某复杂铜锌铁多金属矿选矿试验研究.pdf

2 0 1 3 年第2 期有色金属 选矿部分5 d o i 1 0 3 9 6 9 ，j ．i s s n ．1 6 7 l 一9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．0 2 ．0 0 2 某复杂铜锌铁多金属矿选矿试验研究 杨敏，杨晓军 四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心，成都6 1 0 0 8 1 摘 要甘肃某铜铁矿在深部开采过程中，锌品位达到综合回收要求。为找到合适的铜锌选矿回收工艺流程，对 其代表性矿样进行了选矿试验研究。试验结果表明，新的选矿工艺流程所得铜精矿含铜2 0 ．0 5 ％、铜回收率为8 8 ．1 9 ％， 锌精矿含锌4 4 ．8 1 ％、锌回收率5 8 ．4 3 ％。研究结果为下一步工业化生产提供了技术保障。 关键词复杂铜锌铁多金属矿；硫化矿；浮选试验；抑制剂；难选矿石 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 2 ．3文献标志码A文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 1 3 0 2 枷0 5 0 5 E 】j 【p e r i I l 姗t a l 飚e a r c t I 仰M i l I e r a lP 眦鲻i n gT e 吐m o l o 盱f o rS e p a m 咖gaC u _ Z n F e P o l 舯e t a m cO 弛 翻ⅣG 尬n ，E 们陋蕊n Q 『l l n C 7 l e r l 鲥uS 玉哦砌【nm I ，{ n c eD 哆阳r t m e n 匕以C D 玎印陀，唧t s z l ，eR D c J co 陀2 1 e s t { 叼G 叭纫’，a 姗龟鲥“ 6 I O D 8 I ，饥{ n 勐 A b s t r a c t I nd e e p I I l i n i n gp m c e s sf 打d e l a f o s s i t e o fG a n s u ，t h eg r a d eo fz i n ch a sa c h i e V e dt l l e r e q u i r e m e n t s o fc o m p r e h e n s i v er e c o v e r y p r o c e s s i n 昏T of i n d o u ta a p p l i c a b l e I I l i n e r a l p m c e s s i n gr e c y c l i n g p r o c e s sf o rc 叩p e ra n dz i n cI l l i n e r a l s ， I I l i n e r a Jp r o c e s s i n ge x p r e m e n t a lr e s e a r c h e so nt h er e p r e s e n t a t i V es 锄p l e o r e sw e r ei n v e s t a g e d ．T h er e s u l t ss h o wt I l a tt | l ec o p p e ra n dz i n cc o n c e n t r a t e sg r a d eo f2 0 ．0 5 ％C ua n d4 4 ．81 ％ Z na tr e c o v e r i e so f8 8 ．1 9 ％a n d5 8 4 3 ％r e s p e c t i v e l ya r eo b t a i n e d ， a n dt h er e s e a r c hc o u l dp r o v i d et e c h n i c a l s u p p o r tf o rt h ei n d u s t r i a lp r o d u c t i o I L K e yw O r 司b c o m p l e xc o p p e r _ z i n c - i m np o l y m e t a u i co r e ； s u l f i d eo r e ；Ⅱo t a t i o ne x p e r i m e n t ； d e p r e s s a n t ； r e f j a c t o n ro r e 铜锌铁类型复杂硫化矿一般较为难选。