某复杂铜铅锌多金属矿浮选分离技术研究.pdf

2 0 1 7 年第2 期有色金属 选矿部分 ～ 9 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 7 ．0 2 ．0 0 3 某复杂铜铅锌多金属矿浮选分离技术研究 叶岳华，王立刚，李成必 北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘 要某铜铅锌多金属矿含铜0 ．5 4 ％、铅1 ．7 5 ％、锌1 0 ．4 4 ％。矿石中矿物种类繁多，嵌布粒度细，互相交代关系复 杂，在浮选分离过程中互含严重，且矿石中存在大量的长石、白云石等易浮脉石，磨矿过程中极易泥化，恶化浮选环境，因此， 难以获得合格的产品。针对该矿石的特征，在铜铅优先混合浮选一铜铅分离一铜铅浮选尾矿选锌的原则工艺流程基础上，采 用选择性药剂B K W 和B K N 组合，作为铜铅优先浮选的捕收剂，铜铅混合精选时采用组合抑制剂B K F N 和B K F A 强化对含锌 矿物及脉石矿物的抑制，铜铅分离采用新型抑制剂B K 5 0 3 抑铜浮铅，分别获得较好的铜、铅、锌产品。实验室小型闭路试验结 果为铜精矿含铜1 8 ．1 2 ％、铜回收率6 0 ．6 6 ％，铅精矿含铅4 8 ．2 7 ％、铅回收率6 8 ．9 5 ％，锌精矿含锌4 8 ．7 6 ％、锌回收率 9 1 ．1 0 ％。 关键词铜铅锌多金属矿；黄铜矿；方铅矿；闪锌矿；浮选分离 中图分类号T D 9 2 3 ；T D 9 5 2文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 2 - 0 0 0 9 - 0 6 ． R e s e a r c ho nt h eF l o t a t i o nS e p a r a t i o nT e c h n o l o g yo ft h eC o m p l e xC o p p e r - l e a d - z i n c P o l y m e t a l l i c0 r e Y EY u e h u a ，W A N GL i g a n g ，L IC h e n g b i S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI 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 e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t r 1 1 l ec o m p l e xc 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 ，w h i c hc o n t a i n sC u0 ．5 4 ％，P b1 ．7 5 ％a n d Z n l 0 ．4 4 ％．T h e r ea r em a n yd i f f e r e n tk i n d so fm i n e r a l si nt h eo r e ，a n dt h ed i s s e m i n a t e ds i z ei sf i n e ，i ta l s oh a sa c o m p l e xm e t a s o m a t i s mr e l a t i o n s h i pb e t w e e ne a c ho t h e r ，S Ot h ec o n d u c t sc o n t a i n i n ge a c ho t h e rw i l lb eh i g h e rd u r i n g t h ef l o t a t i o n ，a n dt h e r ea r ea l s ol a r g ea m o u n t so fe a s i l y - f l o a t e dg a n g u em i n e r a l s ，s u c ha sf e l d s p a ra n dd o l o m i t ee t c ．， w h i c ha r ee a s i l ya r g i l l i z a t i o nd u r i n gg r i n d i n gp r o c e s s ，i ti sd i f f i c u l tt oo b t a i nq u a l i f i e dp r o d u c t ．