某复杂铜铅锌多金属硫化矿选矿试验研究.pdf

1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第5 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 5 ．0 0 3 某复杂铜铅锌多金属硫化矿选矿试验研究 黄建芬，余江鸿 西北矿冶研究院矿用浮选药剂国家地方联合工程实验室，甘肃白银7 3 0 9 0 0 摘要根据某铜铅锌矿矿石中铜、铅、锌等硫化矿物嵌布关系复杂、嵌布粒度极不均匀的特点，采用“铜铅混合浮选一 混合精矿再磨铜铅分离一混合浮选尾矿选锌”的工艺流程及合理的药剂制度，闭路试验获得良好的铜、铅、锌选矿技术指 标，同时，矿石中的伴生银也得到了较好回收，铜、铅、锌及银的回收率分别达到6 5 ．9 8 ％、8 8 ．8 3 ％、8 5 ．3 1 ％、8 4 ．9 8 ％。 关键词铜铅锌多金属矿；铜铅混合浮选；混合精矿再磨；铜铅分离；T - 3 0 7 ；髑一1 中图分类号T D 9 2 3 ；T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 2 ．2 ；T D 9 5 2 ．3 文献标志码A 文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 5 0 5 - 0 0 1 0 4 1 6 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nM i n e r a lP r o c e s s i n go faC o m p l e x C o p p e r ．1 e a d ．z i n cM u l t l ．m e t a lM i n e r a l s H U A N G 胁n f e n ，Y UJ i a n g h o n g N a t i o n a lL o c a lU n i t e dE n g i n e e r i n gL a b o r a t o r yo fM i n eF l o t a t i o nR e a g e n t ，N o r t h w e s tR e s e a r c h I n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B a i y i nG a n s u7 3 0 9 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt o t h ec h a r a c t e r i s t i c so fc o m p l e xd i s s e m i n a t i o nr e l a t i o n s h i pa m o n gs u l f i d eo r e so f c o p p e r ，l e a da n dz i n ca n di n e q u a l i t yo fd i s s e m i n a t e dg r a i ns i z e ，t h e ”c o p p e rl e a dm i x e df l o t a t i o n m i x e dc o n c e n t r a t e r e g r i n d i n g s e p a r a t i o no fc o p p e ra n dl e a d m i x i e df l o t a t i o nt a i l i n g so fz i n c ’’f l o w s h e e ta n dr e a s o n a b l er e a g e n ts y s t e m w e r eu t i l i z e d ，w h i c hs u c c e s s f u l l yr e a c h e dg