成本降低近4 0 %。 1 矿石性质 矿石中主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿和黄铁 矿,次为脆硫锑铅矿、白铁矿、毒砂等,偶见辉锑 矿和黄铜矿零星分布,属于难选铅锑锌硫多金属硫 化矿石;脉石矿物主要是石英、绢云母和方解石。 矿石的多元素化学分析结果和主要矿物含量分别见 表l 、表2 。 矿石中铅主要以方铅矿和脆硫锑铅矿两种形式 产出,分布率分别为8 0 .9 9 %和1 1 .2 7 %,合计分布 表1 矿石的主要化学成分 I 曲l e1 蹦n c i 叫c h e m i c a lc o m p o n e n t so f 砌一o f _ I I l i n eo r e ,% 组分P bz nc us bs nC dA ssT F eF e /S 。F e 0F e 如s i 0 2T i 0 2m 2 0 3c a 0M 9 0M n 0N a 2 0K 2 0PA u ‘’A 9 1 ’烧失 含量 6 .8 37 .9 52 .2 40 .2 lO .1 22 .4 3 率为9 2 .2 6 %,其余为碳酸铅、硫酸铅和铅铁矾; 锌的赋存状态较为简单,硫化锌中的锌占9 4 .7 4 %, 其余为碳酸锌、硫酸锌和锌铁尖晶石;银的赋存状 态较为复杂,呈独立银矿物产出的银仅占3 2 .7 3 %, 其它呈类质同象赋存在其它金属硫化物中;以脆硫 锑铅矿和辉锑矿产出的锑,其合计分布率为 7 0 .8 4 %,其余则呈锑酸盐和锑华形式存在。 矿石中方铅矿、闪锌矿具有不均匀中粗粒嵌布 特征,脆硫锑铅矿、黄铁矿属于不均匀中细粒嵌 布。脆硫锑铅矿与矿石中几乎所有的金属硫化物均 存在着密切而复杂的交生关系,尤其是常呈微细的 包裹体嵌布在这些矿物中。采用扫描电镜对闪锌矿 进行了能谱微区成分分析,其化学成分较为稳定, 但因类质同象置换,普遍含铁较高,而属典型铁闪 锌矿的范畴,平均含锌5 3 .0 3 %、铁1 0 .1 4 %。毒 砂呈三种形式产出一是呈自形粒状以稀疏浸染状 的形式嵌布在脉石中;二是沿黄铁矿边缘、粒间及 裂隙充填交代形成混杂交生的嵌连关系;三是晚期 形成的方铅矿、脆硫锑铅矿沿其边缘、裂隙、粒间 及孔洞交代,交代强烈的部位,毒砂常呈细小的残 余出现,或者相互之间表现为包裹镶嵌的关系。显 然第二、三种类型的毒砂是影响铅精矿、硫精矿砷 含量的主要原因。 相对而言,方铅矿的粒度最粗,次为闪锌矿, 当粒级为 0 .3 0m m 时,正累计分布率方铅矿为 9 8 .4 9 %、闪锌矿为9 1 .2 2 %,而脆硫锑铅矿和黄铁 矿仅分别为3 8 .2 6 %和3 4 .7 9 %。磨矿细度为一7 4 “m 占9 5 %时,方铅矿和闪锌矿的单体解离度分别为 9 3 .6 %和9 2 .1 % 表3 。因此,欲同时回收方铅 矿、闪锌矿、脆硫锑铅矿和黄铁矿,磨矿细度一7 4 斗m 粒级应大于9 0 %。 表3不同磨矿细度矿石中铅锌矿物的解离度 T a b 】e3I j h e m t i o no f 】e 日d z i n co r e s 诵t hd j 珏b r e n t 萌n d i n gf i n e n e s s /% 2 原则工艺确定 矿石中可供选矿回收的主要组分是铅、银、 锌,并综合回收锑、硫。方铅矿的可浮性比闪锌矿 好,对于铅锌矿一般采用“浮铅抑锌”流程。鉴于 矿石中方铅矿是银的主要载体矿物,而脆硫锑铅矿 亦为含铅的金属硫化物,可浮性也较好,因此在浮 铅时应先使铅、锑、银一起进入铅粗精矿,再考虑 铅锑分离问题。