某铜铅锌矿清洁浮选技术研究.pdf
某铜铅锌矿清洁浮选技术研究 ① 张 晶1,2, 王少东1,2, 乔吉波1,2, 简 胜1,2, 阚赛琼1,2 (1.昆明冶金研究院,云南 昆明 650031; 2.云南省选冶新技术重点实验室,云南 昆明 650031) 摘 要 对某嵌布粒度不均匀的铜铅锌多金属矿进行了选矿试验研究。 采用铜铅混选⁃铜铅分离⁃尾矿选锌的浮选工艺流程,采用 硫化钠作铜铅分离调整剂,可得到含铜 19.87%、铜回收率 83.46%的铜精矿,含铅 54.19%、铅回收率 83.57%的铅精矿和含锌 52.57%、锌回收率 89.39%的锌精矿。 矿石中的伴生银大多富集于各浮选精矿中,银在铜、铅和锌精矿中的含量分别为 165.2,537.6 和 15.1 g/ t,银总回收率 77.19%。 各有价金属都得到了很好地回收。 关键词 清洁浮选; 铜铅锌矿; 铜铅分离; 硫化钠 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2016.06.013 文章编号 0253-6099(2016)06-0049-04 Clean Flotation Technology for Cu⁃Pb⁃Zn Ore ZHANG Jing1,2, WANG Shao⁃dong1,2, QIAO Ji⁃bo1,2, JIAN Sheng1,2, KAN Sai⁃qiong1,2 (1.Kunming Metallurgical Research Institute, Kunming 650031, Yunnan, China; 2.The Key Lab of New Technology for Mineral Processing and Metallurgy of Yunnan Province, Kunming 650031, Yunnan, China) Abstract Mineral processing tests were carried out to treat a copper⁃lead⁃zinc ore containing disseminated grains of uneven size distribution. A flotation flowsheet composed of Cu⁃Pb bulk flotation, Cu/ Pb separation and Zn flotation from tailings, with Na2S as regulator, resulted in a copper concentrate with Cu grade and recovery of 19.87% and 83.46%, a lead concentrate with Pb grade and recovery of 54.19% and 83.57%, and a zinc concentrate with Zn grade and recovery of 52.57% and 89.39%, respectively. The associated silver minerals were enriched in the concentrates, with the silver contents in copper, lead and zinc concentrates at 165.2 g/ t, 537.6 g/ t and 15.1 g/ t respectively, a total recovery amounted to 77.19%. With this approach, a comprehensive recovery of valuable elements can be actualized. Key words clean flotation; Cu⁃Pb⁃Zn ore; Cu/ Pb separation; Na2S 硫化铜铅锌矿多为复杂多金属硫化矿,常伴有金、 银、铟等贵金属。 