其主要 选矿方法是先浮选回收铜锌，再磁选回收铁。铜锌 浮选通常难以分离，其主要原因有其一，有用矿 物互相致密共生。铜锌矿物的共生关系与矿床成因 有关，如高温热液矿床，黄铜矿往往呈细粒浸染状 存在于闪锌矿中；其二，闪锌矿受铜离子活化。被 铜离子活化的闪锌矿，其可浮性与铜矿物相似。其 他重金属离子如H g 、A g 和P b “等也都能活化闪锌 矿[ t 1 ；此外，铜锌矿中黄铁矿的含量不同[ 2 ] ，硫化 矿物间可浮性的交错重叠，采出矿石在堆放过程中 受到氧化程度的差异等，都是导致铜锌分选条件变 复杂化的原因。 甘肃某铜铁多金属矿在深部开采过程中，锌品 位逐渐增加 已达到综合回收要求 ，致使选出铜 精矿出现品位偏低、含锌过高的问题。因此，对锌 金属进行回收是解决铜精矿品质问题的切人点。 该矿主要金属矿物有黄铜矿、闪锌矿、磁铁 矿、黄铁矿以及孔雀石。次要金属矿物主要有辉铜 矿、铁闪锌矿、白铁矿、方铅矿及赤铁矿等。脉石 矿物以石英为主，次为萤石、白云石、方解石、斜 长石、绿帘石以及白云母等。 矿石的主要结构有它形晶结构、自形半自形 晶结构及嵌晶结构等。 矿石的主要构造有浸染状构造及 细 脉状构 箨薯品羿i 驾1 铲2 矗嘉一 ，男，四川金堂人，工程师。长期从事选矿研究、生产调试及指导、技术咨询等工作。作者简介杨敏 1 9 8 0 一 ，男，四川金堂人，工程师。长期从事选矿研究、生产调试及指导、技术咨询等工作。 万方数据 ．6 ．有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第2 期 造等。黄铜矿总体不均匀分布，多相对集中构成黄 铁矿稠密浸染状分布的条纹及条带状区域。闪锌矿 在相对集中区域内呈稠密浸染状分布。 1 原矿性质 1 ．1 原矿多元素分析 原矿多元素分析结果列于表1 。 1 ．2 原矿物相分析 原矿铜、锌物相分析结果见表2 。 2 选矿工艺流程试验 2 ．1 选矿工艺流程选择试验 铜锌铁多金属硫化矿选矿流程因矿石性质差异 而有所不同[ ] 。本试验探索了“浮铜一浮锌” 流程① 、“铜锌混浮铜锌分离” 流程② 、 “铜锌混浮铜锌再磨铜锌分离” 流程③ 、 “浮铜抑锌铜粗精矿再磨一浮锌” 流程④ 等四 种选别流程阳] ，试验结果见表3 。 表3 T a b l e 选矿工艺流程比较试验结果 3 C o m p a J i s o nt e s t r e s u l t so fo r ed r e s s i n g p r o c e s sn o w ／％ 试验结果表明，“浮铜抑锌铜粗精矿再磨一 浮锌”工艺流程获得的选别指标优于其它三种流程。 其铜精矿、锌精矿的品位和回收率都相对较高。 2 ．2 选铜试验 2 ．2 ．1 铜浮选捕收剂种类选择试验 对铜捕收剂的选择要求有二一是对铜矿物捕 收性好，二是选择性好、对锌捕收性弱。为此，选 择了丁基黄药、3 0 3 黄药、他0 3 3 0 3 黄药 1 1 、 丁基黄药 z 一2 0 0 1 1 四组捕收剂作对比试验， 结果选择他0 3 3 0 3 黄药 1 1 作为选铜的捕收 剂。T 2 0 3 3 0 3 黄药 1 1 用量试验流程见图1 ， 试验结果见图2 。 试验结果表明，以眩0 3 3 0 3 黄药总用量为 7 5 加时，铜粗精矿综合指标相对较好。 铜粗精矿尾矿 图1铜浮选捕收剂选择试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fc o p p e rn o t a t i o nc o U e c t o r s e l e c t i v et e s t 2 ．2 ．2 铜浮选抑制剂种类选择试验 在选厂现有的生产中，铜精矿中锌含量一般都 大于9 ％，这不仅造成铜精矿品质较差，同时也导 致锌金属的损失。因此，在选铜作业时，必须加强 对锌矿物的抑制。锌最佳抑制剂用量试验流程见 万方数据 2 0 1 3 年第2 期杨敏等某复杂铜锌铁多金属矿选矿试验研究7 堡 趟 略 冰 、 瓣 擎 回 4 57 51 0 51 3 5 捕收剂T 2 0 3 3 0 3 黄药用量， g t 一‘ 图2 铜浮选捕收剂用量试验结果 F i g ．