提高某铜锌多金属硫化矿浮选回收率的试验研究.pdf

8 6 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 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 ．z 1 ．0 2 2 提高某铜锌多金属硫化矿浮选回收率的试验研究 于雪 沈阳有色金属研究院，沈阳11 0 1 4 1 摘要某铜锌多金属硫化矿中含有黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、银金矿、金银矿和自然银等矿物。为提高 资源利用水平，加强有用矿物高效回收，针对矿石特点，采用优先浮选工艺流程，在选铜试验中选用铜、金、银选择性浮选 剂G 1 1 5 和闪锌矿抑制剂z Y ，在选锌试验中采用石灰抑制黄铁矿和磁黄铁矿，硫酸铜活化闪锌矿，实现锌硫矿物有效分选。 选硫试验中采用硫酸活化硫铁矿，二次粗选作业，使黄铁矿和磁黄铁矿有效回收，提高了铜、锌、硫、金、银金属回收率。 关键词优先浮选；选择性；浮选剂G 1 1 5 ；抑制剂z Y ；回收率 中图分类号T D 9 2 3 ；T D 9 5 2文献标志码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 S O 一0 0 8 6 0 5 某铜锌矿属于块状铜锌多金属硫化矿[ 川，浅部 金属矿产资源已消耗殆尽，已经进入了深井开采， 开采深度达l2 5 7m ，为国内开采深度最深的有色 金属矿山。在国家“危机矿山接续资源勘查”项目 的有力支撑下，经过近几年的不懈研究与技术攻 关，在采矿区的深部及近外围矿的勘探过程中，不 断取得突破，预计还可增加金属储量 铜加锌 3 0 万t 以上，并含有硫铁矿，伴生有金、银等有价元 素，资源潜在价值高达2 0 0 多亿元，矿区资源潜力 巨大。因此全面提升该矿石中多金属综合利用水 平，成为选矿研究和探讨的重大课题。 1矿石性质 1 ．1 原矿矿物组成 矿石中矿物种类较多，矿物组成较复杂。铜矿 物主要为黄铜矿，含量为3 ．5 1 ％，锌矿物主要为闪 锌矿，含量为3 ．0 4 ％，硫铁矿为黄铁矿和磁黄铁 矿，含量分别为2 3 ．0 5 ％和1 5 ．7 2 ％，金银矿物主要 包括银金矿、金银矿和自然银。脉石矿物主要有石英、 斜长石、正长石、透闪石一阳起石、辉石和黑云母， 其次有白云母、绢云母、碳酸盐矿物、绿帘石、绿 泥石，高岭土及少量的蓝晶石、硅线石等[ 2 | 。 1 ．2 主要矿物浸染粒度 矿石中的黄铜矿和闪锌矿浸染粒度以粗粒嵌布 为主，黄铜矿和闪锌矿在 7 5 斗m 粒级中的分布率 分别为8 0 ．0 1 ％和8 6 ．2 0 ％，在一7 5 斗m 粒级中的分 布率分别为1 9 ．9 9 ％和1 3 ．8 0 ％，一3 8 斗m 粒级中的 分布率分别为11 ．9 5 ％和9 ．0 1 ％，而且这些细小颗 粒中的一部分以不规则状浸染在脉石矿物中，另一 部分以细粒状被其他金属矿物包裹或以细脉状、网 脉状穿插在其他矿物裂隙和解理中，这部分黄铜矿 和闪锌矿较难单体解离。矿石中黄铁矿和磁黄铁矿 浸染粒度均以粗粒嵌布为主。 1 ．3 金银矿物特征 矿石中金银矿物主要有银金矿 含量8 ．4 6 ％ 、 金银矿 含量5 ．2 6 ％ 、自然银 含量8 6 ．2 8 ％ 三 种金银矿物。金银矿物嵌存状态有特点金银矿物 主要以包裹金银形式存在，而且超过5 0 ％的金银矿 物被包裹在脉石矿物中；有1 0 ．8 9 ％的银金矿被方 铅矿包裹，2 6 ．8 5 ％的银金矿嵌布在方铅矿与脉石矿 物颗粒间，有一部分银金矿产于方铅矿周围的脉石 矿物中，所以银金矿与方铅矿的关系较密切；有 4 2 ．