江西某含铜多金属矿选矿工艺流程试验研究.pdf

第3 4 卷第1 期 2 0 1 4 年0 2 月 矿冶工程 M Ⅲ耵N GA N DM 哐T A L L U R G I C A LE N G D l E E R I N G V 0 1 ．3 4 №1 F ’e b m a r v2 0 1 4 江西某含铜多金属矿选矿工艺流程试验研究① 周晓文1 ”，罗仙平3 1 ．江西理工大学工程研究院，江西赣州3 4 1 0 0 0 ；2 ．钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心，江西赣州3 4 1 0 0 0 ；3 ．江西理工大学资源与 环境工程学院，江西赣州3 4 1 0 0 0 摘 要江西某含铜多金属矿含铜0 ．3 5 ％，含锌1 ．6 8 ％，含钨0 ．1 7 ％，属低品位复杂多金属矿。采用铜矿物高效捕收剂L P 一0 1 优先浮 铜，闭路试验获得了含铜2 3 ．1 8 ％、含锌1 ．1 2 ％，铜回收率8 7 ．8 9 ％的铜精矿和含锌5 6 ．5 7 ％，锌回收率6 7 ．1 5 ％的锌精矿。采用摇床重 选回收铜锌浮选尾矿中的钨矿物，在原矿含钨0 ．1 7 ％的情况下，获得了含钨5 4 ．5 1 ％，作业回收率6 5 ．1 1 ％的钨精矿。试验取得了优 良的技术指标，为该矿石的开发利用提供了技术依据。 关键词含铜多金属矿；优先浮选；摇床重选；铜；锌；钨 中图分类号r I D 9 5 4文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 1 ．0 0 9 ． 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 4 0 1 0 0 3 2 0 5 S t u d yo nM i 玳r a lP r o c e s s i n gF l o w s h e e to f S o m eC u p r i f e r o 哪P o l y m e t a l U cO r ef r o mJ i a n g 】| 【i Z H O UX i a o ．w e n l ”，L U OX i 粕．p i n 9 3 1 ．风￡拓姚矿脓e 口以口以E 画n e e n g ，腼哆i ‰讹巧妇矿 沈舭口蒯死如，l o 妞y ，G 口，L 洳u3 4 1 0 0 0 ，儿哆i ， 现i 眦；2 ．E 增i 聊e 一增鼢e 口r c c e n 把r 旷哦咖一批如n c yD 伽f o p 撇眦口蒯却Z 池t i o n ‰ 加嘶矿死n 伊招n 胍o u r 螂， 胁n 括砂矿E d u ∞f 幻n ，铂蒯m M3 4 1 0 0 0 ，．肠，l ∥i ，傩i №；3 ．‰￡奶r 旷胍o u r c en 以E 聊i r o ，l 脱m 口ZE ，画，聊矗昭， 肛凡鲥‰眈瑙砂旷 施脚口以‰ 加嘶，能凡洳配3 4 1 0 0 0 ，胁，彬i ，吼i 眦 A b s t r a c t T h ec o p p e r ，z i n ca n dt u n g s t e nc o n t e n to fal o w 一铲a d ec u p r i f e r o u sc o m p l e xp o l y m e t a l l i co r ef 而mJ i a n 铲ia r e 0 ．3 5 ％，1 ．6 8 ％a I l d0 ．1 7 ％，r e s p e c t i v e l y ．Ah i g } l e 伍c i e n t c o l l e c t o ro f c o p p e rm i n e r a l ，L P 一0 1 ，w 船u s e d f o r p r e f e r e n t i o n a lc o p p e rn o t a t i o n ．7 r h ec l o s e d c i r c u i tt e s ty i e l d e dac o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d e d2 3 ．1 8 ％C u ，1 ．