矿石中的锌以铁闪锌矿形式产出, 硫以黄铁矿形式产出。铁闪锌矿的可浮性比一般闪 锌矿的差,如果采用“浮锌抑硫”流程,在深度抑 硫的同时,锌也会被抑制,而且硫的再活化成本较 高。即便是采用锌硫混浮,浮铅时锌硫已受到抑 万方数据 2 0 1 3 年第6 期程建国复杂铅锑银锌多金属硫化矿浮选分离工艺研究 1 9 制,其活化成本仍较高。为此,采用“铅锑优先混 浮一锌硫混浮及分离”和“铅锑硫混浮及分离锌 浮选”两种流程进行试验。 3 试验结果 3 .1 铅锑优先混浮锌硫混浮及分离工艺 首先进行了各作业的条件试验,包括磨矿细 度、抑制剂种类及用量、捕收剂种类及用量、浮选 时间、流程结构等,确定了相关工艺参数。结果表 明,磨矿细度以一7 4 斗m 占9 0 %的效果较好,铅精 原矿 铅精矿 矿中锌、硫含量较低,锌、硫分离效果较好;在铅 锑优先混浮作业,采用石灰、硫酸锌 亚硫酸钠作 为锌、硫矿物的抑制剂效果较好;乙硫氮表现出较 好的铅、锌分离效果;锌硫混浮采用硫酸和硫酸铜 作活化剂,硫酸用量较大;铅、锑分离效果不好, 只能得到铅锑混合精矿。在开路试验的基础上,进 行了全流程闭路试验,流程见图1 ,结果见表4 。 由表4 结果可知,闭路试验可以获得产率 9 .7 锄、铅品位6 2 0 1 %、含银23 8 5 .1 2 新、含锑4 .5 9 % 的铅精矿,铅回收率8 8 .7 4 %,银回收率7 4 .9 4 %, 磨矿~7 4 岬占9 0 % 药剂用量单位虮; 搅拌、浮选时间单位m i n ;下同 5 K 石灰80 0 0 5 K 组合抑制剂40 0 0 3 沭乙硫氮4 0 1 M I B C2 0 铅I 粗选 曩甄器二, 铅精J 选I 亏芦了 5 米石灰10 0 0 5 | 组合抑制剂3 7 5 3 | 乙硫氮1 0 铅精1 选Ⅱ 气气 .石灰4o o o 组合抑制剂17 5 0 .乙硫氮2 0 M I B C1 0 扫选 尹] 一 窨1 0 1 1 0 i 活性炭1 0 0 5 | 石灰20 0 0 3 | KM I B c1 0 1 I M I B c5 锌精选1 3 次锢扫选 亍齐尸氕 锌精矿矿 5 米硫酸铜1 0 0 3 I 丁基黄药3 0 1 l M I B C1 0 锌硫I 扫选 一 图1 铅锑银优先混浮一锌硫混浮及分离工艺闭路试验流程 F i g .1 C l o s e d c i r c u i tn o w s h e e to fp r e f e r e n t i a ln o t a t i o no fl e a d , a n t i m o n ya n ds i l V e r b u kn o t a t i o n o fz i n c a n dp y T i t ef o U o w e db ys 印a r a t i o n 啪|毫臼,加,药加铜黄酸酸基毗 础积t Ⅲ选义山个x山个;三塞 5 3 1 销 淼m 抑氮灰合硫 石组乙Ⅲ基 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 表5铅锑银硫混浮及分离一锌浮选工艺闭路试验结果 T a b l e5C l o s e d - c i r c u i tt e s tr e “t so fP b - Z n _ A g - Sb u l kn o t a t i o na n ds e p a r a t i o nf o U o w e db yz i n cn o t a t i o n ,% 锑回收率5 6 .7 9 %;产率6 .7 8 %、锌品位4 9 .4 8 %的 锌精矿,锌回收率8 1 .8 2 %;产率1 1 .8 0 %、硫品位 4 2 .0 8 %的硫精矿,硫回收率4 8 .3 3 %。