铜铅锌硫矿提高铜回收率、精矿质量试验研究.pdf

2 0 1 9 年第2 期有色金属 选矿部分 l l 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 9 ．0 2 ．0 0 3 铜铅锌硫矿提高铜回收率、精矿质量试验研究 李恒1 ，张晓民1 ，祁超1 ，李浩2 ，范娜2 1 ．西安建筑科技大学资源工程学院，陕西省黄金与资源重点实验室，西安7 1 0 0 5 5 ； 2 ．西安天宙矿业科技集团有限公司，西安7 1 0 0 5 5 摘要针对某铜铅锌硫矿实际生产中存在的问题铜浮选作业中有1 3 ．3 5 ％的铜损失在铜尾矿中；硫精矿含锌1 ．1 0 ％，杂 质锌含量超标；锌精矿产品质量不合格 锌品位为1 8 ．3 8 ％ ，对铜浮选作业进行了多流程方案对比开路试验以及主要工艺条 件的调整与优化，可获得铜精矿铜品位1 5 ．1 1 ％，铜回收率9 2 ．3 0 ％指标，较现场铜回收率提高了5 ．6 5 ％。采用抑锌浮硫工艺 流程，可将现场硫精矿中锌品位由1 ．1 6 ％降至0 ．4 1 ％。对现场锌精矿采用不再磨、再磨工艺均显著提高了锌品位 锌品位最 高可达4 8 ．7 1 ％ ，同时对该流程下浮选尾矿可作为单独的硫精矿产品进行回收。 关键词铜铅锌硫矿；硫精矿；锌精矿；铜回收率 中图分类号T D9 8 2文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 2 0 0 1 1 一0 6 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nI m p r o v i n gC o p p e rR e c o v e r ya n dC o n c e n t r a t e Q u a l i t yo fC o p p e rL e a da n dZ i n cS u l f i d eO r e L IH e n 9 1 ，Z H A N GX i a o m i n l ，Q IC h a 0 1 ，L IH a o2 ，F A NN a 2 1 ．S c h o o lo fR e s o u r c e sE n g i n e e r i n g ，X i a nU n i v e r s i t yo fA r c h i t e c t u r ea n dT e c h n o l o g y ， S h a a n x iK e yL a b o r a t o r yo fG o l da n dR e s o u r c e s ，X i a n7 10 0 5 5 ，C h i n a ； 2 ．X i a nT i a n y uM i n i n gT e c h n o l o g yG r o u pC o ．，L t d ．，X i a n7 1 0 0 5 5 ，C h i n a A b s t r a c t I nt h i sp a p e r ，t h ea c t u a lp r o d u c t i o np r o b l e m so fac o p p e rl e a d z i n c s u l f i d eo r ea r e1 3 ．3 5 ％ o ft h ec o p p e rl o s ti nt h ec o p p e rt a i l i n g s ；t h es u l f u rc o n c e n t r a t ec o n t a i n s1 ．10 ％o ft h ez i n c ，a n dt h ez i n c c o n t e n ti se x c e s sa st h ei m p u r i t y ；t h eq u a l i t yo ft h ez i n cc o n c e n t r a t ep r o d u c ti sn o tq u a l i f i e d z i n cg r a d ei s 1 8 ．3 8 ％ ．M u l t i ～p r o c e s ss c h e m ec o m p a r i s o na n do p e n c i r c u i t t e s tf o rc o p p e rf l o t a t i o no p e r a t i o na n d a d j u s t m e n ta n do p t i m i z a t i o no fm a i np r o c e s sc o n d i t i o n sw e r ec a r r i e d o u t ，a n dt h ec o p p e rg r a d eo fc o p p e r c o n c e n t r a t ew a s15 ．1l ％，a n dt h ec o p p e rr e c o v e r yw a s9 2 ．