A c c o r d i n gt ot h eo r e c h a r a t e r i s t i c s ，b a s e do nt h ep r i n c i p l et e c h n o l o g i c a lp r o c e s so fc o p p e rl e a db u l kf l o t a t i o n - c o p p e rl e a ds e p a r a t i o n z i n c f l o t a t i o nf r o mt h ec o p p e rl e a df l o t a t i o nt a i l i n g s ．u s i n gs e l e c t i v i t yr e a g e n tB K Wa n dB K Nt o g e t h e ra st h ec o p p e rl e a d d i f f e r e n t i a lf l o t a t i o nc o l l e c t o r ；U s i n gt w od e p r e s s o r sB K F Na n dB K F At od e p r e s st h ez i n cm i n e r a l sa n dg a n g u e m i n e r a l sd u r i n gt h ec o p p e rl e a db u l kc o n c e n t r a t i o n ；U s i n gn e wd e p r e s s o rB K 5 0 3t od e p r e s sc o p p e ra n df l o a tl e a do f c o p p e rl e a ds e p a r a t i o nt e s t ，r e s p e c t i v e l y t oo b t a i nq u a l i f i e dc o p p e r ，l e a da n dz i n cc o n d u c t s ．T h ef i n a lr e s u l t so f l a b o r a t o r yc l o s ec i r c u i ta r e t h ec o p p e rc o n c e n t r a t ea s s a y i n gC u1 8 ．1 2 ％，r e c o v e r yo fC u6 0 ．6 6 ％，t h el e a d c o n c e n t r a t ea s s a y i n gP b4 8 ．2 7 ％，r e c o v e r yo fP b6 8 ．9 5 ％；t h ez i n cc o n c e n t r a t ea s s a y i n gZ n 4 8 ．7 6 ％，r e c o v e r yo f Z n9 1 ．1 0 ％． 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 h a l c o p y r i t e ；g a l e n a ；s p h a l e r i t e ；f l o t a t i o ns e p a r a t i o n 近年来，国内外处理的铜、铅、锌矿石的组成日 趋复杂多样化，矿物与矿物之间有着致密的关联，互 相嵌布包裹，共生关系密切，增大了多金属选矿的难 度，国内外主要采用浮选方法来处理该类矿石引。 由于黄铜矿和方铅矿具有相近的可浮性旧1 ，因此，在 工业生产中采用的办法是同时上浮铜和铅，得到铜 铅混合精矿，再对铜铅混合精矿进行分离的浮选工 艺流程M 引。本文研究根据该铜、铅、锌多金属矿的 特征，制定了“铜铅组合优先浮选一铜铅混合精矿分 离一铜铅浮选尾矿中选锌”的原则工艺流程，采用 对铜选择性较好的B K W 作为捕收剂，配合使用 B K N ，同时兼顾铜、铅的捕收，在铜铅精选时采用组 收稿日期2 0 1 6 - 0 9 ．1 3修回日期2 0 1 7 - 0 1 - 1 7 作者简介叶岳华 1 9 8 4 一 ，男，江西玉山人，工程师，硕士，主要从事有色金属选矿工艺与药剂研究。 万方数据 1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第2 期 合抑制剂强化对锌及脉石矿物的抑制，较好的实现 了铜、铅、锌的互相分离，分别获得了单一的铜、铅、 锌合格产品。 1 矿样的特征分析 1 ．1 原矿主要化学成分分析 时含有金、银等贵金属，是多种硫化物共存的矿石。 1 ．2 矿石物相分析 对该矿石中的铜矿物、铅矿物及锌矿物分别进 行了物相分析研究，结果见表2 。物相结果表明了此 次研究用矿石中铜、铅、锌矿物主要赋存方式均为硫 化物。 表1 为原矿多元素分析结果。