1 2 ％Z nw i t h c o p p e rr e c o V e r yo f8 7 ．8 9 ％，a n daz i n cc o n c e n t m t ea p p r o a c h i n g5 6 ．5 7 ％Z n 铲a u d ea t6 7 ．1 5 ％r e c o v e r y ．S h a k i n gt a b l e s e p a r a t i o nw 鼬i n t r o d u c e dt o 骶a tC u - Z nn o t a t i o nt a i l i n g sr e s u l t e di n6 5 ．1 1 ％r e c o v e r yi n t oat u n g s t e nc o n c e n m l t eg r a d i n g 5 4 ．5l ％W 0 3 ．F a v o r a b l ei n d e xc a r Ib ea c h i e V e dw i t ht l l i sm e t l l o d ，w h i c hp r o V i d e sat e c h n i c a lb a s i sf o rt | l e e x p l o i t a t i o n a n du t i l i z a t i o no ft I l i so r e ． K e yw o r d s c o p p e rp o l y m e t a u i co r e ；p r e f b r e n t i o n a ln o t a t i o n ；s h a k i n gt a b l eg r a v i t rs e p a r a t i o n ；c o p p e r ；z i n c ；t u n g s t e n 江西某含铜多金属矿含铜0 ．3 5 ％，含锌1 ．6 8 ％，含 钨O ．1 7 ％，具有较好的开发利用价值，为了合理开发利 用该资源，确定选矿工艺流程和药剂制度，对该含铜多 金属矿石进行了选矿工艺流程试验研究。 1 矿石性质 试样多元素分析结果见表1 。矿石中金属矿物主 要有黄铜矿、铜蓝、闪锌矿、黑钨矿、辉铅铋矿、自然铋、 辉钼矿、磁铁矿、黄铁矿、褐铁矿、锆石、软锰矿等，其中 铜、锌矿物含量较高，具有回收价值，钨矿物具有综合 利用价值；非金属矿物有石英、长石、铁锂云母、黑云 母、绿泥石、绢云母、碳酸盐、电气石、黄玉等。 表1 试样多元素分析结果 质量分数 ／％ 1 单位为g ／t 。 ’ 矿石中黄铜矿呈团块状、脉状、星点状、浸染状、乳 滴状等形式产出。黄铜矿呈脉状穿切黑钨矿，有的黄 ①收稿日期2 0 1 3 1 0 0 8 作者简介周晓文 1 9 8 3 一 ，男，山东兖州人，硕士，讲师，主要从事有色、黑色金属选矿工艺及理论研究。 万方数据 第1 期 周晓文等江西某含铜多金属矿选矿工艺流程试验研究 铜矿包裹有固溶体分离结构的闪锌矿，有的包裹黑钨 矿、黄铁矿。黑钨矿呈柱状、矛头状、浸染状、星点状分 布于石英、云母中。黑钨矿解理裂纹发育，有的被黄铜 矿穿切，有的黑钨矿充填于铁锂云母片间。闪锌矿呈 不规则状、浑圆状等形态产出，多被黄铜矿包裹连生， 有的在黄铜矿的边缘分布，有的交代黄铜矿呈港湾状。 黄铜矿、闪锌矿、黑钨矿的单体解离度总体良好， 黄铜矿全样单体解离度为8 2 ．1 2 ％， 0 ．0 7 4m m 粒级样 已达到9 6 ．7 7 ％的单体解离，这与黄铜矿嵌布特征较简 单、嵌布粒度以中粒为主有关。闪锌矿粗颗粒中连生 体较多，但 O ．0 4 5m m 粒级样达到9 8 ．0 0 ％的单体解 离，说明该试样磨矿后闪锌矿基本单体解离。黑钨矿 全样单体解离度达7 9 ．4 9 ％，解离度较高， 0 ．0 7 4m m 粒级样已达到9 6 ．1 5 ％的单体解离。 2 试验方案选择 试样中铜、锌是主要的回收元素，钨考虑伴生回 收。对于多金属硫化矿的选别分离，目前主要采用浮 选法。近年来，随着硫化矿电位调控技术和高效浮选 药剂的发展，优先浮选流程被广泛应用。对于铜锌混 合硫化矿的优先浮选来说，磨矿后矿浆中的C u 2 对锌 矿物有强烈的活化作用，因此，铜矿物高效捕收剂和锌 矿物高效抑制剂的应用将是铜锌混合硫化矿能否实现 优先浮选的关键‘4 j 。