o o dd r e s s i n gi n d e x e sf o rc o p p e r ，l e a d ，z i n ct h r o u g hc l o s e dc i r c i tf l o t a t i o n e x p e r i m e n t s ，A tt h es a m et i m e ，t h ea s s o c i a t e ds i l v e ri nt h eo r e sa l s og o tg r e a t l yr e c o v e r e d ．T h er e c o v e r yr a t eo f c o p p e r ，l e a d ，z i n ca n ds i l v e rr e a c h e d6 5 ．9 8 ％，8 8 ．8 3 ％，8 5 ．3 1 ％，8 4 ．9 8 ％，r e s p e c t i v e l y ． K e yw o r d s c o p p e r l e a d z i n cp o l y m e t a l l i co r e ；c o p p e rl e a dm i x e df l o t a t i o n ；m i x e dc o n c e n t r a t er e g r i n d i n g ； s e p a r a t i o no fc o p p e ra n dl e a d ；T 一3 0 7 ；T S 一1 在工艺矿物学研究的基础上，对某复杂铜铅锌 多金属硫化矿进行选矿试验研究，研究结果表明， 铜、铅硫化矿物浮游性较为接近，浮选分离难度较 大，矿石中硫的含量虽然不高，但较难抑制，常规工 艺需用大量的石灰方能有效抑制黄铁矿，同时铅、银 也受到抑制，铅、银回收率大幅度降低，使矿石综合 利用水平大大降低【1 圳。针对该矿石的性质特点，采 用“铜铅混合浮选一混合精矿再磨铜铅分离一混 合浮选尾矿选锌”的原则流程，铜铅混合浮选在低碱 度条件下抑锌硫浮铜铅，采用环保且价格低廉的抑 制剂进行抑铅浮铜的浮选分离，使矿石中的铜、铅、 锌矿物及伴生银得到有效回收，达到高效综合利用 该矿石的目的。 1 矿石性质 矿石中金属矿物以闪锌矿、方铅矿为主，黄铜 投稿日期2 0 1 4 - 0 6 - 0 5修回日期2 0 1 5 - 0 7 - 2 7 作者简介黄建芬 1 9 6 5 - ，女，广西田阳人，高级工程师。 矿、黄铁矿、磁铁矿次之，磁黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、 毒砂、白铁矿、金红石、钛铁矿、蓝辉铜矿、铅矾、菱锌 矿等只有少量或微量。脉石矿物以铁染碳酸盐、石 英、绿泥石、绿帘石为主，其次为黝帘石、角闪石、长 石、绢云母、萤石、榍石、碳质。矿石中主要回收金属 为铜、铅、锌及伴生银，原矿品位为铜0 ．1 7 ％、铅 3 ．2 6 ％、锌4 ．8 6 ％、银2 1 ．3 4g ／t 、硫5 ．3 2 ％，硫化物 主要有闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等，脉石矿物 占矿石总量的8 6 ．9 0 ％。矿石自然类型以硫化矿石 为主，局部轻微氧化；矿石构造主要为块状构造、浸 染状构造；矿石结构主要有它形粒状结构、自形一半 自形晶粒状结构，固溶体分离结构等。矿石中黄铜 矿、方铅矿、闪锌矿等硫化物之间，硫化物与脉石之 间嵌布关系复杂，主要金属矿物粒度测定表明，闪 锌矿嵌布粒度较为粗大，大于7 4 岬的颗粒占 5 9 ．0 ％，1 2 ．0 ％的颗粒小于1 8 ．6T u n ；方铅矿大于 万方数据 2 0 1 5 年第5 期黄建芬等某复杂铜铅锌多金属硫化矿选矿试验研究 1 l 7 4 岬的颗粒占4 5 ．9 ％，1 7 ．8 ％的颗粒小于1 8 ．6 I ．L m ；黄铜矿大于7 4 “m 的颗粒占3 8 ．3 ％，2 3 ．