选别这类矿石,除回收铜、铅、锌或硫 等主要有价元素外,伴生的有价成分也可以回收利用, 这不仅提升了资源综合利用率,同时也可以有效增加 经济效益[1-2]。 近年来,选矿新药剂、新设备的研制使 我国多金属矿选矿技术得到很大提升,但是多金属矿 矿物组成复杂、共生关系密切、嵌布粒度变化范围大, 严重影响了选矿产品的质量[3-4]。 此外,资源行业环 保问题日益突出,要积极贯彻绿色发展理念、清洁回 收,才能更好地保障资源可持续发展。 因此,针对该类 矿石,有必要进行适宜回收工艺及药剂试验研究,以期 经济、环保、清洁回收有价金属。 针对硫化铜铅锌矿选矿,常用的铜铅分离药剂如 重铬酸钾或强氧化类捕收剂如氯酸钾,要么有一定毒 性,要么现场操作条件苛刻,因此选择适宜、低毒的铜 铅分离抑制剂将是回收硫化铜铅锌矿的关键。 1 矿石性质 某铜铅锌多金属矿化学多元素分析以及铜、铅、锌 物相分析结果分别见表 1 和表 2。 表 1 试样化学多元素分析结果(质量分数) / % CuPbZnSAsFe 0.280.742.862.39<0.119.06 Au1)Ag1) SiO2Al2O3CaOMgO <0.111.733.581.5324.761.70 1) 单位为 g/ t。 ①收稿日期 2016-06-04 作者简介 张 晶(1985-),女,湖北应城人,硕士,工程师,主要从事选矿工艺及药剂研究工作。 第 36 卷第 6 期 2016 年 12 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.36 №6 December 2016 万方数据 表 2 试样铜铅锌物相分析结果 元素相别含量/ %分布率/ % 游离氧化铜0.0135.46 结合氧化铜0.0062.52 铜次生硫化铜0.0093.78 原生硫化铜0.2188.24 合计0.24100.00 铅矾0.0263.14 白铅矿<0.001<0.13 铅 方铅矿0.6787.81 磷氯铅矿0.0648.39 铁铅矿0.0020.26 合计0.76100.00 硫酸锌0.0020.07 锌氧化物0.0451.60 锌硫化锌2.7596.87 其它0.0411.46 合计2.84100.00 从表 1~2 可知,矿石属多金属硫化矿,其中有价 金属主要为铜、铅、锌及贵金属银。 矿石赋存状态研究表明,矿石的主要构造为块状 和浸染状构造,主要结构为纤柱状、粒状变晶结构,它 形粒状结构,穿插交代结构。 交代结构使得部分金属 矿物粒度细小,虽然未发生蚀变现象,但这些粒度细小 的金属矿物与脉石矿物镶嵌紧密,会影响矿物单体解 离,会导致铜、铅、锌的回收率低于理论值。 铜、铅、锌 3 种元素主要以独立矿物的形式分别赋 存于黄铜矿、方铅矿、闪锌矿中,偶见少量的孔雀石,未 见其他铅和锌的氧化物。 从可选性上来说,该矿样属 易选矿石,由于这些矿物之间有一定的相互包裹或镶 嵌关系,对铜铅、铜锌分离会造成一定的影响。 2 试验研究 铜、铅、锌多金属硫化矿浮选流程主要有优先浮 选、混合⁃优先浮选、部分混合浮选、等可浮选等[5]。 根 据矿石中有价成分含量、矿石嵌布特征及现场工艺流 程要求,本文采用部分混合⁃优先浮选流程,即混合浮 选硫化铜、铅矿物,分离后得到铜精矿、铅精矿;原矿硫 含量低,直接从浮选铜铅尾矿中回收锌矿物。 2.1 铜铅混选试验 2.1.1 抑制剂试验 铜铅混合浮选时,为了有效抑制闪锌矿与黄铁矿, 需添加适宜的抑制剂。 试验添加了部分石灰进行抑制 硫探索试验,试验流程如图 1 所示。 探索试验结果表 明,添加石灰后,铜铅精矿中铜、铅回收率明显减少。 由于原矿中黄铁矿含量不高,铜铅混选时不添加石灰 对铜、铅、锌品位影响不大,因此铜铅混选不添加石灰 来抑制硫。 B3 63 A0g/t ;/ 4 /;5 2 6 1 3 4 5 图 3 捕收剂种类对铜铅混选的影响 1 铜品位; 2 铅品位; 3 锌品位; 4 铜回收率; 5 铅 回收率; 6 锌回收率 在捕收剂种类试验的基础上进行了乙硫氮用量试 验,结果发现,随着乙硫氮用量增加,铜铅精矿铜回收 率先增加后降低,铅回收率先降低后增加,锌在铜铅精 矿的损失先增加后降低。 