对于黑钨矿，经过近半个世纪 的发展，其选矿技术已趋于成熟，近年来高梯度磁选和 高效离心重选设备也有了很大进步，一般黑钨矿通过 重一磁联合工艺可获得良好的选别效果∞哂J 。 由矿石性质研究可知，该含铜多金属矿矿石结构 构造较简单，矿物嵌布特征不复杂，铜、钨矿物嵌布粒 度属细一中粒范围；铜、锌、钨矿物的单体解离度良好， 属易选矿石类型。依据以往的选矿试验研究和生产实 践，结合矿石性质，拟采用江西理工大学研制的铜矿物 高效高选择性捕收剂L P - 0 1 ，采用“铜锌优先浮选一浮 选尾重选回收黑钨矿”的工艺流程进行试验研究。 3 选矿试验研究 3 ．1 铜浮选条件试验 3 ．1 ．1捕收剂种类及用量试验对于铜锌优先浮选， 由于磨矿后闪锌矿被c u 2 活化，可浮性增强，常规硫 化矿捕收剂由于捕收能力太强往往导致铜、锌矿物一 起上浮，难以分离。因此，高选择性的铜矿物捕收剂是 实现铜锌优先浮选分离的关键。采用江西理工大学自 主研发的铜矿物高效捕收剂L P 0 1 进行铜优先浮选试 验研究，该捕收剂主要成分为氨基酸，与黄药类捕收剂 相比，其捕收能力稍弱，但对铜矿物的选择性很强。进 行了L P - 0 1 用量试验，试验流程见图1 ，结果见图2 。 铜粗精矿尾矿 图l 铜浮选条件试验流程 捕收制u Ⅶl 用量／辔叶I 图2 铜捕收剂L P - 0 1 用量条件试验结果 零 ＼ 静 垂 直 从图2 可以看出，随着捕收剂L P ．0 l 用量不断增 加，获得的铜粗精矿回收率不断上升，但其品位却有下 降趋势。综合考虑选取捕收剂L P - 0 1 用量为2 8g ／t 作 为后续试验条件，此时获得铜粗精矿中铜的品位和回 收率均较高。 3 ．1 ．2 抑制剂选择及用量试验在多金属硫化矿优 先浮选过程中，抑制剂不但要能强抑制后上浮的矿物， 而且要保证药剂对优先上浮的目的矿物影响较小，因 此对常规闪锌矿抑制剂硫酸锌、亚硫酸钠和硫酸锌组 合、亚硫酸钠和硫代硫酸钠组合进行了探索试验。试 验结果表明，硫酸锌和亚硫酸钠组合使用可以达到较 好的分选效果。在此基础上，进行了抑制剂用量试验， 试验流程同图1 ，考察了硫酸锌和亚硫酸钠组合用量 对铜锌分离效果的影响，结果见图3 。 摹 越 疃 z n s 0 4 N 毛s o j 用量／ g ．r 1 图3 抑制剂用量条件试验结果 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 从图3 可以看出，随着组合抑制剂亚硫酸钠和硫 酸锌用量的增加，获得的铜粗精矿中锌的含量逐渐降 低，铜品位不断升高，但铜的回收率却不断下降，尤其 是当亚硫酸钠和硫酸锌用量达到4 0 0 4 0 0g ／t 时，铜 回收率降幅明显。因此综合考虑，选取组合抑制剂亚 硫酸钠和硫酸锌用量6 0 0 6 0 0g ／t 作为后续试验 条件。 3 ．1 ．3 磨矿粒度试验单体解离是矿物能否实现分 离的关键，由矿石性质研究可知，试样矿石单体解离度 良好，为防止磨矿出现过粉碎现象，进行了磨矿粒度条 件试验，试验流程同图1 ，考察了磨矿粒度对选矿指标 的影响，结果见图4 。从图4 可以看出，随着磨矿粒度 变细，获得的铜粗精矿中铜回收率不断增加且锌含量 逐渐降低，但当磨矿粒度达到一o ．0 7 4m m 粒级占8 0 ％ 时，铜粗精矿中铜品位开始下降，锌含量开始升高，说 明此时已发生过粉碎，因此选取磨矿粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占7 5 ％作为后续试验条件。 零 ＼ 翅 喀 也0 7 4m m 粒级含量／％ 图4 磨矿粒度条件试验结果 3 ．1 ．4 铜精选试验根据铜粗选条件试验结果，在磨 矿粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占7 5 ％、捕收剂L P 一0 1 用量2 8 g ／t 、抑制剂Z n S 0 4 N a S 0 3 用量6 0 0 6 0 0g ／t 、2 ’油用量 2 1 ∥t 时，获得的铜粗精矿品位达到1 5 ．7 5 ％，铜回收率 达到8 5 ．