3 0 ％，w h i c hw a s5 ．6 5 ％h i g h e rt h a nt h eo n s i t e c o p p e rr e c o v e r y ．U s i n gt h es u l f u rs u p p r e s s i o na n dz i n cf l o t a t i o n ，t h ez i n cc o n t e n to fo n s i t es u l f u r c o n c e n t r a t ec a nb er e d u c e df r o m1 ．1 6 ％t o0 ．4 1 ％．T h eo n s i t ez i n c g r a d eo f z i n cc o n c e n t r a t eh a s s i g n i f i c a n t l yi m p r o v e db ya d o p t i n gn o n g r i n d i n go rr e g r i n d i n gf l o w s h e e t z i n cg r a d eu pt o4 8 ．7 1 ％ ，w h i l e t h ef l o t a t i o nt a i l i n g sc a nb er e c y c l e da sas e p a r a t es u l f u rc o n c e n t r a t ep r o d u c t ． K e yw o r d s C o p p e rl e a dz i n cs u l f i d eo r e ；s u l f u rc o n c e n t r a t e ；z i n cc o n c e n t r a t e ；c o p p e rr e c o v e r y 内蒙古某铜铅锌硫多金属矿实际生产过程中存 在主要问题有1 铜浮选作业过程中，有1 3 ．3 5 ％的 铜损失在铜尾矿中。2 硫精矿产品含锌1 ．1 0 ％，杂 质锌含量超标，造成硫精矿产品质量不合格。3 锌 精矿 品位为1 8 ．3 8 ％ 产品质量不合格，未达到最末 级K Z n 一4 0 质量要求，这将严重的影响锌精矿的销售 价格。 针对以上实际问题，在铜浮选作业模拟现场流 程开路试验基础上，对铜浮选作业进行了多流程方 案对比开路试验以及主要工艺条件的调整和优化试 验，提高了铜的回收率。硫精矿采用抑锌浮硫工艺 试验，降低了现场硫精矿中杂质锌含量。锌精矿采 用再磨与不再磨。提高了现场锌精矿品位，达到了 锌精矿产品质量要求标准，为矿山企业带来了可观 的经济收入。 基金项目陕西省教育厅专项科研计划项目 1 6 J S 0 5 1 收稿日期2 0 1 8 - 1 0 0 8修回日期2 0 1 9 - 0 2 0 9 作者简介李恒 1 9 9 2 ～ ，男，汉，陕西宝鸡人，硕士研究生，从事矿物材料研究。 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 1 试样化学分析 1 ．1 试样多元素分析 矿样多元素分析结果如表1 所示。 由表1 可知，铜硫矿样中主要回收元素为C u 、 表1 T a b l e1 Z n 、S ，现场锌精矿锌品位为1 8 ．3 8 ％，未达到锌精矿 质量标准最末级K Z n 一4 0 质量要求。硫精矿含锌 1 ．1 0 ％，杂质锌含量超标。 1 ．2 物相分析 铜硫矿样中铜、锌物相分析结果见表2 。 矿样多元素分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fo r es a m p l e s ／％ 表2 铜物相分析结果表明，铜硫矿样中铜主要 为硫化相铜占总铜9 4 ．7 0 ％，氧化相铜占总铜 1 ．6 7 ％，结合相铜占总铜3 ．6 3 ％。表2 锌物相分析 结果表明，铜硫矿样中锌主要为硫化相锌占总锌 9 8 ．2 9 ％，氧化相锌占总锌0 ．6 4 ％，结合相锌占总 锌1 ．0 7 ％。 2 试验结果与讨论 2 ．1现场生产指标以及试验方案的确定 2 ．1 ．1 铜浮选现场生产指标 2 0 1 7 年3 月份现场生产报表统计结果见表3 。 表32 0 1 7 年3 月份现场生产报表统计结果 T a b l e3S t a t i s t i c a lr e s u l t so ff i e l d p r o d u c t i o n r e p o r tf o rM a r c h2 0 1 7 ／％ 由表3 可知，铜精矿铜品位1 7 ．4 0 ％，铜回收率 8 6 ．6 5 ％，铜作业选矿生产指标较理想，但尾矿中铜 损失1 3 ．3 5 ％。因此本试验的目是优化和调整铜浮 选作业选矿工艺条件，降低浮选尾矿铜的含量，提高 铜的回收率。 2 ．1 ．2 试验方案的确定 1 模拟现场流程开路试验 根据现场铜浮选作业 一次粗选、四次精选、三 次扫选 工艺流程、药剂制度开展了模拟现场流程开 路试验，最终得到铜精矿铜品位1 1 ．