5 0 ％的金银矿被闪锌矿包裹，所以金银矿与闪锌 矿的关系较密切。由于金银矿物多以包裹金银形式 存在，且又多包裹在脉石矿物中，将不容易单体解 离。金银矿物的嵌布粒度非常细小，镜下观察全部 分布在一3 8 斗m 粒级中。 1 ．4 化学分析 原矿化学多元素分析结果见表1 ，铜和锌物相 分析结果分别见表2 和表3 。 表1原矿化学多元素分析结果，％ 成分C uP bz nF eS S i 0 2A 1 2 0 3 M g oC a OA sA u l ’A 9 1 含量1 ．3 10 ．0 6 42 ．0 62 3 ．9 01 7 ．6 13 4 ．6 05 ．9 81 ．8 90 ．5 7 2 痕0 ．5 03 3 ．9 0 1 单位为一t 。 基金项目“十一五”国家科技支撑计划项目 2 0 0 8 B A B 3 4 8 0 2 收稿日期2 0 1 3 1 0 2 0 作者简介于雪 1 9 7 3 一 ，男，吉林农安人，教授级高级工程师，硕士，主要从事选矿工艺、选矿药剂及矿产资源综合利用等方面的研究。 万方数据 2 0 1 3 年增刊于雪提高某铜锌多金属硫化矿浮选回收率的试验研究 8 7 表2铜物相分析结果 ／％ 草药剂用量单位∥tr } 。，l uJ H 里半l Ⅱ拶‘ - 7 5 斗m 占7 0 ％O 石灰l5 0 0 丁基黄药2 4 ，松醇油l O 2 现场生产工艺流程及存在问题 铜藉矿 选厂现场生产采用全优先浮选工艺流程，如图1 所示。现场生产铜精矿品位2 0 ．5 0 ％，铜回收率 9 1 ．4 2 ％，金回收率5 1 ．0 0 ％，银回收率5 5 ．0 0 ％，锌 精矿品位4 8 ．9 0 ％，锌回收率7 0 ．0 0 ％，硫精矿品位 3 9 ．0 2 ％，硫回收率6 8 ．0 0 ％。现场生产存在三个方 面的主要问题。1 在铜浮选作业中使用铜矿物捕 收剂丁基黄药，由于丁基黄药选择性较差，而且又 未加闪锌矿抑制剂，致使部分可浮性较好的闪锌矿 进入铜精矿中。2 在铜浮选作业中未使用对金银 矿物选择性较好的捕收剂。3 在选硫作业中未加 活化剂活化硫铁矿，硫铁矿可泽陛较差，致使硫回 收率偏低。 3 试验结果与讨论 由工艺矿物学特性可知，黄铜矿、闪锌矿、黄 铁矿和磁黄铁矿等矿物在磨矿条件下较容易单体解 离，结合现场生产实际情况，采用全优先浮选工艺 流程。 3 ．1 磨矿细度对浮选指标的影响 磨矿细度是影响矿物单体解离的先决条件和分 选指标的重要因素，磨矿的目的是使目的矿物 或 载体矿物 与其他矿物充分解离或使其颗粒达到更 易浮选的粒度[ 引。要回收目的矿物 或载体矿物 ， 必须使目的矿物 或载体矿物 达到适宜的单体解 离，才能有较好的分选效果，所以采用合适的磨矿 细度是最为关键的。磨矿细度试验采用一次粗选结 果作为判据，石灰用量20 0 0 趴 p H 8 ．5 ，丁基 黄药2 0 矾，松醇油2 0 加。磨矿细度对浮选指标 的影响如图2 和图3 所示。 磨矿细度试验结果表明，随着磨矿细度增加， 铜回收率先逐渐提高后又有所降低，锌回收率逐渐 降低，银回收率先有所提高后又有所降低，金回收 铜租选 f 彳葛蠹藩再r l 塑塑兰 斗迂垩茎垄 I 铜扫选ⅡJ 、 石灰20 0 0 ，硫酸铜6 0 0 丁基黄药1 0 ，松醇油8 厂酽罂竺堕骂5 5 1 1 1 1 目 锌精选II 锌扫选I ．1 嘉』、兰嚣蓑嚣司l 锌精扫选l 小 锌精矿 蓬 瓣 g 回 丁基黄药8 5 ，1 1 号油8 硫三f 斟L 商 枣 、 趔 蝮 6 06 57 J’7 58 0 磨矿细度，％一7 5u m 图2 磨矿细度对铜粗精矿中 铜锌金浮选指标的影响 金品位为酚 率略有所提高，综合考虑生产实际，试验采用磨矿 细度一7 5 斗m 占7 0 ％。 