1 ％的 颗粒小于1 8 ．6 斗m 。由此看来，矿石中黄铜矿、方铅 矿、闪锌矿嵌布粒度极不均匀，因此，要实现铜、铅、 锌矿物的有效分离，获得较好的选矿技术指标，必须 对矿石进行细磨，使有用矿物充分单体解离，才能实 现对该矿石资源的高效综合回收。 原矿多元素分析结果见表1 ，铜、铅、锌的物相分 析结果见表2 。 表l原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eo r e ／％ 成分C u P bZ nF e SA s S nM oB i S i 0 2 C a O M s o A 1 2 0 3A u l ’ A 9 1 ’ 含量0 ．1 7 3 ．2 64 ．8 68 ．2 95 ．3 20 ．0 5 0 ．0 0 10 ．0 10 ．0 l3 4 ．5 0 1 9 ．1 5 2 ．4 55 ．3 00 ．12 1 ．3 4 2 选矿试验研究 为了确定适合处理该铜铅锌多金属硫化矿石的 原则流程，进行了多种工艺流程方案的试验研究”1 ， 包括铜铅锌顺序优先浮选流程、铜铅混合浮选一混 合粗精矿再磨铜铅分离一混合浮选尾矿选锌流 程、铜铅锌全混合浮选流程等。试验结果表明，铜铅 混合浮选一混合精矿再磨一铜铅分离～混合浮选尾 矿选锌流程，可获得优于其它流程的技术指标，铜铅 混合粗精矿铜回收率达到8 5 ％以上，铅回收率达到 9 3 ％以上，混合粗精矿中锌的上浮率约占1 4 ％，因 此，确定采用铜铅混合浮选一混合精矿再磨一铜铅 分离一混合浮选尾矿选锌流程。 2 ．1 铜铅混合粗选条件试验研究 2 ．1 ．1 铜铅混合粗选磨矿细度试验 试验流程见图’l ，试验结果见图2 。 铜铅混合粗精矿 尾矿 ；下同 图1 磨矿细度试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fg r i n df i n e n e s st e s t 图2 磨矿细度试验结果 F i g ．2 T e s tr e s u l to f 咖n df i n e n e s s 由图2 可知，随着磨矿细度的增加，铜铅混合粗 精矿中锌品位的变化不太明显，而铜、铅品位和回收 率都有所提高，表明随着磨矿细度提高，有用矿物的 单体解离度也提高，各项选矿技术指标随之变好。 矿石性质研究结果也说明了细磨有利于该矿石的处 理，但考虑到细磨会提高生产成本，必须平衡成本和 指标的关系，因此，确定铜铅混合粗选磨矿细度为 一7 4 斗m 占8 0 ％。 2 ．1 ．2 铜铅混合粗选黄铁矿抑制剂试验 试验流程为一次粗选流程，磨矿细度为一7 4 斗m 占8 0 ％，其它试验条件见图1 。通过大量的药剂筛选 试验研究，结果表明，采用石灰与调整剂髑．1 配合 使用可在较低碱度条件下有效抑制黄铁矿，其抑制 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第5 期 效果明显优于单用石灰，在较低碱度条件下进行铜 铅混选，可避免铜铅硫化矿和伴生银矿物被抑制，有 利于提高目的矿物的选矿指标。T S 一1 由一种有机高 分子化合物和一种含有多个羧基基团的有机小分子 表3 T A b l e3 化合物按一定比例配制而成，环保无毒，来源广泛。 铜铅混合粗选石灰与石灰 T S 1 组合药剂试验结 果见表3 。 石灰与石灰 鸭．1 组合药剂试验结果 T e s tr e s u l t so fl i m ea n dl i m e 佟一1d o s a g e ／％ 石灰 “ I S 1 铜铅混合粗精矿 7 ．1 32 ．1 54 3 ．2 89 ．4 98 7 ．3 09 3 ．7 91 3 ．9 3 2 ．0 1 ．2 出里 竺 兰 竺竺 堕笙 竺竺 堑 竺竺 竺 竺Q 由表3 试验结果可知，石灰 T S 一1 的药剂方案 在铜铅回收率相当的情况下可获得产率较低、铜铅 品位较高的混合粗精矿。经检测分析，添加石灰时 混合粗精矿含硫3 0 ．