塔吉克斯坦某铜锌锡金银多金属矿综合回收利用研究.pdf

1 6 有色金属 选矿部分2 0 1 5 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 5 ．0 1 ．0 0 5 塔吉克斯坦某铜锌锡金银多金属矿综合回收利用研究 高志l ，2 1 ．河南省岩石矿物测试中心，郑州4 5 0 0 1 2 ； 2 ．河南省矿物加工与生物选矿工程技术研究中心，郑州4 5 0 0 1 2 摘要塔吉克斯坦铜锌锡金银多金属矿硫化矿物共生关系密切，尤其是毒砂含量较高。部分毒砂的可浮性较好， 因此对硫化矿的分选造成了很大的困难。针对此种性质的矿石，采用铜锌混合浮选、铜锌分离、锌与毒砂和黄铁矿分离和 锡石浮选的工艺流程，成功地实现了铜、锌、锡和毒砂的综合回收。获得了铜精矿品位2 0 ．5 6 ％，含银7 1 6 ．7C t ，铜回收率 8 0 ．9 7 ％，银回收率4 0 ．4 6 ％；锌精矿品位4 0 ．2 6 ％，回收率4 8 ．3 ％；锡精矿品位3 1 ．4 7 ％，回收率4 0 ．2 ％；砷精矿品位 2 2 ．0 2 ％，含金0 ．4 3s i t ，含银1 1 8 ．3 9 加，砷回收率9 2 ．6 8 ％，金回收率9 0 ．3 9 ％，银回收率5 3 ．5 2 ％。该研究为类似复杂铜锌 锡金银多金属矿的开发和利用提供了新的思路。 关键词多金属矿；综合利用；组合抑制剂 中图分类号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 5 0 1 0 0 1 6 - - 0 5 C o m p r e h e n s i v eU i t i l i z a t i o nO fAC o p p e r - Z i n c - T i n - G o l d - S i l v e rO r ei nT a d j i k s t a n G a DZ h ≯暑 I ．T h eR o c ka n dM i n e r a lT e s t i n gC e n t e ro fH e n a nP r o v i n c e ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 1 2 ，C h i n a ； 2 ．H e n a nR e s e a r c hC e n t e ro fM i n e r a lP r o c e s s i n ga n dB i o l o g i c a lD r e s s i n gE n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 1 2 ，C h i n a A b s t r a c t T h e r ei Sac l o s es y m b i o t i cr e l a t i o n s h i pa m o n gC u ，Z n ，S n ，A ua n dA gi nm u h i - m e t a l s u l f i d eo r ef r o mT a d j i k s t a n ，e s p e c i a l l yw i t hah i g hc o n t e n to fa r s e n o p y f i t e ，a n dp a r to ft h ea r s e n o p y r i t e h a v eag o o df l o t a b i l i t y ．S oi ti sr a t h e rd i f f i c u l tt os e p a r a t et h em u h i m e t a ls u l f i d eo r e ．I nv i e wo ft h e n a t u r eo ft h eo r e ，af l o w s h e e tc o n s i s t i n go fC u Z nb u l kf l o t a t i o n 、C u Z ns e p a r a t i o n 、Z n - a r s e n o p y r i t e - p 州t e s e p a r a t i o na n dc a s s i t e r i t ef l o t a t i o nw a se m p l o y e da n dC u ，Z n ，S n ，a n dA sw e r ec o m p r e h e n s i v e l yr e c o v e r e d ． T h ea c h i e v e m e n t sa r ea sf o l l o w s C o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d ei S2 0 ．