某难选铜锌矿的工艺矿物学研究.pdf

2 0 1 9 年第3 期 有色金属 选矿部分 l d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l 6 7 卜9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 3 ．0 0 l 某难选铜锌矿的工艺矿物学研究 江皇义1 ，卢烁十2 ，宋振国2 ，陈 1 ．深圳中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅 2 ．北京矿冶科技集团有限公司，北 忠玉1 ，金建文2 锌矿，广东韶关5 1 2 3 2 5 ； 京1 0 0 1 6 0 摘 要为了更好地选别同收某难选铜锌矿，对该矿开展了详细的丁艺矿物学研究。通过化学多元素分析、x 一射线衍射 分析、扫描电镜能谱分析、光学显微镜分析等手段，对矿石的矿物组成、主要元素的赋存状态、重要矿物的嵌布特征及矿物解 离特征等进行了系统分析。研究表明，矿石中铜、锌矿物嵌布粒度细且与黄铁矿紧密共生，其嵌布特征决定了在磨矿时黄铜 矿、闪锌矿难与黄铁矿较好的单体解离，这是影响该矿选别指标的主要因素。 关键词难选铜锌矿；嵌布特征；解离特性 中图分类号T D 9 l文献标志码A文章编号16 7 19 4 9 2 2 0 19 0 3 0 0 0 10 4 S t u d yo nP r o c e s s i n gM i n e r a l o g yo faR e f r a c t o r yC o p p e r - z i n cO r e jl A N GH u n n g y i l ，L US h u O s h i2 ，S O N GZ h e n g u o2 ，C H E NZ h o n g y H l ，JI Nji Ⅱn 叫e n 2 】F “n 是o “L P d dn 卵dZ i 九cM i 门Po 厂S 矗P ”z 已行Z o 门g 歹i ”L j 卯g ”口卵N o 门- 厂0 ，．r o M sM P ￡以Z sC o ．，L ￡d ．， S n o g ““卵，G “以门g d o 行g5 j 2 3 2 5 ；2B G R J M M 丁P f 订o Z o g yG r o “户，B e i J i ”gj D O j6 0 ，C ，z i 门口 A b s t r a c t F o rt h ep u r p o s eo ft h eb e n e f i c i a t i o no far e f r a c t o r yC u Z no r e ，p r o c e s sm i n e r a l o g ys t u d yw a s c a r r i e do u ti nd e t a i l ．M i n e r a lc o m p o s i t i o n ，o c c u r r e n c es t a t u so fk e ye l e m e n t s ，d i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s a n d1 i b e r a t i o n d e g r e eo fi m p o r t a n tm i n e r a l sw e r ed e t e r m j n e db yt h em e a n so fc h e m i c a lm u 】t i e l e m e n t a n a l y s i s ，X r a yd i f f r a c t i o na n a l y s i s ， s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p ee n e r g ys p e c t r u ma n a l y s i sa n do p t i c a l m i c r o s c o p ea n a l y s i s ． T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ec o p p e ra n dz i n cm i n e r a l sh a v ev e r yf i n ed i s s e m i n a t i o ns i z e a n da r ec l o s e l ya s s o c i a t e dw i t hp y r i t e ．