2 ’r h er e s u l t so fc o U e c t o rd o s a g et e s t o f c o p p e rn o t a t i o n l 铜品位；2 锌品位；3 铜回收率；4 锌回收率；下同 图1 ，试验结果见图3 。 试验结果表明，硫酸锌 硫化钠 9 1 组合 总用量为40 0 0 加时，对锌的抑制效果相对较好。 冰 、 趔 略 堡 瓣 擎 回 1 6 0 03 2 0 0 4 I X H I4 8 0 U 抑制剂硫酸锌 硫化钠用量， g r 1 图3 铜浮选抑制剂用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fd e p r e s s a n td o s a g et e s to f c o p p e rn o t a t i o n 2 ．2 ．3 铜浮选石灰用量试验 该矿中硫含量较高，为了提高铜精矿的品质， 有必要强化对黄铁矿的抑制。石灰用量试验流程见 图1 ，试验结果见图4 。 石灰用量试验结果表明，石灰用量偏低，铜精 矿品位及回收率都相对不高；当用量达到3O o o 鲈， 铜粗精矿品位达到较高值，再增加其用量，铜精矿 零 、 趟 咯 堡 褂 擎 回 石灰用量， g r 1 图4 铜浮选石灰用量试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fl i m ed o s a g et e s to fc o p p e rn o t a t i o n 品位也不再提高，而铜回收率却有所下降。 2 ．3 选锌试验 选锌是在选铜的基础上进行的，其流程为一次 粗选、一次扫选、三次精选，试验流程如图5 ，试 验结果见表4 。 表4锌浮选捕收剂选择试验结果 1 铀l l e4R e s u l t so fc o U e c t o rs e l e c t i o n n o t a t i o nt e s t o f z i n c ，％ 锌精矿锌中矿 图5 锌浮选捕收剂选择试验流程 F i g ．5 n o w s h e e to fz i n cn o t a t i o nc o u e c t o r s e l e c t i o nt e s t 2 ．4 铜、锌浮选全流程闭路试验 在铜、锌条件试验确定好的最佳参数的基础 上，进行了铜、锌浮选全流程闭路试验。其闭路流 程见图6 ，试验结果列于表5 。 实验室铜、锌浮选全流程闭路试验结果表明， 铜精矿的品位能够达到2 0 ．0 5 ％、回收率为8 8 ．1 9 ％， 锌精矿的品位为4 4 ．8 1 ％、回收率为5 8 ．4 3 ％。 3 结论 1 该矿在深部开采过程中，锌品位逐渐增加， 砌帅蚰伯∞∞∞∞加m o 2 l O 9 8 7 6 5 4 3 2 砌蚰踮加∞卯柏如加m o 2 l O 9 8 7 6 5 4 3 2 砌∞舳∞∞如∞如加m l O 9 8 7 6 5 4 3 2 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第2 期 表5 T a b l e 铜、锌浮选全流程闭路试验结果 5R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tp r o c e s so f c o p p e 卜z i n c Ⅱo t a t i o nt e s t ／％ 工艺流程获得的铜精矿品位为2 0 ．0 5 ％、回收率为 8 8 ．1 9 ％，锌精矿品位为4 4 ．8 1 ％、回收率为5 8 ．4 3 ％。 3 锌金属回收率较低的主要原因是原矿锌品位 较低、闪锌矿可浮性较好进入铜精矿中的损失较大。 4 研究结果为下一步工业化生产提高铜精矿 品质、回收锌金属提供了技术保障。 原矿 药剂用量单位出 锌精矿 图6 铜、锌浮选全流程闭路试验流程 F i g ．6 n o w s h e e to fc l o s e dc i r c u i tp r o c e s so fc o p p e 卜z i n cn o t a t i o nt e s t 油1 0 下转第1 6 页 万方数据 1 6 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第2 期 4 ．2 生产现场药剂的调整 根据实验室试验结果，生产现场对药剂制度重 新进行调整 1 控制锌粗选矿浆p H 值在8 ．