3 0 3 ％、回收率 5 9 ．2 9 ％的试验指标；铜粗精矿中锌损失2 8 ．8 9 ％，硫 损失4 4 ．7 1 ％。模拟现场流程开路试验的开展为后 续多流程方案对比开路试验提供了参考依据。 2 铜锌混选再分离 抑锌浮铜 探讨试验 考虑到铜硫矿样中含锌0 ．5 0 ％，有回收价值，采 用铜锌混选再分离 抑锌浮铜 的工艺流程。铜锌混 合粗精矿中，铜回收率9 2 ．2 4 ％，锌回收率9 2 ．3 8 ％； 但铜锌分离流程，最终铜精矿、锌精矿选别效果不理 想，一方面是因为次生铜矿物伴生的闪锌矿，由于受 到铜离子的活化作用，可浮性与铜矿物相似，浮选时 进人铜精矿，降低精矿质量[ 1 ] 。另一方面是铜硫矿 中硫含量较高，自然硫的可浮性很好，只要加入起泡 剂就能很快浮游，在浮选一开始就进入了精矿中，结 果既降低了精矿的浮游速度，又降低了精矿的品 位[ 2 ] 。因此，不推荐采用铜锌混合浮选再分离试验 流程。 3 铜浮选作业流程探讨试验 铜硫矿浮选的关键是铜矿物与硫化铁矿物的分 离[ 3 ] ，考虑到大量抑制剂 石灰 对铜浮选的浮选不 利[ 4 ] 。试验在模拟现场流程开路试验基础上，对药 剂制度进行调整 粗选阶段加大硫酸锌、丁基黄药、 乙硫氮用量，铜扫一不加石灰 。该流程下可获得铜 粗精矿铜品位2 ．0 0 8 ％、铜回收率9 5 ．3 1 ％；最终铜 精矿铜品位1 5 ．0 5 5 ％，铜回收率6 2 ．4 6 ％；与模拟现 场铜浮选指标相比，铜粗选作业铜粗精矿铜品位、铜 回收率以及最终铜精矿铜品位、铜回收率均有显著 提高。 万方数据 2 ．2 铜粗选条件优化试验 2 ．2 ．1 石灰用量选择试验 在磨矿细度为- - 7 4 ／_ t m 占7 3 ％，硫酸锌20 0 0g ／t ， 丁基黄药用量7 0g ／t ，乙硫氮4 0g ／t ，松醇油2 2 ．5g ／t 条件下考察石灰用量对铜浮选指标的影响。试验流程 见图1 ，试验结果见表4 。 由表4 试验结果可知，随着石灰用量从2 ．0k g ／t 增加至5 ．0k g ／t 时，铜粗精矿铜品位从1 ．4 8 7 ％增 加2 ．4 5 3 ％且硫、锌损失率较低。石灰是硫化铁矿物 的抑制剂，当矿浆中加人石灰，通过在硫铁矿物表面 形成的C a S O 。、C a O H 、F e O H 2 组成的混合亲 水薄膜，阻碍捕收剂在其表面吸附，进而抑制黄铁矿 和磁黄铁矿等硫化矿物[ 5 ] 。本试验选取铜粗选作业 石灰用量为5 ．0k g ／t 。 3 ≥ 石灰变 5 硫酸锌2 I 3 J 墨页约 3 松醇油2 2 铜粗选 铜粗精矿铜尾矿 出； 间单位r a i n ； 图l 石灰用量试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fl i m ed o s a g et e s t 表4石灰用量试验结果 T a b l e4R e s u l t so fl i m ed o s a g et e s t／％ 石灰用量，c t g t - - ，耋亲产率_ 五鼍警丁1 五』笔芋t 2 ．2 ．2T Z 一1 8 用量选择试验此药剂制度的基础上增加抑制剂T Z 一1 8 ，研究对铜 试验流程如图1 所示，各药剂用量保持不变，在浮选指标的影响。试验结果见表5 。 表5T Z 一1 8 用量试验结果 T a b l e5R e s u l t so fT Z 一1 8d o s a g et e s t／％ 表5 试验结果表明，随着T Z 一1 8 用量的增加，全 铁品位从4 6 ．5 0 ％下降到4 0 ．6 5 ％，铜硫矿石中硫化 铁矿物以黄铁矿为主，黄铁矿很容易氧化并在矿物 表面生成亲水性的F e O H 。薄膜，妨碍了捕收剂的 吸附，T Z 一1 8 的添加可有效抑制含铁性矿物，同时有 效降低铜粗精矿产率，且对铜浮选影响较小，但T Z 一 1 8 用量过大时会抑制有用矿物嘲。综合考虑，铜粗 选作业选用T Z 一1 8 用量为2 0 0g ／t 。 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 表6 试验结果表明，当丁基黄药 乙硫氮做组 合捕收剂时，获得铜品位2 ．5 6 0 ％，回收率9 3 ．7 1 ％， 在用量相同的条件下，Z - 2 0 0 做捕收剂时，可获得铜 品位2 ．7 8 8 ％，回收率9 0 ．8 8 ％。乙基黄药做捕收剂 时，可获得铜品位2 ．9 8 8 ％，回收率8 5 ．2 4 ％。对比 三种捕收剂，考虑到铜品位和回收率以及锌和硫在 铜粗精矿中的损失，选择丁基黄药 乙硫氮作为铜 的组合捕收剂。 2 ．3 铜浮选综合条件闭路试验 在全流程开路试验基础上，进行铜浮选综合闭 路试验。闭路试验中考虑到现场回水以及中矿返回 时带有少量药剂，因此适当调整药剂制度同时增加 一次精选。试验工艺流程见图2 ，试验结果见表7 。 