此次研究矿样同 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i e l e m e n t sa n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eo r e ／％ 2 选矿试验 此次试验研究采用铜铅组合优先浮选，对铜铅 混合精矿进行分离，从铜铅浮选尾矿中选锌的原则 工艺流程。 2 ．1 铜铅混合浮选粗选条件试验 2 ．1 ．1 硫化钠用量对铜铅浮选的影响 粗选硫化钠用量试验条件矿浆p H 值约为 1 1 ．3 ，添加调整剂B K B L ，使用组合捕收剂B K W 与 B K N ，进行铜铅混合浮选，得到铜铅混合粗精矿，试 验结果见图1 。图1 中试验结果表明，随着硫化钠用 量的不断增加，泡沫产品中铜和铅回收率都逐渐升 高，锌回收率逐渐降低。硫化钠适宜用量为3 0 0g ／t 。 堡 褂 擎 回 硫化钠用量／ g t 。1 图1 硫化钠用量试验结果 F i g ．1 R e s u l t so fs o d i u ms u l p h i d ed o s a g et e s t 2 ．1 ．2 p H 值对铜铅浮选的影响 p H 值试验条件保持捕收剂及调整剂用量不 变，在磨矿时添加不等量的石灰。试验结果见图2 。 从图2 可以看出，随着p H 值的升高，铜铅回收率逐 渐增加，当p H 值大于1 1 ．3 时，铜铅回收率明显降 低，粗精矿中锌回收率也是先增加后降低。 冰 疆 略 图2p H 值试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fp Hv a l u et e s t 蓬 褂 擎 回 2 ．1 ．3 调整剂B K A L 用量试验 由于矿石中含有较多的长石、白云石等脉石矿 物，在磨矿过程中极易泥化，恶化浮选环境，降低药 剂作用效率，因此，在本试验中添加调整剂B K A L ，改 善浮选环境，促进药剂与矿物表面的作用，提高了药 剂附着率。B K A L 用量试验结果见图3 。从图3 可 以看出，随着调整剂B K A L 用量的持续增加，泡沫产 品中铜、铅品位逐渐降低，锌品位逐渐升高，铜、铅、 锌的回收率均升高。因此，B K A L 用量确定为 3 ．0k g ／t 。 万方数据 2 0 1 7 年第2 期叶岳华等某复杂铜铅锌多金属矿浮选分离技术研究 1 1 零 趟 Ⅱ基 冰 褂 擎 雹 B K A L 用量／ k g ‘t 。 图3 调整剂B K A L 用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fm o d i f i e rB K A Ld o s a g et e s t 2 ．2 铜铅混合精选条件影响探索试验 2 ．2 ．1 铜铅混合精选再磨细度试验 由于矿石中铜、铅矿物嵌布粒度较细，因此考察 了铜铅混合粗精矿再磨细度对混合精矿品位的影 响。试验条件为再磨时加入石灰调整矿浆p H 值至 1 2 ．0 左右，同时，为了加强对含锌矿物及脉石矿物的 抑制，在精选时添加组合调整剂B K F N 和B K F A 。试 验结果见图4 。图4 显示随着原矿磨的越细，泡沫产 品中铜、铅品位慢慢升高，而铜、铅上浮率略有降低， 铜铅混合精矿中的锌回收率逐渐降低。再磨最佳细 度为一3 8 斗m 占8 5 ％。 一3 8u m 含量／％ 图4 再磨细度试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fl “ e - g r i n d i n gf i n e n e s st e s t 2 ．2 ．2 铜铅混合精选组合抑制剂用量试验 将抑制剂B K F N 和B K F A 按1 1 的比例组合添 加，抑制其中的含锌矿物及脉石矿物，图5 显示了组 合抑制剂用量试验结果。从图5 可以看出，随着抑 制剂用量的持续增加，泡沫产品的铜、铅品位升高， 铜、铅作业回收率略有降低，铜铅混合精矿中的锌回 收率逐渐降低。因此，B K F N B K F A 1 1 用量确定 为1 0 0g ／t 。 图5 组合抑制剂用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so fc o m b i n a t i o nd e p r e s s o rd o s a g et e s t 2 ．3 铜铅分离条件影响探索试验研究 传统的铜铅分离主要方法是用氰化物抑铜浮铅 和重铬酸钾法抑铅浮铜，由于氰化物以及重铬酸钾 均有剧毒，在使用过程中会导致少量贵金属溶解并 产生严重的环境污染。1 扣剖，因此，本文研究利用新型 高效清洁抑制剂B K 5 0 3 ，同时配合使用硫化钠，采用 抑铜浮铅工艺，进行铜铅分离试验。为了提高分离 效果，在铜铅分离作业前用活性炭脱药，活性炭用量 约为1 0 0g ／t 。 2 ．3 ．1 铜铅分离B K 5 0 3 用量试验 抑制剂B K 5 0 3 用量试验结果见图6 。