5 6 ％c o n t a i n i n g71 6 ．7g e ts i l v e r w i t h c o p p e ra n ds i l v e rr e c o v e r y o f8 0 ．9 7 ％a n d4 0 ．4 6 ％r e s p e c t i v e l y Z i n cc o n c e n t r a t eg r a d ei S4 0 ．2 6 ％w i t h 4 8 ．3 ％z i n cr e c o v e r y ；T i nc o n c e n t r a t eg r a d ei S31 ．4 7 ％w i t h4 0 ．2 ％t i nr e c o v e r y ；A r s e n i cc o n c e n t r a t eg r a d e i s 2 2 ．0 2 ％c o n t a i n i n g0 ．4 3g ／tg o l da n dl18 1 3 9g ／t s i l v e rw i t h9 2 ．6 8 ％a r s e n i cr e c o v e r y ，9 0 ．3 9 ％g o l dr e c o v e r y a n d5 3 ．5 2 ％s i l v e rr e c o v e r y ．T h er e s u l t sp r o v i d ean e wi n s i g h tf o rt h ee x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no fs i m i l a r c o m p l i c a t e dC u Z n S n A u A gp o l y m e t a l l i co r e ． K e vw o r d s p o l y m e t a l l i eo r e ；c o m p r e h e n s i v eu i t i l i z a t i o n ；c o m b i n e di n h i b i t o r 铜锌砷分离是选矿领域的大难题，这类性质的 多金属矿一般都具有矿物共生关系密切、嵌布粒度 细和相互包裹程度大等特征[ 1 - 2 ] 。毒砂在硫化矿床 中分布较广，与黄铁矿类质同象，常与闪锌矿等硫 化矿物密切共生嘲，可浮性相近，铜离子对它们的 活化作用极强，是影响铜精矿、锌精矿质量和浮选 指标的主要因素【4 ] 。 本矿区铜锌锡金银多金属矿含砷较高，矿石中 的主要矿物嵌布关系复杂，细粒级包裹严重，导致 了矿物分选难度大，属复杂难选高砷铜锌锡多金属 矿。本研究主要目的是选择合理的工艺流程，采用 选择性好、价格低廉、来源广泛的药剂，解决铜锌 分离、锌砷分离的技术难题，提高精矿产品质量， 从而提高经济效益。 收稿日期2 0 1 3 0 9 1 3 修回日期2 0 1 4 1 1 1 4 傩者简嵛高志 1 9 8 2 一 男，河南信阳人，硕士，工程师，从事矿物加工工艺和选矿药剂方面的研究。 万方数据 2 0 1 5 年第1 期高志塔吉克斯坦某铜锌锡金银多金属矿综合回收利用研究 1 7 含量 1 ．3 31 ．2 71 ．119 ．8 43 2 ．7 81 4 ．1 51 5 ．1 82 0 ．40 ．0 2 ．4O ．0 3 9O ．1 9 O ．0 8 52 ．1 8O ．3 1 1 1 ．鲤壁墨 1 单位为趴，下同。 1 原矿性质 原矿多元素分析结果见表1 。组成矿石的矿物 种类三十余种，其中金属矿物含量较高，占矿物总 量的4 4 ％。本次选矿回收的有用矿物为黄铜矿 含 量4 ％ 、闪锌矿 含量2 ％ 、锡石 含量1 ％ 。脉 石矿物以石英为主，绢云母、绿泥石次之，其它矿 物少量或微量。 其中黄铜矿与闪锌矿互为包裹，尤其常见闪锌 矿包裹乳滴状黄铜矿。包裹黄铜矿占2 7 ．3 ％，且粒 径多在一0 ．0 1m m 粒级的范围，这部分黄铜矿难以 与载体矿物单体解离。锡石与部分硫化矿物交代， 大部分锡石包裹细小硫化矿物，锡石边缘有不规则 硫化矿物伴生，单体解离困难，造成部分锡石在硫 化矿物中损失。由于本矿区多金属硫化矿物共生关 系密切、嵌布关系复杂，增加矿物分选的难度。 2 选矿工艺研究 2 ．