重晶石型复杂嵌布铜铅锌次生硫化矿的可选性研究.pdf

2 0 1 1 年第5 期有色金属 选矿部分 5 D O I 1 0 3 6 3 9 ／j ．i s s n l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 1 ．0 5 ．0 0 2 重晶石型复杂嵌布铜铅锌次生硫化矿的可选性研究 邓海波，王艳，张刚，任海洋，何小民 中南大学资源加工与生物工程学院，长沙4 1 0 0 8 3 摘要某铜铅锌次生硫化矿含大量重晶石，有用矿物嵌布关系复杂、粒度细。铅氧化率2 8 ．3 2 ％。矿石中的方 铅矿和闪锌矿因夹杂细小铜矿物而自活化，抑制分离浮选困难。常规选矿方法和药剂难以分离出单一铜、铅、锌精矿。 试验建议采用粗磨铜铅锌等浮流程，可获得铅 锌品位大于5 0 ％的含铜铅锌混合精矿，各金属回收率也较高。混合精 矿再用专利冶金方法处理。 关键词铜铅锌硫化矿；重晶石；等可浮流程；混合精矿 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 2 ．2 ；T D 9 5 2 ．3文献标识码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 1 0 5 - 0 0 0 5 - 0 4 S t u d yo nB e n e f i c i a b i l i t yo fB a r i t e - t y p eC o m p l e x l yD i s s e m i n a t e dC u - P b - Z nS e c o n d a r y S u l p h i d eO r e D E N GH a i b o , W A N GY a n , Z H A N GG a n g , R E NH a i y a n g , H EX i a o m i n S c h o o lo fM i n e r a l sP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g , C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y , C h a n g s h a 4 1 0 0 8 3 , C h i n a A b s t r a c t AC u P b - Z ns e c o n d a r ys u l p h i d eo r ec o n t a i a sl a r g ea m o u n t so fb a r i t e ．T h ed i s s e m i n a t e d r e l a t i o n s h i po fu s e f u lm i n e r a l si Sv e r yc o m p l e 】c ，m i n e r a l s ’s i z e sa r ev e r yf i n ea n dt h el e a do x i d i z i n gr a t i oi S 2 8 ．3 2 ％．G a l e n aa n dm a r m a t i t ea r ea u t o m a t i c a l l ya c t i v a t e db e c a u s eo ft h r e a d i n gw i t hf i n ec o p p e rm i n e r a l si n o r e ．T h ef l o t a t i o ns e p a r a t i o ni SS Oh a r dt h a tc o n v e n t i o n a lm e t h o d sa n dr e a g e n t so fo r ed r e s s i n ga l ed i t i q c u ht o s e p a r a t es i n g l ec o p p e r , l e a da n dz i n cc o n c e n t r a t e ．T h ee x p e r i m e n t sr e c o m m e n dt h ec o a r s e l yg r o u n dC u P b Z n a r ec o e q u a l l yf l o a t e d ．W i t ht h i sp r o c e s s ．