T h ec o m p l l c a t e dd i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa f f e c tt h e1 i b e r a t i o no f c h a l c o p y r i t ea n ds p h a l e r i t e ， b e i n g t h e d o m i n a t i n g m i n e r a l o g y f a c t o r s a f f e c t i n g t h e m e t a l l u r g i c a l p e r f o r m a n c e ． K e yw o r d s r e f r a c t o r yc o p p e r z i n co r e ；d i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ；l i b e r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s 铜锌硫化矿分离一直是选矿领域的难题之一[ 1 j ， 造成铜锌分离困难的主要原因有铜锌矿物嵌布粒度 微细，铜、锌矿物种类复杂，次生矿物多；重金属离子 活化闪锌矿，导致其与黄铜矿具有相似的可浮性 等心⋯。某块状硫化物型铜锌矿属于复杂难选铜锌 矿，有用矿物嵌布粒度细、矿物间嵌布关系密切，硫含 量高，对矿石的可选性影响较大，铜锌分离难度高。 因此查明其矿石性质非常重要，不仅可以为试验研究 提供重要的工艺矿物学资料，也为提高该矿选矿指标 和制定合理的铜锌回收工艺提供理论依据H _ 5 ] 。 1 矿石性质 1 ．1 矿石的化学成分 采用化学分析方法对原矿主要元素组成进行分 析，结果见表1 。表1 结果表明，矿石中具有工业回 收价值的元素主要有铜、锌及硫，矿石中C u 的含量 为1 ．3 5 ％，已超最低工业品位；Z n 和S 的含量分别 为o ．9 2 ％和2 6 ．7 9 ％，都超出了铜矿床伴生有价元 素最低利用标准，可以考虑综合回收。矿石中铜、锌 元素的化学物相分析结果见表2 和表3 。结果表明， 矿石中铜绝大部分以原生硫化铜的形式存在，其次 有部分铜以次生硫化铜的形式存在；锌绝大部分以 硫化锌的形式存在。 1 ．2 矿石的矿物组成及相对含量 为了查明矿石中的矿物组成及各矿物的相对含 量，对原矿进行了X 一射线衍射分析、显微镜鉴定和扫 描电镜X 射线能谱分析。研究结果表明，矿石中铜 矿物以黄铜矿为主，其次为铜蓝，少量的黝铜矿、斑 收稿日期2 0 190 3 1 5修回日期2 0 190 3 2 0 作者简介江皇义 19 8 6 一 ．男，江西九江人，选矿工程师，从事选矿工艺的研究工作。 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 铜矿等；锌矿物为闪锌矿；硫矿物绝大部分为黄铁 矿，微量的磁黄铁矿。矿石中还有微量的方铅矿、毒 砂、钛铁矿、褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿等。非金属矿物 主要为石英和绿泥石，其次为白云母、钠长石，少量 表1 T a b l e1 的钾长石、斜长石、白云石、方解石、高岭石，另外还 有微量的金红石、榍石、磷灰石、萤石等。矿石的矿 物组成及含量见表4 。 ．| ％ 成分 C uZ nSF eA s A u ” A g S i 2 A l2 l 、a M g 含量1 ．3 5o ．9 22 6 ．7 92 5 ．1 1O ．0 3 O ．8 22 6 ．1 03 1 ．7 86 ．5 4 ．2 03 ．4 0 N a ， C d O ．2 2O ．0 1 注1 的单位为g ／t ，下同。 表2 矿石中铜的化学物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e rp h a s e／％ 表3 矿石中锌的化学物相分析结果 T a b l e3 A n a l y s i sr e s u l t so fz i n cp h a s e ／％ 表4矿石的矿物组成及相对含量 T a b l e4M i n e r a l sc o m p o s i t i o na n dr e l a t i v ec o n t e n t ／％ * 包含微量斑铜矿 2 矿石中重要矿物的嵌布特征 2 ．