手 万方数据 8 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 冰 、 褂 娶 回 仝 f 3 、 趟 咯 磨矿细度，％一7 5 u m 图3 磨矿细度对铜粗精矿中银浮选指标的影响 3 ．2 铜浮选试验 3 ．2 ．1 铜粗选石灰用量对浮选指标的影响 8 0 零 褥 6 0 划 叵 4 0 一铜回收率 _ 锌回收率 仁卜- 金回收率△一铜品位 锌品位* 一硫品位 3 0 零 2 0 遁 唔 1 0 2 0 L _ 5 0 0 L L J 0 1 0 0 01 5 0 02 0 0 02 5 0 0 石灰用量／ g t 。 图4 石灰用量对铜粗精矿中 铜锌硫浮选指标的影响 矿浆p H 值是目的矿物浮选的重要影响因素， 只有适宜的矿浆p H 值，才能达到矿物间的最佳分 选效果。石灰是硫化矿浮选中应用较为广泛的一种 碱性调整剂，它可以将调整矿浆呈碱性，用量适当 有利于浮选药剂与矿物的作用，改善矿物表面状况 和矿浆化学组成。在石灰造成的碱性介质中，黄铁 矿可泽陛下降，可作为黄铁矿的抑制剂，同时对矿 泥有凝结作用。石灰用量对浮选指标的影响如图4 所示。 从试验结果来看，随着石灰用量增加，矿浆 p H 值的提高，铜回收率变化不大，而锌和硫回收 率有所降低，当石灰用量为20 0 0g ／t 时，黄铜矿 与其他矿物分选效果较好。 3 ．2 ．2 铜粗选常用捕收剂对浮选指标的影响 捕收剂是改变矿物可浮性的最重要、最关键的 一类药剂[ 4 ] 。针对不同类型的矿物，选择有效的捕 收剂，是获得理想选矿技术指标的重要前提。试验 采用浮选硫化矿使用较为广泛的黄药、黑药等捕收 剂及其组合药剂2 0 多种。试验磨矿后一次粗选作 业，磨矿细度为一7 5I ．z m 占7 0 ％，石灰用量分别为 20 0 0g ／t ，锌抑制剂Z Y10 0 0g ／t 一种新型复合 锌抑制剂 。 当丁基黄药2 5 虮 松醇油l O 趴，丁基黄药1 3 趴 丁基铵黑药1 2 趴 松醇油1 0 趴，丁基黄药1 7 ∥“丁基铵黑药8 酌 松醇油1 2 班，丁基黄药1 9 眈 丁基铵黑药6g ／t 松醇油1 6 鼽，Z 一2 0 02 0g ／t ，丁 基黄药1 5g ／t S K8 虮 松醇油1 2 趴，丁基黄原酸 酯2 0 趴时，铜粗选作业回收率皆超过9 2 ％，但锌 回收率也较高，皆达到2 6 ％以上。说明这些常规药 剂的选择性较差，可见研发铜矿物选择性捕收剂是 铜锌硫矿物有效分选的前提条件。 3 ．2 ．3 新型捕收剂对浮选指标的影响 根据原料性质，筛选2 0 多种新型捕收剂，新 型捕收剂用量2 0 趴。新型捕收剂种类试验结果可 知，G 2 0 5 ，G 2 2 4 ，G 2 2 5 ，G 2 3 0 ，G 2 4 0 等作捕收 剂，铜回收率皆超过9 2 ％，其中G 2 4 0 铜回收率达 到9 2 ．6 0 ％，金回收率达到5 3 ．0 3 ％，银回收率达到 5 7 ．7 9 ％，试验指标相对较好，说明G 2 4 0 药剂的选 择性较好，可以用G 2 4 0 的配方进行改进，适当调 整配方比例，重新配制新药剂进行选矿试验。新改 进的G 1 1 4 捕收力较强，铜精矿铜回收率9 2 ．9 5 ％， 锌回收率达2 6 ．2 1 ％，G 1 1 3 捕收力较弱，铜精矿铜 回收率仅为9 1 ．1 2 ％，G 1 1 5 捕收力较强，选择性又 好，铜粗精矿铜回收率9 2 ．7 2 ％，锌回收率为 2 4 ．6 6 ％，金回收率5 4 ．6 1 ％，银回收率5 8 ．2 5 ％。 