b u l kc o n c e n t r a t e so fC u P b - Z nC a l lb ea c q u i r e dw i t hP b - Z ng r a d e m o r et h a n5 0 ％a n dh i 小m e t a lr e c o v e r y ．T h eb u l kc o n c e n t r a t e sc a nb ef u r t h e rp r o c e s s e db y p a t e n t e d m e t a l l u r g i c a lm e t h o d s ． K e yw o r d s C u - P b - - Z ns u l p h i d eo r e ；b a r i t e ；c o e q u a l l yf l o a t a b l ec i r c u i t ；b u l kc o n c e n t r a t e s 硫化铜铅锌矿通常称为复杂多金属硫化矿。因 为矿石中的矿物致密共生，闪锌矿、黄铁矿往往受 矿石中铜矿物及离子的自活化而难以抑制分离，方 铅矿与黄铜矿等铜矿物可浮性相近而难以分离，故 属难选矿[ 川。 硫化铜铅锌矿的常规浮选分离流程为先用硫酸 锌和亚硫酸钠抑制闪锌矿、铜铅混浮，再用重铬酸 钾或C M C 水玻璃抑铅浮铜分离得铜精矿和铅精 矿，铜铅混浮尾矿用硫酸铜活化闪锌矿后选锌得锌 精矿[ 引。 多位研究者对不同的复杂多金属硫化矿进行了 浮选分离研究，根据矿石性质不同，其方法各有特 收稿日期2 0 1 l 0 2 2 5修回日期2 0 1 1 - 0 6 1 5 作者简介邓海波 1 9 5 7 一 ，男，广西桂林人，副教授。 点[ 鲥j 。 某次生硫化铜铅锌矿位于印度尼西亚，矿体金 属品位高，开采条件好。受业主方委托，笔者对该矿 进行了选矿试验研究，为选矿设计生产提供依据。 1 矿石工艺矿物学研究 试验矿样共7 0k g ，经破碎加工后制备测试样 与试验样。矿样铜、铅、锌化学物相分析结果列于 表1 。 经镜下鉴定、x 射线衍射分析和扫描电镜分析 综合研究表明，矿石中较常见的金属矿物是闪锌 矿、方铅矿、黄铜矿、砷黝铜矿和黄铁矿，次为斑 万方数据 6 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第5 期 铜矿、铜蓝，偶见硫铜银矿零星分布；脉石矿物主 要是重晶石，含量很大，在5 0 ％以上，其次是石英、绿 泥石等。表2 列出矿石中主要矿物的质量分数。 表2矿石中主要矿物的含量 T a b l e2T h ec o n t e n to fm a i nm i n e r a l si no r e ／％ 矿物铜矿物闪锌矿方铅矿黄铁矿重晶石石英绿泥石其它合计 质量分数3 ．9 1 46 5 ．46 ．35 141 3 14 ．31 ．ol O O 矿石中的黄铜矿、砷黝铜矿混杂共生，常呈不 规则的微粒状散布在闪锌矿内部，粒度普遍小于 0 ．0 3m m ，或充填交代黄铁矿、方铅矿，粒度一般 O ．0 2 ～0 ．1 2m m 不等。 闪锌矿内部大多含有细小的方铅矿、黄铜矿等构 成极为复杂的镶嵌关系，粒度通常小于0 ．0 3m m ， 或呈不规则粒状嵌布在脉石中，沿边缘常见黄铜矿 或方铅矿交代，粒度大多介于0 ．0 2 ～0 ．1 5m m 。 方铅矿产出形式与闪锌矿大致相同。 黄铁矿常呈微细的交代残余，较均匀地分布在 闪锌矿或铜矿物中，部分与方铅矿共生，粒度除少 数可至01m m 左右外，普遍小于0 ．0 5m m 。 矿石中金属矿物均属不均匀微细粒嵌布的范 畴。由于交代作用的影响，各种金属矿物之间的共 生关系极为复杂，见图1 。 图1不规则微粒状黄铜矿 c h 和方铅矿 G a 呈浸 染状嵌布在闪锌矿 S p 中。G 为重晶石脉石。反光 F i g ．1 I r r e g u l a l “ p a r t i c u l a t ec h a l c o p y r i t e c h a n d g a l e n a C a a l ed i s s e m i n a t e di ns p h a l e r i t e S p 】， Gi sb a r i t e ，r e f l e c t i o n 嵌布粒度统计结果显示，预计即使将矿石磨 至一3 7I x m 部分占9 0 ％- 9 5 ％的细度，亦很难得到 满意的分选效果。 2 选矿试验研究 2 ．1 优先浮铜试验 2I ．1 超细磨优先浮铜开路试验 由于本矿石嵌布粒度细、嵌布关系极为复杂。 针对此问题，设计了超细磨浮选试验。将原矿细磨 至一3 7 m 占9 5 ％，然后进行优先浮铜开路试验。 试验流程见图2 ，试验结果见表3 。 