1 黄铜矿 黄铜矿是该矿石中最主要的目的矿物，主要呈 脉状、不规则状嵌布于粗粒黄铁矿颗粒间隙和裂隙 中 见图1 ，其次以粒状、不规则状嵌布于脉石矿物 中，部分与黄铁矿紧密毗邻连生，少量黄铜矿以网脉 状嵌布黄铁矿中。黄铜矿与黄铁矿嵌布关系最为紧 密，其次有部分黄铜矿与闪锌矿紧密嵌布，两者共同 呈脉状嵌布于黄铁矿中 见图2 。 2 ．2 铜蓝 铜蓝是最重要的次生铜矿物，也是铜回收的目 的矿物之一。铜蓝主要以不规则状嵌布于脉石矿物 中，其次以脉状、网脉状、不规则状嵌布于黄铁矿颗粒 裂隙和间隙中，少量铜蓝以镶边结构嵌布于斑铜矿、 黄铜矿、黄铁矿边缘或裂隙中，微量铜蓝以细粒包体 形式嵌布于斑铜矿或黄铜矿中。其中铜蓝的嵌布粒 度范围为o ．0 0 5 ～O ．2 5m m ，较集中于0 ．0 2 ～ 0 ．1 5m m ． 图1黄铜矿嵌布于黄铁矿中 F i g ．1C h a l c 。p y r i t c c c u r si np y r i t c 图2黄铜矿、闪锌矿共同嵌布于黄铁矿中 F i g ．2C h a l c o p y r i t ea n ds p h a l e r i t eo c c u ri np y r i t e 2 ．3 斑铜矿 斑铜矿也是矿石中较为重要的一种次生铜矿 物，主要呈脉状、不规则状嵌布于黄铁矿颗粒裂隙或 间隙中，其次以细粒不规则状嵌布于黄铁矿裂隙中， 叫抡m斫r果n结吖析体分洲素阳元．恪 多筘舸删 肌mtM 万方数据 2 0 1 9 年第3 期江皇义等某难选铜锌矿的工艺矿物学研究 3 微量斑铜矿以细粒包体的形式嵌布于黄铜矿中。斑 铜矿嵌布粒度范围为O ．0 0 5 ～o ．2 0m m ，较集中于 0 ．0 2 ～0 ．1 5m m 。 2 ．4 黝铜矿 黝铜矿主要以不规则粒状嵌布，常与矿石中黄铜 矿、黄铁矿紧密毗邻连生；其次以粒状、脉状嵌布于黄 铁矿颗粒间隙或裂隙中，这种嵌布特征的黝铜矿与闪 锌矿、黄铜矿嵌布关系较为紧密；少量黝铜矿以包体 形式嵌布于黄铜矿或闪锌矿中。斑铜矿嵌布粒度范 围为o ．0 0 5 ～o ．1 5m m ，较集中于o ．0 2 ～o ．0 8m m 。 2 ．5 闪锌矿 闪锌矿是锌的目的矿物，主要以脉状、不规则状 嵌布于黄铁矿颗粒裂隙或间隙中 见图3 ，其次以粒 状、不规则状嵌布于脉石矿物中，微量闪锌矿以包体 形式嵌布于黄铁矿中。 图3闪锌矿嵌布于黄铁矿中 F i g ．3S I h a l e r i t c c c u l ．si np y r i l 2 ．6 黄铁矿 黄铁矿主要以粗粒状嵌布于脉石中，其次以不 规则状、粒状嵌布，少量黄铁矿以自形、半自形、压碎 结构的形式嵌布，微量黄铁矿以细粒包体的形式嵌 布于黄铜矿中。黄铁矿的嵌布粒度较粗，较集中于 O ．1 ～0 ．3m m 。 3矿石中重要矿物的嵌布粒度及解离 特征 3 ．1 矿石中重要矿物的粒度组成 矿石中铜矿物集合体、闪锌矿和黄铁矿的嵌布 粒度见表5 。由结果可知，铜矿物集合体和闪锌矿的 嵌布粒度较细， o ．0 7 4m m 粒级中，各占3 5 ．3 1 ％ 和2 4 ．6 8 ％，在一o ．1 0m m 粒级，各占2 ．7 1 ％和 2 ．9 0 ％；黄铁矿的嵌布粒度较粗， o ．0 7 4m m 粒级 占8 6 ．2 3 ％；铜矿物集合体和闪锌矿的嵌布粒度较集 中于0 ．0 2 ～0 ．0 7 4m m ，各占5 0 ．6 1 ％和6 0 ．6 3 ％；黄 铁矿嵌布粒度较集中于O ．1 0 4 ～o ．2 9 5m m ，这部分 黄铁矿占4 8 ．1 2 ％。 表5矿石中重要矿物的嵌布粒度 T a b l e5D i s s e m i n a t i o ns i z eo ft h ei m p o r t a n tm i n e r a l s ／％ 恻m m 景篱焉翥％ 2 2 1 ．6 j 1 1 ．6 5 l 1 ．1 6 8 1 ．1 6 8 O ．8 3 3 O ．8 3 3 O ．5 8 9 O ．5 8 9 O ．4 1 7 0 ．4 17 O ．2 9 5 O ．2 9 5 0 ．2 0 83 ．143 ．1 4 0 ．2 0 8 0 ．1 4 77 ．4 21 0 ．5 5 0 ．14 7 O ．1 0 412 ．9 72 3 ．5 3 O ．