8 9 ％，添加石灰 T S - l 时混合 粗精矿含硫2 7 ．7 1 ％，表明石灰 T S 一1 抑制黄铁矿 的效果明显优于单用石灰，因此，确定选择石灰 偈．1 作为铜铅混合粗选黄铁矿抑制剂。 掌 趟 Ⅱ暑 奄 磐 彝 d Ⅱ 皿丑 取 辱 石灰用量／ k g t 。1 图3 石灰用量试验结果 F i g ．3 T e s tr e s u l t so fl i m ed o s a g e 确定抑制剂后，进行了药剂用量试验，试验结果 见图3 、图4 ，石灰、，I s - 1 用量分别为2 ．0 、1 ．2k g ／t 。 2 ．1 ．3 铜铅混合粗选闪锌矿抑制剂试验 试验采用一次粗选流程，磨矿细度为8 0 ％一7 4 “m ，浮选时间7m i n ，其他药剂用量为T S l 调整剂 1 ．2k g ／t ，乙基黄药6 0g ／t ，松醇油3 0g ／t ，锌抑制剂 试验结果见表4 。 誉 趟 避 奄 蜒 爨 句口 赠 露 曝 表4闪锌矿抑制剂试验结果 T S 一1 用量／ k g I 。1 图4T S ．1 用量试验结果 F i g ．4 T e s tr e s u | t so fT S 一1d o s a g e 蓬 裕 擎 回 奄 蜒 囊 d Ⅱ 赠 取 曝 T a b l e4 T e s tr e s u l t so fs p h a l e r i t ei n h i b i t o r ／％ 锌抑／制 剂k g 种．类t - 及I 用量 产品名称 产率石『_ J 睾譬T 瓦『_ 皇篙字L T 硫酸锌1 ．5 ， 铜铅粗精矿 7 ．4 12 ．0 24 0 ．1 71 0 ．3 48 6 ．6 1 9 2 ．5 91 5 - 8 3 亚硫酸钠1 ．0尾矿 9 2 ．5 90 ．0 2 50 ．2 64 ．41 3 ．3 97 ．4 8 8 4 ．1 7 硫酸锌1 ．5 ， 铜铅粗精矿 7 ．4 7 2 ．1 14 0 ．8 99 ．2 58 7 ．6 59 3 ．4 91 4 3 1 硫化钠0 ．2尾矿 9 2 ．5 30 ．0 2 40 ．2 3 4 ．4 71 2 ．3 56 ．5 18 5 ．6 9 硫酸锌z ．。 铜霆粗摹矿主．；主’嚣管 等2 ‘譬嚣弩‘蠹 ≥美 原矿 1 0 0 ．00 ．1 83 ．2 74 ．8 5i 0 0 ．01 0 0 ．01 0 0 ．0 万方数据 2 0 1 5 年第5 期黄建芬等某复杂铜铅锌多金属硫化矿选矿试验研究 1 3 试验结果表明，采用硫酸锌和硫化钠作抑制剂， 铜铅技术指标优于其它药剂方案，其原因是矿石中含 有一定量的次生铜，导致矿浆中铜离子增多，闪锌矿 因被铜离子活化难以抑制，硫化钠可以在一定程度上 消除铜离子对闪锌矿的活化作用，因此，确定采用硫 酸锌和硫化钠作为铜铅混合粗选闪锌矿抑制剂。锌 抑制剂确定以后，进行了药剂用量试验，试验结果见 图5 、图6 ，硫酸锌、硫化钠用量分别为1 ．5 、0 ．2k g ／t 。 表5 7 r a b l e5 硫酸锌用最／ k g ‘1 。J 图5 硫酸锌用量试验结果 F i g ．5 T e s tr e s u l mo fZ n S 0 4d o s a g e 冰 辫 擎 匣 b 蜒 靼 旬Ⅱ 哄 露 曝 硫化钠州量／ g ．f 1 1 图6 硫化钠用量试验结果 F i g ．6 T e s tr e s u l t so fN a 2Sd o s a g e 2 ．1 ．4 铜铅混合粗选捕收剂试验 铜铅混合粗选捕收剂及起泡剂的选择以铜铅选 矿指标好、药剂品种少、不影响后续铜铅分离作业为 原则，分别进行了乙基黄药 2 5 。黑药、乙基黄药 松醇油、乙基黄药 乙硫氮 松醇油、z 一2 0 0 2 5 。 黑药等药剂方案对比试验 试验结果见表5 。试验结 果表明，采用乙基黄药作捕收剂，松醇油作起泡剂， 可取得良好的铜铅选矿指标。 