铜硫矿样 铜精矿 图2 铜浮选综合条件闭路试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fc o p p e rf l o t a t i o nc o m p r e h e n s i v ec o n d i t i o n sc l o s e d c i r c u i tp r o c e s st e s t 万方数据 2 0 1 9 年第2 期李恒等铜铅锌硫矿提高铜回收率、精矿质量试验研究 1 5 表7 铜浮选综合条件闭路流程试验结果 T a b l e7R e s u l t so fc o p p e rf l o t a t i o nc o m p r e h e n s i v e c o n d i t i o n sc l o s e d c i r c u i tp r o c e s st e s t ／％ 表7 试验结果表明，闭路试验获得最终铜精矿 铜品位1 5 ．1 1 0 ％、铜回收率9 2 ．3 0 ％较好指标，同时 铜精矿中锌 9 ．4 7 ％ 、硫 5 ．4 7 ％ 损失率较低。较 现场铜回收率提高了5 ．6 5 个百分点。 2 ．4 现场硫精矿选矿试验 由表1 现场硫精矿化学多元素分析结果可知， 现场硫精矿中含锌1 ．1 0 ％，杂质锌含量超标。本试 验目的是最大限度降低硫精矿中锌含量，保证硫精 矿达到合格产品。 2 ．4 ．1 现场硫精矿降锌 选锌抑硫 探讨试验 选锌抑硫试验流程见图3 ，试验结果见表8 。 现场硫精矿 锌精矿锌中矿1 图3 现场硫精矿降锌 选锌抑硫 探讨试验流程 F i g ．3 D i s c u s s i o no nf l o w s h e e to fr e d u c i n gz i n ci nf i e l ds u l p h u rc o n c e n t r a t e t h es u l f u rs u p p r e s s i o na n dz i n cf l o t a t i o n 表8 现场硫精矿降锌 选锌抑硫 探讨试验结果 T a b l e8R e s u l t so fr e d u c i n gz i n ci nf i e l ds u l p h u r c o n c e n t r a t e t h es u l f u rs u p p r e s s i o na n d z i n cf l o t a t i o n ／％ 表8 结果表明，选锌抑硫试验效果较差，较现场 硫精矿中锌杂质从1 ．2 5 ％降到了0 ．2 ％，但9 7 ．1 4 ％ 的硫损失于锌作业中。降低硫精矿中锌品位不推荐 该流程。 2 ．4 ．2 现场硫精矿降锌 选硫抑锌 探讨试验 选硫抑锌试验流程见图4 ，试验结果见表9 。 表9 试验结果表明，该流程下最终硫精矿中锌 品位从1 ．1 6 ％降低至0 ．4 1 ％，不但除杂质锌效果明 显，且硫精矿硫回收率可达8 0 ．1 3 ％。现场硫精矿降 锌试验推荐该工艺流程。 2 ．5 现场锌精矿选矿试验 由表1 现场锌精矿多元素结果可知，现场锌精 万方数据 1 6 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 矿含锌仅有1 8 ．3 8 ％，不能作为合格锌精矿产品。本 试验目的是提高锌精矿锌品位，保证锌精矿产品达 到产品质量标准。 硫 现场硫精矿 硫中矿2尾矿 图4 现场硫精矿降锌 选硫抑锌 探讨试验流程 F i g ．4 D i s c u s s i o no nf l o w s h e e to fr e d u c i n gz i n c i nf i e l ds u l p h u rc o n c e n t r a t e t h ez i n cs u p p r e s s i o na n ds u l f u rf l o t a t i o n 表9 现场硫精矿降锌 选硫抑锌 探讨试验结果 T a b l e9R e s u l t so fr e d u c i n gz i n ci nf i e l ds u l p h u r c o n c e n t r a t e t h ez i n cs u p p r e s s i o na n d s u l f u rf l o t a t i o n ／％ 2 ．5 ．1 现场锌精矿提高品位 不磨矿 探讨试验 现场锌精矿细度为一7 4 “m 占7 6 ％，不磨矿试 验流程见图5 ，试验结果见表1 0 。 现场锌精矿 图5现场锌精矿提高品位 不磨矿 探讨试验流程 F i g ．5 D i s c u s s i o no nf l o w s h e e to fi m p r o v i n gf i e l d z i n cc o n c e n t r a t e n o n g r i n d i n g 表1 0 现场锌精矿提高品位 不磨矿 探讨试验结果 T a b l e1 0R e s u l t so fi m p r o v i n gf i e l dz i n cc o n c e n t r a t e n o n - g r i n d i n g ／％ 表1 0 结果表明，该流程下试验选别效果较为理 想，可将现场锌精矿锌品位从1 8 ．