但铅精矿、 硫精矿的砷含量偏高。 3 .2 铅锑硫混浮及分离一锌浮选工艺 为克服铅锑优先混浮锌硫混浮及分离流程存 在的铅精矿、硫精矿含砷较高,抑制剂、活化剂用 量较大等不足,采用铅锑硫混浮及分离锌浮选工 艺,以期使浮选指标得到改善。一段磨矿细度确定 为一7 4 “m 占9 0 %,这是获得良好的铅、锌解离所 需的条件。在铅锑硫混浮作业,采用硫酸锌 亚硫 酸钠可有效抑制锌矿物;采用乙硫氮作捕收剂,可 获得较高的铅、硫回收率,且锌进入混合精矿的量 较小,而丁基铵黑药或组合用药的效果不如乙硫 氮;在铅硫分离作业,经再磨处理 磨矿细度为 一3 8 斗m 占9 8 % ,铅硫、铅砷、硫一砷得以充 分解离,添加少量石灰可获得较好的铅硫分离效 果;硫的活化浮选需加少量硫酸,而脱砷采用双氧 水作抑制剂;在锌浮选作业,采用硫酸铜活化锌, 丁基黄药作为捕收剂,即可获得满意结果。在开路 试验的基础上,进行了全流程闭路试验,流程见图 2 ,结果见表5 。 由表5 结果可知,闭路试验可以获得产率9 .3 3 %、 铅品位6 7 .8 0 %、含银26 0 6 .1 7 虮、含锑5 .0 1 %、含 锌1 .8 9 %、含砷0 .3 2 %的铅精矿,铅、银、锑的回收 率分别为9 1 .0 8 %、7 7 .4 6 %和6 2 .4 2 %;产率6 .9 6 %、 含锌5 1 .4 0 %、含银2 9 5 .4 8 朗、含铅1 .6 7 %、含砷 o .1 7 %的锌精矿,锌、银回收率分别为8 7 .2 9 %和 6 .5 5 %;产率8 .3 6 %、硫品位4 9 .9 5 %、含铅1 .1 5 %、 含锌o .5 6 %、含砷0 .5 2 %的硫精矿,硫回收率 4 1 .2 9 %。 4 讨论 1 工艺流程比较 铅锑银硫混浮及分离锌浮选工艺,在精矿品 位、金属回收率、精矿杂质含量以及药剂消耗量等 方面,均优于铅锑优先混浮锌硫混浮及分离工 艺。前者充分利用矿物的可浮性差异,在弱抑制条 件下实现铅锑硫与锌的分离,为锌浮选创造了有利 条件,锌的活化只需添加少量硫酸铜即可,工艺流 程简单,锌精矿品位和回收率分别提高了1 .9 2 和 5 .4 7 个百分点;铅锑硫粗精矿经过两次精选,有效 降低了锌在铅锑硫混合精矿中的损失;由于铅、硫 在分离前没有受到抑制,铅锑硫精选精矿经过再磨 处理,铅矿物、硫矿物进一步解离,而且铅硫分离 只需添加少量石灰,因此铅的回收率明显提高,铅 精矿、硫精矿的品质明显改善,铅精矿品位和回收 率分别提高了5 .7 9 和2 .3 4 个百分点,银、锑的回 收率分别提高了2 .5 2 和5 .6 3 个百分点。 2 铅锑分离问题 矿石中的含铅矿物主要为方铅矿,次为脆硫锑 铅矿,偶见辉锑矿,因此方铅矿与脆硫锑铅矿分离 万方数据 2 0 1 3 年第6 期程建国复杂铅锑银锌多金属硫化矿浮选分离工艺研究 2 1 原矿 瓦蝴岬占% 5 | 组合抑制剂l5 0 0 3 | 乙硫氮 1 2 0 1 I M I B C2 0 铅硫l 粗选 ’l7 5 I 组合抑制剂7 5 0 3 l 乙硫氮2 0 1 I K 组合抑制剂7 5 0 3 K 乙硫氮2 0 1 I M I B c1 0 铅硫l 精选Ⅱ 芎彳 再磨一3 8 岫占9 8 .4 9 % ;橐蕊 』 3 ≥I k 石灰5 0 0 3 l M I B c5 铅精l 选I 妊 铅精} 选Ⅱ f ] 石灰5 0 0 乙硫氮5 M I B C5 扫选 5 K 硫酸铜1 0 0 3 米丁基黄药 6 0 1 | M I B c2 0 锌陶选 蠡尹,。