5 5 ％，取得了优良的粗选指标。在此基础上， 为了进一步提高铜精矿品位进行了铜精选条件试验， 铜精选采取不加药空白精选，试验结果表明，铜粗精矿 经两次精选就可获得铜品位2 3 ．5 1 ％、铜回收率 7 9 ．7 2 ％的高品质铜精矿。 3 ．2 锌浮选条件试验 在确定选铜工艺条件后，进行了锌浮选条件试验。 3 ．2 ．1活化剂用量试验根据选矿经验及实践，锌矿 物一般采用硫酸铜作活化剂进行活化，按照图5 所示 流程，固定p H 值和丁基黄药用量，考察了活化剂硫酸 铜用量对锌粗选效果的影响，试验结果见图6 。 幂 ＼ 翅 碹 图5 锌浮选条件试验流程 硫酸铜用量／ g r 1 图6 锌粗选活化剂用■试验结果 从图6 可以看出，随着活化剂硫酸铜用量不断升 高，获得的锌粗精矿回收率不断升高，但当硫酸铜用量 达到4 0 0g ／t 后，回收率升幅已不明显，且锌粗精矿中 锌品位有所降低，因此选取硫酸铜用量4 0 0g ／t 作为后 续试验条件。 3 ．2 ．2 捕收剂用量试验对于锌矿物的浮选，尤其是 闪锌矿，丁基黄药是最为常用的捕收剂，因此采用丁基 黄药作锌粗选捕收剂，按照图5 所示流程，考察了捕收 剂用量对锌粗选的影响，结果见图7 。 零 迥 咯 零＼督擎叵 ∞蛐舳加∞∞柏∞加m O 万方数据 第1 期 周晓文等江西某含铜多金属矿选矿工艺流程试验研究 从图7 可以看出，随着捕收剂用量增加，锌粗精矿 中锌回收率不断升高，锌品位不断降低，综合考虑选取 丁黄用量8 0g ／t 作为后续试验条件。 3 ．2 ．3 粗选p H 值试验硫化矿除铜、锌矿外还含有 一定量的黄铁矿，铜浮选过程由于采用了高选择性捕 收剂L P 0 1 ，黄铁矿没有随铜矿物一起上浮，但在锌浮 选过程中由于采用捕收能力很强的丁基黄药作捕收 剂，黄铁矿会随锌矿物一起上浮，采用石灰调控矿浆 p H 值可有效抑制黄铁矿的上浮，因此进行了矿浆p H 值试验，试验流程同图5 ，结果见图8 。从图8 可以看 出，随着矿浆p H 值升高，获得的锌粗精矿中锌品位不 断升高，锌回收率变化不大，但当矿浆p H 值达到1 1 以后，锌回收率下降剧烈，因此选取矿浆p H 1 0 ．5 作 为后续试验条件。 矿浆p I I 值 图8 锌粗选p H 值条件试验结果 3 ．2 ．4 锌精选试验锌粗选条件试验获得锌粗精矿 品位3 6 ．2 5 ％，锌回收率6 3 ．5 4 ％，取得了较好的粗选指 标。为了进一步提高锌精矿品位，进行了锌精选条件 试验，锌精选采用不加药空白精选，试验结果表明，锌 粗精矿需四次精选才可获得锌品位5 7 ．1 5 ％、锌回收率 5 4 ．5 8 ％锌精矿。由于原矿中锌品位较低，致使条件试 验获得锌回收率总体不足，若再增加精选次数，虽能获 得更高品位的锌精矿，但势必进一步降低锌回收率，因 此综合考虑锌精矿品位和回收率，确定锌精选采用空 白四次精选。 3 ．3 流程试验 在铜、锌条件试验的基础上进行了开路流程试验。 开路试验进一步验证了条件试验所确定的工艺流程和 药剂制度的稳定性。在开路试验的基础上又进行了闭 路试验，试验流程见图9 ，试验结果见表2 。 3 ．4 浮选尾矿回收钨试验研究 由原矿性质研究可知，该试样中还含有一定量的 钨矿物，随着钨资源的日趋枯竭和贫细化，回收该部分 钨矿物，既可使该资源的利用尽可能最大化，又可为企 业增加一定的经济效益。进行了浮选尾矿回收钨的试 图9 “铜锌优先浮选”闭路试验流程 表2 铜锌浮选闭路试验结果 验研究。由于浮选尾矿中仍有部分硫化矿，在回收钨 矿物之前采用浮选对其进行了脱除，采用摇床重选回 收钨矿物。采用L Y 一1 1 0 0 5 0 0 4 3 0 型小型摇床，固定 冲程1 2m m ，冲次3 5 0 次／m i n ，试验流程见图1 0 ，试验 结果见表3 。 给矿 钨精矿中矿l中矿2 图1 0 浮选尾矿摇床重选收钨试验流程 表3 铜锌浮选尾矿摇床重选收钨试验结果 鲫钙∞於加瑟加塔m 5 0 9 零＼犟疃 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 从表3 可以看出，采用摇床重选工艺回收铜锌浮 选尾矿中的钨矿物，取得了良好的选矿指标，获得钨精 矿含w 0 35 4 ．