1 流程选择 工艺矿物学研究表明，该矿石中铜锌锡砷矿物 共生关系十分密切，嵌布粒度细，互为包裹，因此 在磨矿中难以达到较高的单体解离度。导致了矿物 分选困难。 黄铜矿的天然可浮性较好，一般情况下要好于 闪锌矿、黄铁矿与毒砂。所以，采用“混合浮选流 程”和“优先浮选流程”两种工艺流程，对闪锌矿 和黄铜矿进行回收。由于黄铜矿与闪锌矿包裹严 重，粗磨粗选情况下，采用优先浮选流程，大量细 粒级黄铜矿被闪锌矿所包裹，被抑制剂抑制而不能 有效地回收。采用铜锌混合浮选，铜锌混合粗精矿 再磨后进行铜锌分离，取得了较好的效果。所以本 试验选择铜锌混合浮选的工艺流程。 2 ．2 铜锌混合浮选捕收剂对比试验 对Y K l 11 、Z 一2 0 0 和丁基黄药进行对比试验， 三种药剂的捕收能力逐渐增加，选择性逐渐降低。 试验结果表明随着捕收剂捕收能力增强，铜精矿品 位逐渐上升，回收率逐渐下降，所以选择Z 一2 0 0 作 为混合浮选捕收剂。试验结果见图1 ，试验流程见 图2 。 逮 趟 咯 图1 铜捕收剂筛选试验结果 F i g ．1 R e l u l t so fc o p p e rf l o t a i o ns e l e c t i o n 堡 斟 警 回 2 ．3 锌砷分离抑制剂筛选试验 闪锌矿与毒砂共生关系密切，粗选加入石灰能 抑制大部分毒砂。但有小部分毒砂的可浮性较好， 单纯采用石灰不能够有效地抑制这部分毒砂。导致 锌精矿品位较低。采用多种组合抑制剂 石灰 双 氧水 硝酸铵、石灰 单宁酸 硫化钠 次氯酸钠 硝 酸铵、石灰 糊精、石灰 双氧水 次氯酸钠 硝酸 铵 进行了毒砂与闪锌矿分离试验。试验结果表明 石灰 糊精组合抑制剂能够很好地抑制部分可浮性 较好的毒砂，使锌精矿品位达到了4 0 ％以上。所以 选择石灰 糊精组合抑制剂，进行锌砷分离。 优先选铜试验流程中矿合并 优先选铜试验流 程见图1 进行锌砷分离试验，锌砷分离试验流程 见图3 ，试验结果见表2 。 表2闪锌矿与毒砂分离抑制剂筛选试验结果 T a b l e2T h er e s u l l o fs e p a r a t i o no fz i n k - a r s e n o p y r i t e d e p r e s s i o ns e l e c t i o n ／％ 抑制剂种类及用量， g r 1 产品名称产率锌品位锌回收率 2 ．4 锡石回收试验 锡石的选矿是由其本身的特性所决定的，锡石 性脆，在磨矿过程中极易过粉碎，当锡石粒度小于1 9 斗m 时，锡石浮选成为回收细粒锡石的有效方法 5 ] 。 粥舳∞∞卯∞∞加m 0 粥鲫加∞∞∞如∞m 0 万方数据 1 8 ‘ 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第1 期 原矿 铜精矿中矿3 图2 铜捕收剂筛选流程 F i g ．2F l o w s h e e to fc o p p e rf l o t a t i o ns e l e c t i o n c o l l e c t o r 优先选铜流程中矿 锌精矿中矿2 图3闪锌矿与毒砂分离抑制剂筛选试验流程 F i g ．3 F l o w s h e e to fs e p a r a t i o no fz i n k - a r s e n o p y r i t e d e p r e s s i o ns e l e c t i o n 2 ．4 ．1 锡石重选试验 由于锡石的密度比其共生的脉石矿物密度大， 位用量小； 浮选时间单位m i n 重选成本低，无环境污染，是生产锡精矿的主要方 法。锡石重选试验流程见图4 ，试验结果见表3 。 砷浮选尾矿 4 5p a n 占4 3 ％ 摇 床 lf 锡精矿锡中矿锡尾矿 图4 锡石重选试验流程 F i g ．4 F l o w s h e e to ft i ng r a v i t ys e p a r a t i o n 表3锡石重选试验流程结果 T a b l e3T h er e s u l t so ft i ng r a v i t ys e p a r a t i o n ，％ 由试验结果可以看出，5 5 ．2 0 ％的锡石未能通过 万方数据 2 0 1 5 年第1 期高志塔吉克斯坦某铜锌锡金银多金属矿综合回收利用研究 1 9 重选回收，对锡尾矿进行了筛析，结果见表4 。重 选尾矿中9 5 ．0 3 ％的锡石在- 4 5 斗m ，这些锡石很难 通过重选进行回收，工艺矿物学研究表明该矿区包 裹于石英与毒砂中的锡石占到4 9 ．0 6 ％，分布不均 匀，一7 4t z m 的占3 1 ．