综合考虑,确定捕收剂乙硫 氮粗选用量为 150 g/ t。 2.2 铜铅分离试验 再磨粒度为-48 μm 粒级占 90%,研究了铜铅混 合粗精矿再磨精选时硫酸锌+亚硫酸钠用量对铜铅分 离效果的影响,结果表明,乙硫氮作用时,铜铅精选中 铜铅精矿的铜回收率随着硫酸锌+亚硫酸钠用量增加 而不断减少,铜铅精矿铅回收率变化不大,锌在铜铅精 矿中的含量亦不断减少,为了保证铜铅精矿质量以及 回收率,建议硫酸锌+亚硫酸钠精选 1 用量为 400+200 g/ t、精选 2 用量为 200+100 g/ t。 铜铅分离采用抑铅浮铜,主要分离方法为选择氧 化法、还原剂法。 一般还原剂法主要使用亚硫酸类组 合药剂,由于其无毒、来源广、环保,越来越广泛地运用 在各大选厂中[6]。 比较了水玻璃+亚硫酸钠、CMC+亚 硫酸钠及硫化钠对铜铅分离的影响,结果见表 3。 表 3 抑制剂种类对铜铅分离的影响 抑制剂种类及用量 / (gt -1 ) 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuPbCuPb 水玻璃+亚硫酸钠 2 000+4 000 铜粗精矿0.814.24 35.97 47.42 38.57 铅粗精矿0.333.5612.194.825.31 CMC+亚硫酸钠 2 000+2 000 铜粗精矿0.2813.26 52.77 18.54 19.05 铅粗精矿0.2511.83 24.22 14.747.79 硫化钠 90 铜粗精矿0.3928.132.1246.341.11 铅粗精矿0.196.9739.245.569.92 试验结果表明,水玻璃+亚硫酸钠或 CMC+亚硫酸 钠在铜铅分离中抑制效果不明显;采用硫化钠作铜铅分 离抑制剂时,用量小,铜能在铜精矿中富集,且铜精矿中 铅含量不高。 故铜铅分离时选择硫化钠作为抑制剂。 硫化钠用量试验结果表明,硫化钠用量较少时,铜 精矿中铜品位偏低;硫化钠用量增加,铜精矿中铜回收 率减少,开路试验确定硫化钠用量为 90 g/ t。 硫化钠在 铜铅分离中用量的多少决定了铜铅分离的效果,在进行 实验室小型闭路试验时还要适当调整硫化钠用量。 2.3 锌浮选试验 铜铅混选阶段,添加了硫酸锌+亚硫酸钠抑制闪 锌矿的上浮,闪锌矿浮选活性降低,必须添加活化剂才 能增强其可浮性。 选择硫酸铜作锌浮选活化剂、丁基 黄药作捕收剂,进行了锌浮选试验。 在磨矿细度-74 μm 粒级占 80%时,采用一粗一 扫浮选流程,粗选丁基黄药用量 100 g/ t、起泡剂 730A 用量 30 g/ t,扫选药剂用量减半,进行了硫酸铜用量试 验,结果见图 4;固定粗选硫酸铜用量 300 g/ t、起泡剂 730A 用量 30 g/ t,扫选药剂用量减半,进行了丁基黄 药用量试验,结果见图 5。 4 /;5 图 4 硫酸铜用量对锌浮选的影响 15第 6 期张 晶等 某铜铅锌矿清洁浮选技术研究 万方数据 ,0/AA4g t-1 80 70 60 50 40 30 20 10 50100150 23D 8 /;5 图 5 丁基黄药用量对锌浮选的影响 试验结果表明,硫酸铜用量少时,锌精矿品位偏 低,这是由于硫酸铜量少时,未能有效活化闪锌矿;硫 酸铜用量高时,锌精矿回收率不高。 硫酸铜用量以 300+100 g/ t 为宜。 丁基黄药用量少时,锌精矿回收率 不高;增加丁基黄药用量,锌精矿品位偏低。 丁基黄药 用量以 100+40 g/ t 为宜。 2.4 磨矿细度试验 对全流程进行了磨矿细度试验。 试验流程为铜铅 混选,铜铅混合粗精矿直接精选三段得到铜铅混合精 矿,铜铅混选尾矿⁃锌粗选⁃锌扫选⁃两段锌精选得到锌 精矿。 试验结果见表 4。 