铜铅混合粗选捕收剂试验结果 T e s tr e s u l t so fc o n e c t o r ／％ 乙基黄药、松醇油用量试验结果分别见图7 、图 8 ，结果表明其适宜用量分别为6 0 、3 0g ／t 。 乙基黄药用量／ g l - t 图7乙基黄药用量试验结果 F i g 。7 T e s tr e s u l t so fe t h y lx a n t h a t ed o s a g e 松醇油用量／ g t 。 图8 松醇油用量试验结果 F i g ．8 T e s tr e s u l t so ft e r p e n i c0 1 1d o s a g e 2 ．2 铜铅混合粗精矿精选条件试验 铜铅混合粗精矿需经过两次精选，使混合精矿 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第5 期 铜、铅富集到一定的品位，才能保证后续的铜铅分离 作业获得合格的铜精矿和铅精矿。试验结果表明， 铜铅混合一次精选矿浆p H 宜控制在8 9 ，石灰4 0 0 g ／t ，T S 一13 0 0g ／t ，硫酸锌2 0 0g ／t ，硫化钠1 0 0g ／t ， 乙基黄药1 0g ／t ，松醇油1 0g ／t 。铜铅混合二次精选 可直接精选，不需要添加任何药剂。经过两次精选 后获得的铜铅混合精矿品位为铜2 ．4 9 ％、铅 5 2 ．2 2 ％、锌7 ．1 5 ％，铜、铅、锌回收率分别为 8 3 ．6 5 ％、9 0 ．2 6 ％、3 8 ．4 l ％ 对给矿 。 2 ．3 铜铅混合精矿分离试验研究 2 ．3 ．1 铜铅分离混合精矿再磨细度试验 物质组成研究结果表明，该矿石中黄铜矿、方铅 矿嵌布粒度一1 8 ．6 斗m 粒级占了一定比例，在铜铅 分离试验研究过程中，混合精矿不再磨时，铜铅分离 比较困难，铜精矿品位很难达到1 8 ％以上，因此，铜 铅分离浮选前进行混合精矿再磨是必须的。混合精 矿再磨细度试验条件为磨矿时添加活性炭2 0 0g ／t 、 石灰2 0 0g ／t ，浮选添加乙基黄药1 0g ／t ，松醇油l O g ／t ，浮选流程为一次粗选流程；试验结果见图9 。试 验结果表明，混合精矿再磨细度以一4 3 岬占9 5 ％ 为宜。 再磨细度 - 4 3 p ．m 1 ，％ 图9 再磨细度试验结果 F i g ．9 T e s tr e s u l t so fr e g r i n d i n gf i n e n e s s 2 ．3 ．2 铜铅分离抑制剂试验 铜铅分离采用活性炭脱药，矿浆p H 控制在7 ～ 8 ，以亚硫酸一硫化钠、重铬酸盐、C M C 一重铬酸钾、 调整剂T ．3 0 7 等多种药剂方案进行抑铅浮铜分离试 验。研究结果表明，采用T - 3 0 7 、重铬酸盐法铜铅分 离效果较好，技术指标相当，经过一次分离粗选，铜 粗精矿铜品位达到1 7 ％左右，含铅6 ．9 0 ％，铜回收 率8 3 ％。由于采用重铬酸盐法难以实现选矿的清洁 生产以及国家对环境保护的日益重视，重铬酸盐法 显然不能满足现实要求，因此，确定T - 3 0 7 为铜铅分 离方铅矿的抑制剂。T - 3 0 7 由一种有机高分子化合 物和一种硫的含氧酸盐按一定比例配制而成，环保 无毒、价格低廉，能够较好地实现铜铅硫化矿物的分 离。T - 3 0 7 用量试验条件为铜铅混合精矿再磨细度 一4 3 岬占9 5 ％，磨矿时添加活性炭2 0 0g ／t 、石灰 2 0 0g ／t ，浮选乙基黄药1 0g ／t 、松醇油1 0g ／t ，浮选流 程为一次粗选流程，试验结果见图l O 。由试验结果 可知，T - 3 0 7 适宜的用量为6 0 0g ／t 。 T - 3 0 7 用量， g 。t 。 图1 0T - 3 0 7 用量试验结果 F i g ．1 0 T e s tr e s u l t so fT - 3 0 7d o s a g e 2 ．3 ．