G 1 1 5 作捕收剂比常规捕收剂及其组合药剂，铜粗 精矿铜回收率提高了1 ～3 百分点，铜粗精矿锌回收 率降低了2 ～4 个百分点，故确定G 1 1 5 为铜矿物的 捕收剂，G 1 1 5 用量为2 0 研。 3 ．2 ．4 锌抑制剂对浮选指标的影响 优先浮选的关键是选择性抑制剂的使用，在绝 大多数矿床中或磨矿过程中，闪锌矿或多或少的被 铜离子或其他重金属离子活化，因此在铜锌分离时， 必须考查是否对闪锌矿进行必要的抑制。试验选用 硫酸锌、硫酸锌 亚硫酸钠、Z Y 一种新型复合抑 制剂 、硫化钠 硫酸锌、硫酸锌 碳酸钠、亚硫酸 氢钠 硫酸锌等作为闪锌矿的抑制剂。硫化钠 硫酸 锌，硫酸锌 碳酸钠，亚硫酸氢钠 硫酸锌等抑制剂 影响铜的选矿指标，Z Y 作为闪锌矿的抑制剂效果 相对较好，铜粗精矿锌品位较低，且低于2 5 ％，对 铜的选矿指标并无影响，z Y 用量为10 0 0g ／t 。 3 ．3 锌浮选试验 3 ．3 ．1 石灰用量对锌浮选指标的影响 铜尾矿进行选锌粗选作业，试验中选用石灰调 节矿浆p H 值，同时对抑制黄铁矿有一定作用。锌 万方数据 2 0 1 3 年增刊于雪提高某铜锌多金属硫化矿浮选回收率的试验研究 8 9 粗选作业硫酸铜1 5 0g ／t ，丁基黄药1 0 矾，松醇油 2 0 舭，石灰用量对锌浮选指标的影响见图5 。 堡 哥 餐 回 割 世 缎 彝 撤 零 、 趟 咯 石灰用量／ g t 。 图5 石灰用量对锌粗精矿中锌浮选指标的影响 试验结果表明，随着石灰用量的增加，矿浆 p H 值的提高，锌粗精矿的产率随着减小，含锌品 位随之提高，但锌作业回收率先提高后有所降低， 综合考虑锌粗精矿品位及回收率，石灰用量为 25 0 0g ／t 时，锌指标较好，此时锌粗精矿含锌 2 7 ．9 6 ％，锌作业回收率为8 8 ．4 3 ％。 3 ．3 ．2 硫酸铜用量对锌浮选指标的影响 在铜浮选作业中，加人锌矿物抑制剂，使闪锌 矿受到一定的抑制。在锌粗选作业中，为提高闪锌 矿的可浮性，常采用硫酸铜作为闪锌矿的活化剂。 石灰25 0 0g ／t ，丁基黄药1 0 趴，松醇油2 0 趴， 硫酸铜用量对锌浮选指标的影响如图6 所示。 零 、 斟 蛰 回 割 世 斓 翼 姑 5 01 0 01 5 02 0 02 5 0 硫酸铜用量， g t _ 1 图6 硫酸铜用量对锌粗精矿中锌浮选指标的影响 试验结果表明，随着硫酸铜用量的增加，锌粗 精矿锌品位随之提高，但锌作业回收率先提高后略 有所降低，综合考虑锌粗精矿指标，硫酸铜用量以 不低于1 5 0 鼽为宜。 3 ．3 ．3 丁基黄药用量对锌浮选指标的影响 丁基黄药用量对锌浮选指标的影响试验中，石 灰25 0 0g ／t ，硫酸铜1 5 0g ／t ，松醇油2 0 趴。丁基 黄药用量对锌浮选指标的影响如图7 所示。从图7 可以看出，随着丁基黄药用量的增加，锌粗精矿锌 作业回收率随之提高，丁基黄药用量超过1 0g ／t ， 锌作业回收率增加较少，而锌品位有所降低。综合 考虑锌粗精矿指标，丁基黄药用量10 ∥t 为宜。 冰 ＼ 瓣 擎 回 爿 世 蝈 翼 嫩 51 0 1 52 02 5 丁基黄药用量／ g ．1 - ‘ 图7 丁基黄药用量对锌粗精矿中 锌浮选指标的影响 零 、 堪 咯 3 ．4 选硫试验 为加强资源的综合利用回收，试验对硫铁矿进 行活化回收试验研究。试验对活化剂，捕收剂用量 及浮选时间进行详细考察。硫酸是来源广泛，价格 低廉，易于使用的一种选矿药剂，它能清洗矿物表 面污染、调节矿浆p H 值，进而使各种矿物具有不 同活性。锌尾矿选硫活化剂试验通过考查采用二次 粗选，用硫酸 硫酸用量为l2 0 0g ／t 活化硫铁 矿，丁基黄药作捕收剂。