5 1 ％，对应w O ，作业回收率为6 5 ．1 1 ％， 使矿样中的有用矿物得到了综合回收。 4 结论 1 江西某含含铜多金属矿含铜0 ．3 5 ％，含锌 1 ．6 8 ％，含钨O ．1 7 ％，具有很好的开发利用价值。矿石 中有用金属矿物以黄铜矿为主，次为闪锌矿和黑钨矿， 黄铜矿与闪锌矿、黑钨矿包裹连生，共生关系密切，但 黄铜矿、闪锌矿、黑钨矿的单体解离度总体良好，有利 于选矿分离。 2 采用“铜锌优先浮选一浮选尾矿重选收钨”工艺 流程处理该矿石，铜锌浮选闭路试验结果表明，在原矿 含铜0 ．3 5 ％、含锌1 ．6 9 ％的情况下，可获得含铜 2 3 ．1 8 ％、含锌1 ．1 2 ％，铜回收率8 7 ．8 9 ％的铜精矿和含 上接第3 1 页 3 结语 某氧化铜矿精矿酸浸浸渣中银、铅品位为5 9 7 ．3 0 g ／t 和8 ．3 6 ％，粒度细，泥化严重，较为难选。根据浸渣 的化学组成及物相分析，进行了流程结构对比试验和 条件试验，确定采用优先选银再选铅的工艺流程，并采 用了碳酸钠、硫化钠以及自主研发的捕收剂G Y A - l 和 G Y A 一2 药剂，获得了银品位为33 1 5 ．0 0g ／t 的银精矿以 及铅品位为5 3 ．0 0 ％、银品位为14 9 5 ．0 0g ／t 的富银铅 精矿，银、铅总回收率分别为7 5 ．1 2 ％和9 0 ．3 7 ％。 参考文献 f1 1张丽军。严志明，罗仙平，等．从锌湿法冶炼酸浸渣中综合回收铅 锌5 6 ．5 7 ％，锌回收率6 7 ．1 5 ％的锌精矿；采用摇床重选 回收铜锌浮选尾矿中的钨矿物，在原矿含钨0 ．1 7 ％的 情况下，可获得含钨5 4 ．5 1 ％，作业回收率6 5 ．1 1 ％的钨 精矿。 参考文献 [ 1 ] 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，2 0 1 2 2 4 2 4 5 ． [ 2 ]刘安荣，唐云，陈福林．西藏某铜铅锌硫化矿浮选工艺试验研究 [ J ] ．矿冶工程，2 0 0 9 2 2 2 2 6 ． [ 3 ]邱廷省，邱仙辉，尹艳芬，等．铜锌硫化矿浮选分离过程及动力学 分析[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 2 4 4 4 7 ． [ 4 ] 苏建芳，黄红军，孙伟．某复杂铜锌硫化矿高效浮选分离新工艺 研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 3 4 卜4 3 ． [ 5 ]周晓文，陈江安，杨备，等．离心机用于钨细泥精选的工业应用 [ J ] ．有色金属科学与工程，2 0 1 1 3 6 2 6 6 ． [ 6 ] 温德新，伍红强，夏青．某低品位难选自钨矿常温浮选试验研究 [ J ] ．有色金属科学与工程，2 0 l l 3 5 卜5 4 ． 锌银[ J ] ．四川有色金属，2 0 0 8 9 1 3 一1 6 ． 沈志富．铜矿浸出渣回收银选矿试验研究[ J ] ．科技论坛，2 0 0 3 ，3 3 3 9 0 9 2 ． 叶富兴，宋宝旭，胡真，等．硫化铅锌矿中共伴生银的强化综合 回收技术研究现状和发展概况[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 3 S 1 1 5 一1 8 ． 周国华．提高锌浸出渣中银浮选回收率的工艺与理论研究[ D ] ． 长沙中南大学资源加工与生物工程学院，2 0 0 2 ． 张景绘，孙立军．某难选氧化铅锌矿选矿工艺研究[ J ] ．矿业工 程，2 0 0 8 4 3 8 3 9 ． 朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理 修订版 [ M ] ．长沙中南 工业大学出版社，1 9 9 6 ． 王成行，叶富兴，童雄，等．云南某富银硫化铅锌矿中伴生银的 综合回收研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 4 6 7 6 9 ． 1 J 1 J 1 J 1 j 1 J 1 J 心 口 M b № “ 万方数据