图6 结果表 明，随着B K 5 0 3 用量的持续增加，铜精矿含铜、铅精矿 含铅都随之升高，铜作业回收率慢慢升高，相反，铅作 业回收率慢慢降低。B K 5 0 3 适宜用量为2 0 0g ／t 。 冰 趋 Ⅱ暑 图6B K 5 0 3 用量试验结果 F i g ．6 R e s u l t so fB K 5 0 3d o s a g et e s t 2 ．3 ．2 不同硫化钠用量对铜铅分离的影响研究 铜铅分离硫化钠用量试验结果见图7 。从图7 可以看出，硫化钠在铜铅分离过程中起着积极的作 用，有利于提高铜精矿铜品位以及铅精矿铅品位。 万方数据 1 2 -有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第2 期 硫酸铜最佳用量为1 0 0g ／t 。硫化钠最佳用量为1 0 0g ／t 。 图7不同硫化钠用量对铜铅分离的影响 F i g ．7 I n f l u e n c eo fd i f f e r e n td o s a g eo fs o d i u m s u l p h i d eo nt h et e s to fc o p p e rl e a ds e p a r a t i o n 2 ．4 锌粗选条件试验 2 ．4 ．1 石灰用量对锌浮选的影响研究 在锌浮选过程中，石灰可以调节矿浆p H 值，还可 作为磁黄铁矿、黄铁矿较好的抑制剂，本研究中采用 锌常规活化剂硫酸铜、丁基黄药为捕收剂，用量分别 为2 0 0 和8 0g ／t ，考察了不同石灰用量对锌浮选指标 的影响，试验结果显示于图8 。如图8 所示，当持续增 加石灰用量，泡沫产品中的锌品位及锌作业回收率随 之升高，但是当石灰用量过大时，锌品位和锌回收率 均呈下降趋势。石磷用量为1 ．0k g ／t 时效果最佳。 零 趟 略 堡 瓣 擎 回 图8 石灰用量试验结果 F i g ．8 R e s u l t so fl i m ed o s a g et e s t 2 ．4 ．2 硫酸铜用量试验 硫酸铜是闪锌矿较常用的一种活化剂，其活化 原理主要是通过在被活化的目的矿物表面发生复分 解反应形成一层活化膜，或者预先脱去残余抑制剂， 后生成活化膜以达到活化目的一。1 1 | 。研究主要考察 了不同硫酸铜用量对锌浮选的影响，试验结果见图 9 。图9 表明了持续加大硫酸铜的用量，泡沫产品中 锌品位随之升高，锌回收率逐渐升高后趋于稳定。 蔷 赡 冰 薄 擎 回 硫酸铜用量／ g ’t 。 图9 硫酸铜用量试验结果 F i g ．9 R e s u l t so fc o p p e rs u l f a t ed o s a g et e s t 2 ．5 磨矿细度对浮选的影响 在上述最佳试验条件的研究基础上，进行了不同 磨矿细度对试验指标的影响研究，试验结果显示于图 1 0 。如图1 0 中曲线趋势显示，由于磨矿时间增长，原 矿磨矿细度持续变细，铜铅浮选泡沫产品中中铜、铅 品位逐渐升高，铜、铅回收率逐渐升高后趋于稳定，选 锌泡沫产品中锌品位逐渐增加，锌回收率先升高后降 低。因此，最佳磨矿细度为一7 4 “m 占9 0 ％。 - 7 4 “m 含量／％ 图1 0 磨矿细度试验结果 F i g ．1 0 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 2 ．6 全流程闭路试验研究结果 图11 为全流程的闭路试验工艺流程，试验结果 显示于表3 。 表3全流程闭路试验研究结果 T a b l e3R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t／％ 万方数据 2 0 1 7 年第2 期叶岳华等某复杂铜铅锌多金属矿浮选分离堇查硒塞 三 铅精矿 药剂用量单位鲈； 搅拌、浮选时间单位m i n 石灰5 0 0 旱石灰50 0 0 Q H 值1 1 ．3 ，硫化钠3 0 0 磨矿n 彳i 五■一 2 l B K A L30 0 0 2 | B K W3 0 ，B K N5 0 铜铅l 粗选 、[ 5 再磨磨矿 一3 8 肛m 占8 5 ％ 、■- ， - - - - - - - - - - - - - - ●- I 2 | I | 阻a 2 s5 0 ，B K 5 0 35 02 、伊K 5 0 31 0 0 丝阻号分；艘i 0 ’№0 23 ‘5 ●■●■■■■■■■■■■■■■曼』 P 日l 列；辱I E E g g I 目g 目g g 舅 铅勰3 0 ’B K 5 0 3 3 0U 铅精l 选Ⅱ、 _ 一■■■■■■■■●●■●●■●一 、J 选Ⅲf 5 2 水B K W1 0 ，B K N2 0 铜铅l 扫选I 52 I | 石灰2 村基黄药， 2 I 丁基黄药 锌精l 选I锌扫I 选 _ l 55 眯石灰3 0 0 叫 别 I B l N1 0 ，B K 2 0 23 ．