硫粗选浮选时间9r a i n ， 实行两次粗选，分段加药，选硫两次粗选时间分别 为5m i n 和4m i n 。 3 ．5 闭路试验 3 ．5 ．1 新工艺条件闭路试验 在浮选条件试验和开路试验的基础上，进行闭 路试验。闭路试验采用全优先浮选流程，即一段磨 矿，磨矿细度一7 5 斗m 占7 0 ％，铜一次粗选、两次 扫选、三次精选，锌一次粗选、一次扫选、三次精 选，硫两次粗选，一次扫选。闭路试验各作业依次 向上一级作业返回。闭路试验流程见图8 ，试验结 果见表4 。 表4闭路试验结果／％ 注其中铜精矿中金品位4 ．9 5 趴，银品位3 4 8 ．4 5g ／t ，金回收率为 5 5 ．5 6 ％，银回收率为5 8 ．0 3 ％。 3 ．5 ．2 现场工艺条件闭路试验 为复核现场生产工艺条件和技术指标，试验按 万方数据 9 0 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 尾矿 图8 闭路试验工艺流程 照现场生产工艺流程和条件进行闭路试验，试验结 果见表5 。 从两种工艺条件闭路试验结果可知，新工艺条 件比现场生产工艺条件闭路铜回收率提高1 ．0 2 个 百分点，锌回收率提高2 ．2 1 个百分点，硫回收率 提高1 0 ．6 4 个百分点，铜精矿中金回收率提高4 ．5 4 个百分点，铜精矿中银回收率提高3 ．0 1 个百分点， 可见新工艺条件适合该矿石性质。 4 结论 该铜锌多金属硫化矿石中黄铜矿、闪锌矿为主 表5现场条件闭路试验结果／％ 注其中铜精矿中金品位4 ．4 7 舭，银品位3 1 9 ．1 7e C t ，金回收率为 5 1 ．0 2 ％，银回收率为5 5 ．0 2 ％。 要回收矿物，黄铁矿、磁黄铁矿、银金矿、金矿物 和自然银为综合回收矿物。 根据矿石性质，试验采用全优先浮选流程，即 一段磨矿，磨矿细度一7 5 斗m 占7 0 ％，铜一次粗 选、两次扫选、三次精选，锌一次粗选、一次扫 选、三次精选，硫两次粗选，一次扫选。在选铜试 验中采用铜、金、银选择性浮选剂G 1 1 5 和闪锌矿 抑制剂Z Y 。在选锌试验中采用石灰抑制黄铁矿和 磁黄铁矿，硫酸铜活化闪锌矿，实现锌硫矿物有效 分选。选硫试验中采用硫酸活化硫铁矿，二次粗选 作业，使黄铁矿和磁黄铁矿有效回收。 新工艺条件闭路试验获得铜精矿铜品位 2 1 ．8 5 ％，金品位4 ．9 5 加，银品位3 4 8 ．4 5g ／t ，铜回 收率9 2 ．5 4 ％，金回收率5 5 ．5 6 ％，银回收率5 8 ．0 3 ％。 锌精矿锌品位4 9 ．4 0 ％，锌回收率7 3 ．0 1 ％，硫精矿 硫品位3 9 ．4 8 ％，硫回收率7 8 ．6 4 ％。新工艺条件比 现场生产工艺条件闭路铜回收率提高1 ．0 2 个百分 点，锌回收率提高2 ．2 1 个百分点，硫回收率提高 1 0 ．6 4 个百分点，铜精矿中金回收率提高4 ．5 4 个百 分点，铜精矿中银回收率提高3 ．0 1 个百分点。 参考文献 [ 1 ] 于凤金，王恩德，闫鹏仁，等．红透山式块状硫化物铜 锌矿床地球化学特征及找矿意义[ J ] ．矿产与地质， 2 0 0 5 ，1 9 2 1 1 7 1 2 1 ． [ 2 ] 于雪．深采有色金属矿山铜矿石嵌布特性及对选矿的 影响[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 4 1 - 5 ． [ 3 ] 于雪．内蒙某铅锌多金属矿石选矿试验研[ J ] ．有色矿 冶，2 0 l O ，2 6 6 1 9 2 2 ． [ 4 ] 于雪．新型捕收剂s k 一9 0 11 的选矿研究与应用[ J ] ．有 色矿冶，1 9 9 9 ，1 5 2 1 2 1 7 ． 万方数据