1 0 4 0 ．0 7 41 1 ．7 83 5 ．3 1 O ．0 7 4 O ．0 4 32 7 ．4 46 2 ．7 4 O ．0 4 3 O ．0 2 02 3 ．1 88 5 ．9 2 0 ．0 2 0 0 ．0 156 ．4 6 9 2 ．3 8 0 ．0 15 0 ．0 1 04 ．9 l9 7 ．2 9 一O ．O l O2 ．7 1 1 0 0 ．O 3 ．2 磨矿产品中重要矿物的解离特征 矿石中铜矿物集合体、闪锌矿和黄铁矿在不同 磨矿细度下的解离特征见表6 。由表6 可知，铜矿物 集合体和闪锌矿的解离情况不好，即使在磨矿细度 一o ．0 7 4m m 占9 5 ％时，其解离度也仅为7 6 ．7 4 ％和 7 3 ．8 0 ％，而黄铁矿的解离情况则较好，在磨矿细度 为一o ．0 7 4m m 占5 5 ％时就达到8 1 ．9 1 ％；由连生体 情况可知，铜矿物集合体和闪锌矿都主要与黄铁矿 连生，另外也有部分铜矿物集合体和闪锌矿连生。 4 矿石中影响铜、锌回收的矿物学 因素 1 影响铜回收的最主要因素为矿石中铜矿物的 嵌布特征，黄铜矿主要以脉状等形式与黄铁矿紧密 共生，铜蓝、斑铜矿、黝铜矿都与黄铁矿紧密嵌布，这 些嵌布特征决定了铜矿物在磨矿时较难与黄铁矿做 到很好的单体解离，对铜的回收会有很大的影响；其 次是矿石中铜矿物嵌布粒度普遍偏细，这也会对铜 矿物与黄铁矿、脉石、闪锌矿等的解离造成较大的影 响，最终会影响铜回收率的提高；另外矿石中部分铜 矿物与闪锌矿嵌布关系紧密，这会给最终铜锌分离 造成一定的影响，会有少量铜矿物进入最终锌精矿。 造成铜回收率的降低。 万方数据 4 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 表6不同磨矿细度下铜矿物集合体的解离特征表 T a b l e6I 。i b e r a t i o nd e g r e eo ft h ei m p o r t a n tn l i n e r a l s u n d e rd i f f e r e n tg r i n d i n gf i n e n e s s 2 闪锌矿主要以脉状等形式与黄铁矿紧密共 生，这种嵌布特征决定了闪锌矿在磨矿时较难与黄 铁矿做到很好的单体解离，对锌的回收率会有很大 的影响；其次是矿石中闪锌矿嵌布粒度偏细，这也会 对锌矿物与黄铁矿、脉石、黄铜矿的解离造成较大的 影响，最终会影响锌回收率的提高；另外矿石中部分 闪锌矿与铜矿物嵌布关系紧密，这会给最终铜锌分 离造成一定的影响，会有少量闪锌矿进入最终铜精 矿，造成锌回收率的降低及影响铜精矿的质量。 3 矿石中黄铁矿含量较高，其矿物量占总矿物量 的4 6 ．8 1 ％，与铜矿物、闪锌矿的嵌布关系紧密，这会 给选矿流程造成一定的影响，对铜、锌的回收有负面 作用；矿石中有1 5 ．8 5 ％的绿泥石，其在磨矿过程中易 被泥化，应注意其对选矿流程所造成的影响；另外矿 石中含有微量黝铜矿和毒砂，虽然含量较低，但应注 意这两者可能会进入最终铜精矿，从而影响其质量。 4 矿石中次生铜矿物含量较高，在磨矿过程中 易产生铜离子，其可能会对铜锌分离过程中的锌抑 制产生较大的不利影响。 5结论 工艺矿物学研究结果表明，该矿属于微细粒高 硫难选铜锌矿，若想获得理想的铜锌回收指标，采用 合适的磨矿细度及流程结构是关键。鉴于矿石中 铜、锌矿物与黄铁矿嵌布关系紧密，且黄铁矿矿物含 量较高等特点，可以考虑粗磨全硫化物浮选，再细磨 铜、锌、硫分选，该流程要特别注意磨矿过程中次生 硫化铜产生的铜离子对闪锌矿和黄铁矿可能存在的 活化效果，应选择合适的药剂消除其影响。 参考文献 [ 1 ] 刘凤霞．铜锌硫化矿分离工艺技术研究进展[ J ] ．世界有 色金属，2 0 1 8 1 0 4 l4 2 ． [ 2 ] 赖振宁，郑永兴，蓝卓越，等．铜锌硫化矿分离工艺技术研 究进展[ J ] ．金属矿山，2 0 1 7 8 2 7 3 1 ． [ 3 ] 何晋勇．陆长龙，肖骏．某细粒浸染铜锌矿选矿T 艺研 究[ J ] ．云南冶金，2 0 1 6 ，4 5 5 2 2 2 9 ． [ 4 ] 李俊旺，张红华，洪建华．铜锌硫化矿浮选分离研究进展 [ J ] ．铜业T 程，2 0 1 6 4 5 6 5 8 6 4 ． [ 5 ] 尹万里．曲志强．宋国顺．等．某铜锌硫化矿选矿试验研究 [ J ] ．有色矿冶。2 0 l6 ．3 2 2 3 8 4 0 ． 万方数据