表 4 全流程磨矿细度试验结果 -74 μm 粒级 含量/ % 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuPbZnCuPbZn 铜铅精矿3.336.2317.238.6168.98 72.159.56 60锌精矿4.970.170.4142.212.802.5669.85 尾矿80.710.060.120.2015.81 12.165.38 铜铅精矿3.307.2218.868.1581.60 78.199.02 70锌精矿5.050.150.4142.052.602.6071.25 尾矿79.510.030.0670.117.086.702.93 铜铅精矿2.818.4021.386.9379.11 75.126.50 80锌精矿5.160.180.2843.063.121.8174.28 尾矿78.780.010.050.113.444.932.90 铜铅精矿3.197.6619.786.9685.09 80.227.41 90锌精矿5.180.190.2542.023.431.6572.77 尾矿76.150.010.050.112.234.852.80 结果表明,磨矿细度为-74 μm 粒级占 70%~80% 时,铜铅回收率都较好,且锌在铜铅精矿中损失较少。 2.5 闭路试验 根据条件试验结果,并对部分条件进行了优化,进 行了铜铅混选⁃铜铅分离⁃锌浮选全流程闭路试验,试 验流程见图 6,结果见表 5。 闭路试验结果表明原矿 在磨矿细度为-74 μm 粒级占 80%时,经铜铅混选⁃铜 铅分离⁃混选尾矿再选锌浮选工艺,可获得好的选矿指 标铜精矿含铜 19.87%、铜回收率 83.46%,铅精矿含 铅 54.19%、铅回收率 83.57%,锌精矿含锌 52.57%、锌 回收率 89.39%。 贵金属银在浮选精矿中也得到了很 好地富集,银总回收率 77.19%。 823 23 B3 A0g/t 4 46 A4 730A 80 /* 2000 1000 110 30 A4 4 46 60 1000 500 500 400 10 3 min 2 min 2 1 2 2 4 46 A4 4 46 300 200 4 43 * 2 1 2 2 4 ,0/A 730A 300 100 30 4 ,0/A 100 40 3 min 2 min 2 min 2 min 2 3 2 min 23 2 4 2 min 图 6 闭路试验流程 表 5 闭路试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuPbZnAg1)CuPbZnAg 铜精矿 1.1519.874.575.33165.283.466.852.2316.24 铅精矿 1.191.2154.197.67537.65.2683.573.1954.68 锌精矿 4.860.370.3752.57 15.106.552.3089.396.27 尾矿92.800.010.0610.162.884.737.285.1922.81 给矿 100.00 0.270.772.8611.70 100.00 100.00 100.00 100.00 1) 单位为 g/ t。(下转第 56 页) 25矿 冶 工 程第 36 卷 万方数据 3 结 语 酒钢周边矿山某低品位铁精矿铁品位为 59.43%, SiO2含量为 9.17%,原矿中铁矿物主要为磁铁矿和赤铁 矿,铁矿物粒度分布不均匀。 经磁⁃重联合选别和反浮 选没有达到提质降杂的效果,尾矿品位均在 40%以上。 采用弱磁⁃中磁⁃强磁联合流程,在磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 83.70%时,可获得铁精矿品位 61.61%、回收 率 97.87%的选别指标,精矿中 SiO2含量为 7.15%,尾矿 铁品位仅为 17.13%,选矿比 1.060,降低了低品位铁精 矿中杂质元素和有害元素的含量,有利于提高烧结矿 质量和高炉稳定顺行。 参考文献 [1] 邱 俊,吕宪俊. 铁矿选矿技术[M]. 