4 ％，这部分锡石很难通过重 选回收。 表4锡石重选尾矿筛析结果 T a b l e4T h er e s u l t so f t i n g r a v i t ys e p a r a t i o n t a i l i n g s s c r e e na n a l y s i s ／o k 粒级，岫产率锡品位锡作业回收率 2 ．4 ．2 锡石浮选试验 锡石嵌布粒度很细，重选方法很难将其有效回 收，采用浮选方法锡精矿品位和回收率都有了较大 提高。试验流程见图5 ，试验结果见表5 。 表5锡石浮选试验结果 T { l b l e5T h er e s u l t so f t i nf l o t a t i o n／o k 铜锌浮选尾矿 锡精矿 中矿5 图5 锡石浮选试验流程 F i g ．5 F l o w s h e e to f t i nf l o t a t i o n 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第1 期 2 ．5 全流程浮选闭路试验 在各药剂用量条件优化试验的基础上，根据上 述确定的浮选工艺流程进行了闭路试验研究。试验 流程见图6 ，试验结果见表6 。 3 结论 1 本矿区矿石属难选高砷铜锌锡多金属矿， 矿石中铜锌锡矿物共生关系密切，嵌布粒度细，且 分布不均匀，形成互含包裹，分离难度很大。 2 经过多种工艺试验研究，最终确定工艺流 程为铜锌混浮、铜锌分离、锌砷分离、铜锌浮选 尾矿回收毒砂和黄铁矿、最后浮选锡石。该浮选流 程特点①采用组合抑制剂“石灰 双氧水 硝酸 铵 硫酸锌 亚硫酸钠”，实现了铜锌分离和铜砷分 离，获得铜品位2 0 ．5 6 ％，回收率8 0 ．9 7 ％的良好指 标；②采用组合抑制剂“石灰 糊精”，成功实现了 毒砂与闪锌矿的分离；③由于矿石中砷含量较高， 单独回收砷黄铁矿，有效消除了硫化矿物对锡石浮 选的影响；④采用混合捕收剂“膦酸三丁酯 羟肟 酸”，对细粒级锡石进行综合回收，获得的锡精矿 品位3 1 ．4 7 ％，回收率4 0 ．2 0 ％。 3 矿石中金、银为伴生元素，银主要集中在 铜精矿 含银7 1 6 ．7 0g ／t 和砷精矿 含银1 1 8 ．3 9 矾 中。金主要富集在砷精矿 含金0 ．4 3g ／t 中。对于 原矿 ●_ - - _ _ _ _ _ _ - _ _ ●_ 一 l 石灰70 0 0 U 一7 4I ．L m7 0 ％ 3 | Z 一2 0 02 0 1 I 松醇油2 0 铜锌f 租选 E3 I Z 一2 0 0 1 0 1 I 松醇油1 0 铜锌l 扫选 3 ※石硬5 0 0 ，p H 1 0 5 l 硫酸锌 亚硫酸钠5 0 0 5 0 0 3 冰双氧水4 0 0 3 I 硝酸铵4 0 0 C - 4 4 斗m9 5 ％ 3 | Z 一2 0 02 0 1 | 松醇油2 0 铜精l 选I 3 l 石灰3 0 0 ，p H 1 0 4 5 f 硫酸锌 亚硫酸钠2 m 2 0 0 2 l 双氧水2 0 0 2 I l 石灰2 0 0 ，p H 1 03 陟／ 釜2器1蝴002100引力葛鸳90％11 f 双氧水／‘≮蝴焙 n 1 冰硝酸铵／f ， 、。二薪。。 铜精I 选I／了碚赫舀‘“ 铜精矿 3 KZ - 2 0 01 0 1 I 松醇油1 0 锌l 粗选 3 永石灰2 0 0 ，p t l 1 0 3 5 水糊精2 2 5 3 水硫酸铜2 5 3 太Z - 2 0 05 1 l 松醇油l o 锌I 精选 U - - 4 4 卜”4 3 ％ 5 ※硫酸，p H - - - - 4 ．5 3 米丁基黄药3 0 1 f 松醇油2 0 砷l 粗选 55 l 硫酸45 0 0 ，p H 4 ．5 3 I 丁基黄药3 0 l 不松醇油2 0 砷f 扫选 33 I k 羟肟酸2 5 0 I 灾松醇油I o 锡精l 选Ⅱ 士彳12 锌括矿 砷精矿锡精矿 图6 闭路试验工艺流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc l o s ec i r c u i tt e s t 尾矿 下转第4 8 页 盯 ∞ 醐m僧姗加磷钠三酸油 偏酸酸肟醇 六碳膦羟松斟小个X山个束山爪撼琐赫 万方数据 4 8 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第1 期 由表7 结果可看出，对于粗精矿无论是提高焙 烧温度、延长焙烧时间、样品再细磨、增加浸出药 剂浓度、再延长浸出时间或变换浸出药剂，都不能 再降低浸渣的金品位，浸出率始终保持在8 0 ％左 右，和原矿的浸出率基本一致。