O 一 9 ．0 ，精Ⅲ矿浆p H 值在1 3 以上； 2 控硒粗选 C u S 0 4 用量在4 0 0 趴左右，并在扫选I 补加C u S O 。 约1 0 0 趴，扫Ⅱ补加C u S O 。约5 0 卧，从而使闪锌 矿得到补充活化； 3 控制锌捕收剂T X _ z n 一2 用 量，粗选为1 1 0 驴，扫I 为3 0 矾，扫Ⅱ为1 0 矾。 经过上述药剂调整，2 0 1 1 年锌综合回收率较2 0 0 9 年又提高了1 ．9 7 ％，锌精矿品位也提高了0 ．5 2 ％。 4 ．3 生产应用效果 经过提高磨矿细度，调整药剂，选厂生产指标 得到了提高，其近四年的生产指标见表6 。 表6铅、锌生产工艺指标统计 ’I a b l e6T h es t a t i s t i c a lr e s u l to fl e a d 明dz i n c p m d u c t i o ni n d e x e s ，％ 年度项目产率原矿品位铅精矿品位锌精矿品位尾矿回收率 5 经济效益分析 调整药剂后，选厂石灰单耗有较大幅度的下 降，硫酸铜、锌捕收剂单耗有小幅上升，但总费用 在工艺调整前后相差不大。 磨矿细度调整后，钢球的吨矿单耗上升了 0 ．2 5k g ，按选厂年处理矿量6 0 万t 和钢球单价 6 ．O 元／l 【g 计，则年需增加费用9 0 ．0 万元。 选厂调整工艺后，锌的精矿品位和回收率都得 到不同程度的提高，2 0 1 1 年锌回收率较2 0 0 8 年提 高了3 ．3 8 ％。按2 0 1 1 年锌入选原矿品位为4 ．3 2 ％、 锌平均价格为1 ．5 0 万而和锌的计价系数为0 ．6 4 来计，则每年可新增产值8 4 1 ．0 5 万元。 通过上述计算，选厂经过工艺调整后每年可增 加效益7 5 1 ．0 5 万元。 6 结论 内蒙古某铅锌矿矿石成分复杂，且铅、锌、 铜、银、硫、铁原矿品位较低，但该矿坚持“向科 技要效益”的经营方针，立足自我，大力开展科研 创新，在选矿方面采用实验室小试与生产现场相结 合的方式，使试验成果能及时应用于生产实践。试 验成果应用于生产后获得了种类较多的合格产品， 特别是主产品锌精矿选矿综合回收率和精矿品位均 得到了大幅度的提高，仅此一项每年可新增效益 7 5 1 ．0 5 万元。 参考文献 [ 1 ] 牛福生，刘瑞芹，郑卫民，等．选矿知识6 0 0 问[ M ] ．北 京冶金工业出版社，2 0 0 8 1 3 4 1 4 3 ． [ 2 ] 龚明光．泡沫浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 7 ． [ 3 ] 夏学惠．东升庙多金属硫铁矿床闪锌矿特征及形成条件 [ J ] ．岩石矿物学，1 9 9 2 ，1 1 4 3 7 5 3 8 2 ． [ 4 ] 陈薇，童雄．浮选闪锌矿和铁闪锌矿的捕收剂研究 现状及进展[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 7 8 2 5 2 7 ． [ 5 ] 洪秋阳，汤玉和，王毓华，等．磁黄铁矿结构性质与可浮 性差异研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 1 6 4 6 7 ． [ 6 ] 罗仙平．难选铅锌硫化矿电位调控浮选机理与应用[ M ] ． 北京冶金工业出版社，2 0 1 0 8 0 8 7 ． 、 仓 仓 岔 仓 仓 仓 岔 金 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 岔 岔 僚 岔 岔 岔 命 金 岔 岔 岔 命 岔 岔 金 岔 岔 岔 岔 上接第8 页 科学出版社，2 0 0 6 2 5 1 ． L j ] 陈家模．多金属硫化矿浮选分离[ M ] ．贵阳贵阳科技出 版社。2 0 0 1 1 9 2 0 ． [ 4 ] 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 3 2 2 3 4 ． [ 5 ] 王资．浮游选矿技术[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 7 1 3 7 1 3 8 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