3 铜铅分离其它条件优化试验 在铜铅混合精矿再磨细度为一4 3p m9 5 ％的条 件下通过试验确定铜铅分离其它药剂条件，优化试 验结果为活性炭2 0 0g ／t 、石灰2 0 0g ／t ，活性炭和石 灰添加到磨矿机中脱药效果较好；浮选矿浆p H7 ～ 8 ，乙基黄药1 0g ／t ，松醇油1 0g ／t ；获得的铜粗精矿 铜品位1 8 。2 0 ％，含铅6 ．2 6 ％，含锌5 ．3 5 ％，铜作业 回收率8 2 ．8 7 ％；铅粗精矿铅品位5 6 ．5 5 ％，含铅 0 ．5 1 ％，含锌7 ．2 8 ％，铅作业回收率9 8 ．6 l ％。 2 ．4 锌浮选试验研究 该矿石锌矿物相对好选，采用常规流程和药剂 制度即可获得良好的指标。锌粗选试验流程为一次 粗选流程，条件优化试验结果如下石灰4 ．0k g ／t ，矿 浆p H1 1 ，硫酸铜1 5 0g ／t ，丁基黄药1 0 0g ／t ，松醇油 3 0s ／t ；锌粗选指标锌粗精矿锌品位4 5 ．1 8 ％，铜品 位0 ．1 2 ％，铅品位1 ．1 1 ％，锌回收率8 1 ．8 9 ％。锌粗 精矿经过两次精选，在锌一次精选添加石灰6 0 0g ／t ， 获得的锌精矿锌品位为5 6 ．4 3 ％，铜品位0 ．1 4 ％，铅 品位1 ．1 9 ％，锌回收率7 5 ．0 6 ％。 2 ．5 闭路试验 根据条件试验结果，按图1 1 所示流程和药剂制 度进行闭路试验，试验结果见表6 。 万方数据 Q 生箜 塑重垄莶箜 苤复苤塑塑壁垒全星堕垡笙垄笙道堕婴窒 原矿 表6 r I 捌e6 图1 1 闭路试验流程 F i g ．11 F l o w s h e e tc l o s e d c i r c u i tf l o t a t i o n 闭路试验结果 T e s tr e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tf l o t a t i o n ／％ 3结论 1 在磨矿细度为一7 4H 肺8 0 ％的条件下，采用铜 铅混合浮选一混合精矿再磨铜铅分离一混合浮选 尾矿选锌的工艺流程及合理的药剂制度，在铜铅混选 采用石灰和T S 一1 联合抑制黄铁矿，硫酸锌和硫化钠抑 制闪锌矿，使铜铅混选在较低的p H 条件下实现铜、铅 与锌、硫的有效分离；在铜铅分离作业采用环保、价格 低廉的抑制剂T - 3 0 7 进行抑铅浮铜的浮选分离，使矿 石中铜、铅、锌及伴生银得到了有效回收。 2 闭路试验取得了良好的选矿技术指标铜精 矿铜品位1 8 ．6 5 ％、铜回收率6 5 ．9 8 ％，铅精矿铅品 位5 6 ．7 2 ％、铅回收率8 8 ．8 3 ％，锌精矿锌品位 5 4 ．1 7 ％、锌回收率8 5 ．3 1 ％，铜、铅精矿中银的总回 收率达到8 4 ．9 8 ％。 3 所采取的工艺技术方案流程简单，药剂制度 合理有效，选矿技术指标良好，现场易于实施，可以 作为建厂设计和工业化生产的技术依据。 参考文献 [ 1 ] 王荣生，师建忠，唐顺华，等．某银铜铅锌多金属矿选矿 工艺试验研究[ J ] ．矿冶，2 0 0 4 ，1 3 3 3 8 4 1 ． [ 2 ] 危刚，齐向红，葛敏．某铜铅锌多金属硫化矿浮选工 艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 2 2 1 - 2 5 ． [ 3 ] 赵开乐，王昌良，邓伟，等．某铜铅锌多金属矿石综合回 收选矿试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 6 2 5 - 2 9 ． [ 4 ] 范娜，李天恩，段珠．复杂铜铅锌银多金属硫化矿选矿 试验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 11 ，3 1 4 4 8 ．5 0 ． [ 5 ] 黄建芬．某复杂铜铅锌多金属矿选矿试验[ J ] ．金属矿 山，2 0 1 2 1 1 7 6 - 7 9 ，1 6 2 ． 万方数据