这种现象与金的赋 存状态有关，进一步确定该矿属卡林型金矿。 氧化焙烧法是有色金属选冶中的传统工艺，也 是处理含金硫化矿，特别是含碳质硫化矿最常用的 可靠方法。焙烧使硫化物分解以暴露金粒，使砷的 硫化物呈氧化态挥发掉、碳质物燃烧或失去活性， 以利于氰化浸金。焙烧是多相化学反应过程，其主 要影响因素有温度、反应物和生成物的物化性质 粒度、孑L 隙度 等。含砷金矿石常用氧化法预处 理，将砷金矿放在焙烧炉中或回转窑中，在6 5 0 ～ 8 0 0 。C 进行焙烧。在较低温度下弱氧化气氛中脱砷， 在较高温度氧化气氛中脱硫。目前我国回转窑焙烧含 砷金矿回收砷工艺已很成熟，氧化焙烧通过烟气回收 装置回收砷、硫。或者采用固砷焙烧处理该金矿。 氧化焙烧后对烧渣进行冷却、磨碎冲洗处理， 冲洗目的是脱掉各种盐类，这些盐类影响金的浸 出。故该卡林型金矿采用重选精矿焙烧一碎散一 炭浆 浸 法选冶工艺。 7结论 该金矿属卡林型金矿，不宜采用浮选和直接氰 化浸出，宜采用重选一重选粗精矿氧化焙烧氰化 浸出的联合工艺流程。重选磨矿细度为一7 4 斗m 占 6 6 ％，重选精矿金品位7 3 ．2 矾，金回收率8 1 ．1 3 ％。 重选金精矿氧化焙烧，焙烧温度6 5 0 ～7 0 0 ℃，焙烧 时间4h 。焙渣浸出率为8 1 ．6 9 ％。 参考文献 [ 1 ] 宋奠，刘全军，常富强．贵州某卡林型金矿选矿扩大试 验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 4 3 7 - 4 0 ． [ 2 ] 申开榜．谈谈两段焙烧法预处理高硫砷难浸金精矿[ J ] ． 云南化工，2 0 0 7 1 0 2 6 - 2 9 ． [ 3 ] 薛光，任文生．我国金精矿焙烧氰化浸出工艺的发 展[ J ] ．中国有色冶金，2 0 0 7 3 4 4 - 4 9 ． [ 4 ] 刘汉钊．国内外难处理金矿焙烧氧化现状和前景[ J ] ．国 外金属矿选矿，2 0 0 5 7 5 一1 0 ． [ 5 ] 江国红，刘升明，张岳．高砷高硫金精矿固化焙烧一氰 化浸出试验研究[ J ] _ 湿法冶金，2 0 0 4 6 7 6 7 9 ． [ 6 ] 鲍利军，吴国元．高砷硫金矿的预处理[ n 贵金属，2 0 0 3 9 6 1 6 6 ． [ 7 ] 姜效军，徐洪波，王涛．某高硫砷金精矿提取方法比较 [ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 2 4 3 4 3 6 ． [ 8 ] 吴仙花，张桂珍，盛桂云．难浸金矿石焙烧固硫、砷剂的 研究[ J ] ．黄金，2 0 0 1 ，2 2 8 2 7 3 0 ． [ 9 ] 苏国辉．高砷金精矿回转窑焙烧脱砷工艺研究[ J ] ．黄金， t 9 8 6 。7 1 3 2 3 8 ． [ 1 0 ] 吴筱锦．从含砷矿中回收金[ J ] 。国外黄金参考，1 9 8 5 3 1 7 3 1 ． 、 命 岔 命 岔 岔 岔 岔 岔 命 仓 仓 命 岔 僚 仓 岔 岔 金 命 岔 岔 岔 个 个 岔 命 仓 介 岔 岔 岔 僚 岔 岔 上接第2 0 页 表6 T a b l e6 闭路试验结果 R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t ／％ 伴生元素进行了很好的回收。 4 通过大量试验研究工作，确定了铜锌砷锡 分离的组合捕收剂和抑制剂，取得了较好的试验指 标，为类似高砷铜锌锡多金属矿的开发和利用提供 了新的思路。 参考文献 [ 1 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 0 2 5 1 0 0 ． [ 2 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 8 7 2 0 - 5 0 ． [ 3 ] 熊道陵，胡岳华，覃文庆，等．用新型有机抑制剂选择性 浮选分离铁闪锌矿与毒砂[ J ] ．中南大学学报，2 0 0 6 ，4 3 6 7 0 6 7 4 ． [ 4 ] 黄锦庆．广西某高砷铜锌矿选矿工艺研究[ J ] 。有色金 属 选矿部分 ，2 0 0 7 3 1 8 2 1 ． [ 5 ] 朱一民，周菁，徐金球，等．高效低毒锡石浮选剂z J 一3 浮选锡石细泥试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 1 2 1 8 2 1 ． 万方数据