1 5 ％提高至 4 3 ．4 2 ％，锌回收率9 3 ．9 0 ％；同时，尾矿中硫品位 4 2 ．1 1 ％，可作为单独硫精矿产品回收。 2 ．5 ．2 现场锌精矿提高品位 磨矿 探讨试验 在现场锌精矿提高品位 不磨矿 探讨试验基础 上，为了进一步提升锌精矿产品质量，本试验对现场 锌精矿进行磨矿，磨矿细度为一7 4 肚m 占9 2 ．6 1 ％。 试验流程见图6 ，试验结果见表1 1 。 现场锌精矿 锌精矿锌中矿l锌中矿2 尾矿 图6 现场锌精矿提高品位 磨矿 探讨试验流程 F i g ．6 D i s c u s s i o no nf l o w s h e e to fi m p r o v i n g f i e l dz i n cc o n c e n t r a t e g r i n d i n g 表1 1 现场锌精矿提高品位 磨矿 探讨试验结果 T a b l e11R e s u l t so fi m p r o v i n gf i e l dz i n cc o n c e n t r a t e g r i n d i n g ／％ 表1 1 试验结果表明，再磨矿可提高锌精矿锌品 位 最终锌精矿锌品位由4 3 ．4 2 ％提高至4 8 ．7 1 ％ ， 下转第2 8 页 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 表3 铜锌浮选闭路试验结果 T a b l e3R e s u l t so fc o p p e ra n dz i n cf l o t a t i o nt e s t | ％ 备注锌精矿含铟116 0g ／t 。 3结语 1 矿石中铜、锌矿物嵌布关系紧密，且存在大量 层状、易浮、易泥化的含镁脉石矿物，该矿石为富镁 的复杂难选铁多金属矿石，选铁尾矿为富镁、含低品 位铜、锌的难选尾矿，大量含镁脉石矿物的存在增加 了铜锌分选的难度。 2 黄铜矿以乳滴状固溶体包裹在闪锌矿中是影 响铜精矿和锌精矿中互含较高的主要原因。 3 以绿色高效选矿药剂B K 3 0 6 作为铜捕收剂， 实现了对铜矿物的高选择性捕收，为后续铜锌分离 创造了良好的必要条件。 4 采用“铜、锌顺序优先浮选一铜、锌精选回路 分别产出小尾矿”的工艺流程处理该矿石，同时添加 多糖类脉石抑制剂C M C ，强化对大量层状、易浮、易 泥化的含镁脉石矿物的抑制作用，降低中矿循环负 荷，保障了流程的稳定运行； 5 获得铜精矿中铜品位2 7 ．3 4 ％、含锌6 ．7 2 ％、 铜回收率为5 7 ．2 5 ％，锌精矿中锌品位4 8 ．5 1 ％、含 铟11 6 0g ／t 、含铜1 ．3 2 ％、锌回收率为6 9 ．9 6 ％的良 好指标，为开发利用该类型富镁含低品位铜、锌的复 杂铁多金属矿石提供了技术依据。 参考文献 [ 1 ] 凌石生，王中明，刘方，等．内蒙古某多金属尾矿综合回 收锡石新工艺研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 4 3 6 3 9 ． [ 2 ] 王晓慧，梁友伟，王正栋，等．福建马坑选铁尾矿中钼回收 试验E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 4 4 6 4 9 ，7 5 ． E 3 ] 马立成，郯其，车小奎，等．从铁尾矿中回收钨、锡选矿 试验研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 2 5 2 5 5 ． E 4 ] 张锦瑞，徐晖．循环经济与尾矿的综合利用[ J ] ．金属矿 山，2 0 0 4 增刊1 4 3 4 4 3 7 ． [ 5 ] 栾和林，姚文．新型捕收剂P A C 铜锌分选性能初探[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，1 9 9 7 5 2 8 ～3 2 ． [ 6 ] 余世磊，王亚明，汪宽．多金属原生硫化矿铜锌分离试 验研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 1 1 4 1 9 ．9 0 ． [ 7 ] 逢文好，刘全军，丁鹏．新疆铜锌硫混合精矿分离试验 研究E J ] ．矿冶，2 0 1 4 ，2 3 5 2 7 3 0 ． [ 8 ] 袁明华，普仓风．多金属复杂铜矿铜锌硫分离浮选试验研 究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 8 1 1 - 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