原矿药剂用量趴 一3 7 “m9 5 ％搅拌、浮选时间皿n ．上硫酸锌i 0 0 0 4 T 硫代硫酸钠8 0 0 4 z 一2 0 05 0 l 松醇油2 0 浮l 铜 尸2 。刁乙硫氯 1 7 个丁基铵黑药8 精l 选浮铅瞬 门闩硫醐， 精矿1 中矿1 精矿2 扫蒜丁基黄药4 0 ’松醇油2 0 ＼术硫酸铜6 0 ＼术丁基黄药2 0 ，松醇油l O h扫选阻 精矿3 、 尾矿 图2 超细磨优先浮铜开路试验流程 F i g ．2O p e nc i r c u i tt e s t f l o w s h e e to fu h r a f i n e g r i n d i n gf o rC u p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n 表3超细磨优先浮铜开路试验结果 T a b l e3 O p e n c i r c u i tt e s tr e s u l t so fu l t r a f i n e g r i n d i n gf o rC u p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n ／％ 万方数据 2 0 11 年第5 期邓海波等重晶石型复杂嵌布铜铅锌次生硫化矿的可选性研究 7 从表3 的结果可见，采用超细磨、混合抑制剂 一次精选，铜精矿品位仍不高，且含铅锌高，铅 锌 5 0 ％。 2 ．1 ．2 优先浮铜多次精选试验 采用铜优先浮选一五次精选分选流程方案，获 得的铜精矿品位最高，但也仅含铜1 2 ．7 0 ％，铜回 收率7 4 ．6 1 ％，含铅1 1 ．2 9 ％、锌8 ．0 6 ％。由于铜精 矿带走铅锌多，致使后面产出的铅锌混合精矿品位 铅 锌仅有3 6 ．7 7 ％。 2 ．2 其他探索试验浮选分离流程与药剂 对本矿石还探索了在不同磨矿细度的多种分选 流程，如铜铅锌优先顺序浮选一多次精选、铜铅混 浮分离选锌、铜铅锌混浮浮铜抑铅锌分离、铜铅 锌等可浮浮铜抑铅锌分离、铜铅锌等可浮流程等， 均无法分离出单一合格铜精矿、铅精矿和锌精矿。 对本矿石探索试验了多种浮选药剂1 常规 硫化矿捕收剂如丁基黄药、乙硫氮、丁基铵黑药， 铜矿物选择性捕收剂如Z 一2 0 0 、M o c 、T 一2 K ；2 锌矿物抑制剂如高碱石灰、硫酸锌、硫代硫酸钠、 亚硫酸钠、C M C 有机混合抑制剂、强力抑制剂氰 化钠；3 铅矿物抑制剂如重铬酸钾、C M C 有机混 合抑制剂；4 黄铁矿抑制剂如石灰、D S ；5 脉 石抑制剂如水玻璃。均无法分离出单一合格铜精 矿、铅精矿和锌精矿。 2 ．3 探索试验结果分析 本矿石由于嵌布细、构造复杂，具有与常规硫 化铜铅锌矿不同的特别浮选现象，主要表现有 1 矿石中的黄铜矿和砷黝铜矿交代闪锌矿、 方铅矿的现象极为普遍，采用选择性铜捕收剂如 Z 一2 0 0 、M o e 、T 一2 K 优先浮铜多次精选，铜精矿含 铜亦难以超过1 3 ％，且含铅锌很高。 2 矿石中的闪锌矿已被夹杂的细粒铜矿物活 化，不加硫酸铜活化即可被绝大多数硫化矿捕收剂 浮出，很难用常规的锌抑制剂如硫酸锌、硫代硫酸 钠和高碱石灰等抑制分离。试验表明，采用大剂量 有机混合抑制剂，以及强力抑制剂氰化钠，也不能 抑制分离出单一锌精矿。 3 矿石中的方铅矿已被夹杂的细粒铜矿物活 化，很难用常规的铅抑制剂如重铬酸钾、有机抑制 剂等分离。不能抑制分离出单一铅精矿。 4 矿石中的黄铁矿嵌布细，构造关系复杂， 很难解离和抑制，从而随硫化矿浮选上浮进人铜铅 锌精矿，影响精矿品位。 5 矿石中含大量的重晶石 5 1 ．4 ％ ，添加少 量石灰即造成泡沫发黏，分选现象迅速恶化。 2 ．4 铜铅锌等浮闭路试验 前面试验结果表明，由于本矿石嵌布粒度细、 嵌布关系极为复杂，各种流程、药剂试验均无法获 得合格铜精矿，且产出的铜粗精矿中铅锌损失大，导 致后续的铅锌混合精矿回收率低、品位难以达标。 目前国内已有冶炼铜铅锌混合精矿的专利技术 与收购厂家[ s ] 铜铅锌混合精矿的火法冶金工艺 中国Z L2 0 0 7 1 0 0 1 8 0 6 6 ，可处理含铜大于2 ％的铜 铅锌混合精矿，综合回收全部金属，故混合精矿中 的铜铅锌金属均可计价。 为此，可考虑简化流程，在第一步浮选中不加 任何抑制剂，仅加捕收剂进行铜铅锌等浮，产出铜 铅锌混合精矿。此时不需磨至各矿物单体解离，连 生体即可回收，有助于提高各金属回收率。 试验流程见图3 ，试验结果见表4 。 铜 尾矿 图3 铜铅锌等浮闭路试验流程 F i g ．