北京化学工业出版社, 2012. [2] 侯 柠,祝昕冉. SINO 铁精矿提铁降杂精选试验研究[J]. 矿业工 程,2015(2)21-23. [3] 樊绍良,段其福. 铁精矿提质降杂技术研究[J]. 金属矿山,2002 (4)39-41. [4] 尚志辉,秦丽娜. 甘肃某微细粒铁矿的选矿试验研究[J]. 矿业工 程,2014(12)25-27. [5] 胡 龙,郑怀昌,肖 钢. 铁矿浮选工艺的发展[J]. 现代矿业, 2010(1)23-27. (上接第 48 页) 率指标较好,说明所选流程结构及药剂制度适于处理 该类矿石。 3 结 语 1) 矿石中主要回收金属元素为铜、铅和锌,品位 分别为 0.60%、2.02%和 0.96%,Au 和 Ag 品位分别为 0.20 g/ t 和 81.90 g/ t,金银具有综合回收价值。 2) 采用铜铅混合浮选再分离⁃锌浮选工艺流程, 获得了铜品位 26.40%、回收率 83.75%的铜精矿,铅品 位 65.42%、回收率 89.50%的铅精矿,锌品位 54.65%、 回收率 63.01%的锌精矿;金在铜精矿和铅精矿中的总 回收率为 56.06%,银在铜精矿和铅精矿中的总回收率 为 62.05%。 为工业生产提供了可靠可行的依据。 3) 捕收剂 BK908 对铜铅矿物具有很好的选择 性;使用抑制剂 BK556 代替传统重铬酸钾,极大减少 了对高原脆弱生态环境的污染。 参考文献 [1] 路永森. 铜铅混合精矿分离的研究现状与进展[J]. 世界有色金 属,2011(3)44-47. [2] 郭玉武,陈昌才,魏党生,等. 四川某伴生铜铅锌硫铁矿综合回收 选矿试验研究[J]. 矿冶工程, 2015(3)58-62. [3] 朱一民. 某地低品位铜铅锌银矿绿色环保选矿试验研究[J]. 矿 冶工程,2011(1)24-26. [4] 江庆梅,戴子林,陈志强,等. 复杂铜铅锌硫化矿试验研究[J]. 矿 冶工程,2008(6)33-36. [5] 李荣改,宋翔宇,张雨田,等. 复杂铜铅锌多金属矿的选矿工艺试 验研究[J]. 矿冶工程,2012(1)42-45. (上接第 52 页) 3 结 语 1) 原矿样属铜铅锌多金属硫化矿。 原矿铜品位 0.29%,铅品位 0.76%,锌品位 2.90%。 主要金属矿物 有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿,脉石矿物主要以角闪石、方 解石为主,有少量黑硬绿泥石、石英。 2) 矿石中硫含量不高,且黄铁矿的影响较少,在 浮选分离时可以不考虑硫的影响和回收。 采用铜铅混 合浮选⁃铜铅分离⁃混选尾矿再选锌流程最终可获得含 铜 19.87%、铜回收率 83.46%的铜精矿,含铅 54.19%、 铅回收率 83.57%的铅精矿和含锌 52.57%、锌回收率 89.39%的锌精矿。 矿石中的伴生银大多富集于各浮 选精矿中,其中铜精矿含银 165.2 g/ t、银回收率 16.24%, 铅精矿含银 537.6 g/ t、银回收率 54.68%,锌精矿含银 15.1 g/ t,银回收率 6.27%。 3) 硫化钠是铜铅分离的有效抑制剂,但用量要 适宜。 参考文献 [1] 邱廷省,解志锋,黄 雄,等. 某铜铅锌矿工艺矿物学及选矿试验 研究[J]. 矿冶, 2015,24(4)89-93. [2] 朱一民. 某地低品位铜铅锌银矿绿色环保选矿试验研究[J]. 矿 冶工程, 2011(1)24-26. [3] 郭玉武,陈昌才,魏党生,等. 四川某伴生铜铅锌硫铁矿综合回收 选矿试验研究[J]. 矿冶工程, 2015(3)58-62. [4] 唐志中,李志伟. 复杂难选铜铅锌多金属矿石的选矿工艺技术改 造与生产实践[J]. 矿冶工程, 2013(2)74-77. [5] 胡熙庚. 有色金属硫化矿选矿[M]. 北京冶金工业出版社, 1987. [6] 梁经冬. 混合精矿的分离技术[J]. 湖南冶金, 1987(3)53-60. 65矿 冶 工 程第 36 卷 万方数据