拄铲 5 冰石灰8 0 03 水丁基黄药3 0 3 冰丁基黄药1 0l 冰M I B c 1 0 1 l M I B c5 锌精I 选3 次锌l 扫选 。 l o l 硫酸l0 0 0 5 l 碳酸钠10 0 0 3 0 米双氧水6 0 0 3I 丁基黄药1 0 0 1M 1 B c5 硫精矿l 脱砷 1 一 。圭孚芸药‰ 铅精矿 硫精l 选2 次 尸专] 6 硫精矿硫精尾矿 图2 铅锑银硫混浮及分离一锌浮选工艺闭路试验流程 F i g .2 C l o s e d c i r c u i tt e s tn o w s h e e to fP b Z n A g Sb u l kf l o t a t i o na n ds e p H I m t i o nf b U o w e db yz i n cf l o t a t i o n 的必要性值得探讨。脆硫锑铅矿与矿石中几乎所有 的金属硫化物均存在着极为密切和复杂的交生关 系,尤其是常呈微细的包裹体嵌布在这些矿物中, 粒度粗细不均匀,细小者小于0 .0 1m m ,一般为 0 .0 2 .O .3 姗,欲有效分离出脆硫锑铅矿难度较大, 浮选分离试验结果也证明了这一点。脆硫锑铅矿中 铅占4 0 .1 5 %,锑占3 5 .3 9 %,即便分离出脆硫锑铅 矿,其冶炼也需进行铅锑回收。鉴于铅锑可在冶炼 过程中进行回收,因此不进行铅锑分离也是可行的。 3 脱砷问题 毒砂沿黄铁矿边缘、粒间及裂隙充填交代,而 方铅矿、脆硫锑铅矿沿其边缘、裂隙、粒间及孔洞 交代,交代强烈的部位,常表现为包裹镶嵌的关 系。铅锑硫混浮及分离锌浮选工艺对铅锑硫混合 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 精矿进行再磨处理和适当抑制,较好地实现了铅硫 分离、铅砷分离和硫砷分离,而铅锑优先混浮锌 硫混浮及分离工艺要做到这一点难度较大。 5 结论 针对复杂铅锑银锌硫多金属硫化矿,采用铅锑 优先混浮锌硫混浮及分离工艺,在强抑制条件 下,铅、锑、银、锌、硫的回收率均受到影响,且 在磨矿细度一7 4 m 粒级占9 0 %时,铅精矿、硫精 矿含砷偏高,药剂耗量大;而采用铅锑银硫混浮及 分离锌浮选工艺,在弱抑制条件下,可实现铅锑 银硫与锌的有效分离,铅锑银硫混合精矿经再磨处 理,可实现铅锑银与硫的有效分离,金属回收率显著 提高,产品含砷明显降低,药剂成本降低近4 0 %。 闭路试验获得了含铅6 7 .8 0 %、含银26 0 6 .1 7 趴、含 锑5 .0 1 %的铅精矿,铅、银、锑回收率分别为9 1 .0 8 %、 7 7 .4 6 %和6 2 .4 2 %;含锌5 1 .4 0 %、含银2 9 5 .4 8 加的 锌精矿,锌、银回收率分别为8 7 .2 9 %和6 .5 5 %; 含硫4 9 .9 5 %的硫精矿,硫回收率4 1 .2 9 %。 参考文献 [ 1 ] 周强.云南某铅锌矿选矿工艺试验研究[ J ] .矿冶工 程,2 0 0 5 ,2 5 6 4 l 4 4 . 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