3 C l o s e d - c i r c u i tt e s tf l o w s h e e to fc o p p e r l e a d a n dz i n ci s o f l o t a t i o n 表4铜铅锌等浮闭路试验结果 T a b l e4C l o s e d - c i r c u i tt e s tr e s u l t so fc o p p e r ，l e a d a n dz i n ci S O f l o t a t i o n ／％ 结果表明，铜铅锌混合精矿的铜品位4 ．4 4 ％， 铅 锌品位5 0 ．2 0 ％，达到铅锌混合精矿的品级标 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第5 期 准，混合精矿中的铜回收率8 1 ．5 6 ％、铅回收率 7 3 ．8 6 ％、锌回收率9 2 ．1 2 ％。 3 结论 1 工艺矿物学研究表明，本矿石属于嵌布粒 度细、嵌布关系复杂、铅部分氧化的极难选重晶石型 次生硫化铜铅锌矿石。矿石中的黄铜矿和砷黝铜矿 交代闪锌矿、方铅矿的现象极为普遍，采用选择性铜 捕收剂如z 一2 0 0 、M o e 、T 一2 K 优先浮铜多次精选， 铜精矿含铜品位亦难以超过1 3 ％，且含铅锌很高。 2 矿石中的方铅矿、闪锌矿已被夹杂的细粒 铜矿物活化，很难用常规的铅抑制剂 如重铬酸 钾、有机抑制剂等 和锌抑制剂 如硫酸锌、硫代 硫酸钠、高碱石灰、大剂量有机混合抑制剂、强力 抑制剂氰化钠 抑制分离，不能分离出单一铅精矿 和单一锌精矿。 3 矿石中的黄铁矿嵌布细，构造关系复杂， 很难解离和抑制，从而随硫化矿浮选上浮进入铜铅 锌精矿，影响精矿品位。矿石中含大量的重晶石，添 加少量石灰即造成泡沫发黏，分选现象迅速恶化。 4 针对本矿石特点，推荐采取铜铅锌混合精 矿一产品方案。目前国内已有冶炼铜铅锌混合精矿 的专利技术与收购厂家，可处理含铜大于2 ％的铜 铅锌混合精矿，综合回收全部金属。相应推荐采用 粗磨铜铅锌等浮流程。此时不需磨至各矿物单体解 离，连生体即可回收，可提高各金属回收率。闭路 试验结果，铜铅锌混合精矿中的铜品位4 ．4 4 ％， 铅 锌品位5 0 ．2 0 ％，达到铅锌混合精矿的品级标 准，混合精矿中铜回收率8 1 ．5 6 ％、铅回收率 7 3 ．8 6 ％、锌回收率9 2 ．1 2 ％。 参考文献 [ 1 ] 胡岳华，冯其明．矿物资源加工技术与设备[ M ] ．北京 科学出版社。2 0 0 6 [ 2 ] 朱玉霜．朱建光．浮选药剂的化学原理[ M ] ．长沙中南 工业大学出版社，1 9 9 1 [ 3 ] 王云，张丽军．复杂铜铅锌多金属硫化矿选矿试验研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 6 l - 6 ． [ 4 ] 马晶，任金菊，原连肖．某难选多金属硫化矿浮选分离 试验研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 8 3 8 - 1 1 ． [ 5 ] 陈代雄，杨建文，李晓东．高硫复杂难选铜铅锌选矿工艺 流程试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 1 1 5 ． [ 6 ] 李建英，彭济时，周昌，等．铜铅锌混合精矿的火法冶 金工艺中国，2 0 0 7 1 0 0 1 8 0 6 6 [ P ] ．2 0 1 0 埘一2 1 ． h t t p ／／w w w ．s i p o ．g o v ．c n J z l j s ／ 开通网上在线编审系统启事 为了响应国家新闻出版总署关于加快期刊数字化工作的号召，扩大北京矿冶研究总院期刊的影响力， 加强编辑部的稿源管理，提高工作效率，我院主办的7 种科技期刊网上在线编审系统已经投入使用，请多 年来热心支持我们的行业同仁和广大作者上网投稿，并对系统的使用提出建设性的意见。 箔色金属 矿山部分 网址h t t p ／／y s k s ．酾m m ．c a 侑色金属 选矿部分 网址h t t p ／／y s x k ．b g I i 咖．c a 侑色金属 冶炼部分 网址h t t p ／／y s y l ．b 加衄．c n 箔色金属工程网址h t t p ／／y s j s g c ．b g r i m m ．c n 缈冶网址h t t p ／／k y ．b 酣姗．c a 中国无机分析化学网址h t t p ／／z g w j f x h x ．b g r i m m ．c n 昭热喷涂技7 恸网址h t t p ／／r p t j s ．b 曲m m ．c n 万方数据