5 分离I 扫选Ⅱ 亨 铜精矿 图1 1 全流程闭路试验流程 F i g ．11 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 3结语 1 该矿石多元素分析结果表明，原矿含铜 0 ．5 4 ％、含铅1 ．7 5 ％、含锌1 0 ．4 4 ％，伴生有金、银等 贵金属矿物，属复杂多金属矿共存的硫化矿。 2 对矿石中的铜、铅、锌矿物分别进行了物相分 析，结果表明，矿石中铜、铅、锌矿物主要都是硫化矿物。 3 根据矿石特征，制定“铜铅组合优先浮选一混 合精矿铜铅分离一铜铅浮选尾矿选锌”的试验研究 尾矿 工艺流程，采用对铜选择性较好的B K W 作为捕收 剂，配合使用B K N ，同时兼顾铜、铅的捕收，在铜铅精 选时采用组合抑制剂B K F N B K F A 1 1 强化对锌 及脉石矿物的抑制，实验室闭路结果为铜精矿含铜 1 8 ．1 2 ％、铜回收率6 0 ．6 6 ％，铅精矿含铅4 8 ．2 7 ％、铅 回收率6 8 ．9 5 ％，锌精矿含锌4 8 ．7 6 ％、锌回收率 9 1 ．1 0 ％． 万方数据 1 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第2 期 参考文献 [ 1 ] 陈泉水．某铜铅锌多金属矿的选矿工艺试验研究[ J ] ．现 代矿业，2 0 0 9 ，2 2 7 1 - 7 3 ． [ 2 ] 李晓波，彭文贵，解志锋．新疆某铜铅锌矿浮选新工艺试 验研究[ J ] ．矿冶，2 0 1 5 ，2 4 5 1 3 - 1 7 ． [ 3 ] 姜美光，刘全军，杨俊龙，等．新疆某硫化铅锌选矿试验 研究[ J ] ．矿冶，2 0 1 4 ，2 3 1 2 6 - 3 0 ． [ 4 ] 李英．云南某方铅矿一闪锌矿原矿选矿工艺研究[ J ] ． 矿冶，2 0 1 3 ，2 2 4 2 6 - 3 1 ． [ 5 ] 肖俊，陈代雄，覃文庆，等．某细粒浸染高硫难选铅锌 矿选矿新工艺研究[ J ] ．矿冶，2 0 1 4 ，2 3 0 2 5 - 9 ． [ 6 ] 师伟红，刘守信．云南某铅锌多金属硫化矿选矿试验研 究[ J ] ．矿产综合利用，2 0 0 9 6 1 0 1 3 ． [ 7 ] 梁冠杰，朱为民，李伟新，等．广东某铜铅锌多金属矿选 矿试验研究[ J ] ．矿产综合利用，2 0 0 6 6 8 - I I ． [ 8 ] 艾光华，解志锋，严华山，等．内蒙古某铜铅锌多金属矿 选矿试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 5 3 1 5 - 1 8 ． [ 9 ] 罗仙平，王淀佐，孙体昌，等．某铜铅锌多金属硫化矿电 位调控浮选试验研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 6 6 3 0 - 3 4 ． [ 1 0 ] 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 8 7 ． [ 1 1 ] 罗仙平，高莉，马鹏飞，等．安徽某铜铅锌多金属硫化 矿选矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 5 1 1 ．1 6 ． 上接第4 页 2 矿石矿物组成复杂，主要金属矿物有假孔雀 石、绿磷铜铁矿、褐铁矿、磁铁矿和赤铁矿、红磷铁 参考文献 矿、变红磷铁矿和钛铁矿等。其它矿物有磷灰石、石 [ 1 ] 张峰，- B 洪云，沙景华．基于情景分析法的2 0 2 0 年我国 英、长石，云母、绿泥石、绿帘石等。 铜资源需求预测[ J ] ．资源与产业，2 0 1 2 ，1 4 4 3 0 3 5 ． 3 矿石结构主要为半自形晶粒结构、它形晶粒 [ 2 ] 罗晓玲国内外铜矿资源分析[ J ] 世界有色金属，2 0 0 0 量竺囊黛慧塑璧嘎要兰I 烹窑笔楚兰墨、5 亨望巷 [ 3 ] 贾 4 木 4 欣- 1 ．0 国．外工艺矿物学进展及发展趋势[ J ] ．矿冶， 主要为浸染状构造、块状构造、星点状构造、条带状 H 1 盏≯盂；嘉二 例4 也8 ““““力H p ⋯日’ 构造、细脉浸染状构造。 [ 4 ] 富维覆，关箍华，吴东国．某铜矿多金属矿石工艺矿物 4 矿石中铜矿物主要以磷酸盐矿物形式赋存， 学研究[ J ] ．有色矿冶，2 0 0 8 2 2 6 - 2 9 ． 主要铜矿物结晶差，假孔雀石呈胶状、放射状或纤维 [ 5 ] 陈昭．赞比亚铜矿投资的特点及策略[ J ] ．有色矿冶， 状的集合体，与绿磷铜铁矿、褐铁矿等共生；绿磷铜 2 0 1 1 1 6 0 - 6 2 ． 铁矿主要呈隐晶一微晶集合体存在。 万方数据