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某复杂多金属矿浮选回收铜银的研究 ① 黄海威1,2, 王国生2, 徐晓萍2 (1.中南大学 资源加工与生物学院,湖南 长沙 410083; 2.广州有色金属研究院,广东 广州 510650) 摘 要 某复杂多金属矿含有铜、银、铅、锌等多种有用组分,具有较高经济价值。 为综合回收有用金属,采用优先浮选工艺,先混合 浮选铜铅,再抑铅浮铜,银随铜进入铜精矿产品。 原矿含铜 0.58%,含银 163.82 g/ t,最终获得铜精矿含铜 17.05%、铜回收率为 77 62%,含银 5 623.6 g/ t,银回收率 90.25%,有效实现了铜及银的回收。 关键词 浮选; 铜铅分离; 多金属硫化矿; 抑铅浮铜; 黝铜矿 中图分类号 TD952;TD923文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2014.06.012 文章编号 0253-6099(2014)06-0045-04 Recovery of Copper and Silver from Some Complex Polymetallic Ore HUANG Hai⁃wei1,2, WANG Guo⁃sheng2, XU Xiao⁃ping2 (1.School of Resources Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China; 2.Guangzhou Research Institute of Non⁃ferrous Metals, Guangzhou 510650, Guangdong, China) Abstract Beneficiation technique for some complex polymetallic ore containing valuable components such as Cu, Ag, Pb and Zn was studied. A preferential flotation flowsheet was used, including sequentially a Cu⁃Pb bulk flotation and a preferential separation of copper by depressing lead, with the silver minerals enriched into copper concentrate. With the run⁃of⁃mine ore containing 0.58% Cu and 163.82 g/ t Ag, the final copper concentrate was obtained at grade of 17.05% Cu and 5 623.6 g/ t Ag, with recoveries of 77.62% Cu and 90.25% Ag, realizing an efficient recovery of copper and silver. Key words flotation; copper⁃lead separation; polymetallic sulfide ores; preferential separation of copper by depressing lead; tetrahedrite 某多金属硫化矿含锌、铜、银、铅等多种有价组分, 均已达回收品位,具有较高经济价值。 但矿物组成复 杂,铜矿物主要为黝铜矿及黄铜矿,银矿物主要为银黝 铜矿,铅以方铅矿及脆硫锑铅矿为主,铅、锌矿物密切 连生且粒度粗细不均,微细粒级占有率高,即使磨细也 难以充分单体解离,此外,还含有较多车轮矿,这给铜 与铅矿物分离带来了困难。 为获得合格的铜精矿产 品,采用优先浮选流程,使用简单、低毒的浮选药剂,实 现了铜的浮选回收,同时银在铜精矿产品中得到富集。 1 原矿性质 原矿多元素分析结果见表 1。 经显微镜和 MLA 矿物自动检测系统查定,本矿石 主要矿物定量测定结果见表 2。 矿物检测结果表明, 铜矿物以黝铜矿为主,其次为黄铜矿,同时车轮矿也是 表 1 原矿多元素分析结果(质量分数) / % CuPbZnSTFeSiO2 0.580.331.733.466.2564.87 PAsSbCaOAu1)Ag1) 0.040.090.141.50.18163.82 1) 单位为 g/ t。 表 2 原矿矿物定量分析结果(质量分数) / % 黝铜矿、 银黝铜矿 黄铜矿闪锌矿 黄铁矿、 磁黄铁矿 脆硫锑 铅矿 方铅矿 0.290.111.733.250.4480.605 车轮矿白铅矿毒砂石英电气石 高岭土 及其他 0.0170.0291.52354.3411.3826.278 富含铜的矿物,而银黝铜矿同时也是银的主要载体矿 ①收稿日期 2014-06-01 作者简介 黄海威(1986-),男,湖南郴州人,博士研究生,主要研究方向为有色金属选矿。 第 34 卷第 6 期 2014 年 12 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.34 №6 December 2014 物;铅矿物数量少,但种类多,有方铅矿、车轮矿、脆硫 锑铅矿、白铅矿等;锌矿物只有单一闪锌矿,但有含铁 的闪锌矿和低含铁的闪锌矿;硫铁类矿物有黄铁矿和 磁黄铁矿。 脉石矿物主要为石英,其次为电气石、长石 和绢云母、高岭土、绿泥石等粘土类矿物,少量萤石、菱 铁矿、锐钛矿等。 黝铜矿为本矿石最主要的铜矿物,可由银、锌、铁 的类质同象替代铜,多数属银黝铜矿,成为银的主要载 体。 矿石中黝铜矿嵌布关系非常复杂,沿闪锌矿、方铅 矿、黄铜矿裂隙或边沿交代,与这些矿物形成复杂的连 生关系。 黄铜矿为数量仅次于黝铜矿的铜矿物,与闪锌矿 连生关系较密切,多沿闪锌矿或铁闪锌矿裂隙或边沿 充填交代,浸染状分布于其中,形成复杂的连生关系。 铅为伴生金属,数量不多,方铅矿为主要铅矿物之 一,仅局部可见,方铅矿充填交代闪锌矿,两者紧密连生。 脆硫锑铅矿也是铅矿物之一,属于复杂硫盐类矿 物,含少量铜和铁杂质,呈羽毛状与闪锌矿、方铅矿连 生,或与黝锡矿、黄铁矿形成复杂的连生关系,给选矿 分离带来难度。 2 试验流程 矿石为多金属硫化矿,考虑铜、银等多种有用组分 的综合回收,采用浮选法较合适。 由于铜铅矿物可浮 性相近,且连生关系密切,应首先予以回收,避免铜矿 物氧化后铜离子活化锌矿物,同时避免铅矿物进入后 续作业,影响锌的浮选效果。 因此采用“优先混浮铜 铅再抑铅浮铜”的工艺流程[1-4]回收铜、银比较合理。 3 试验结果与讨论 3.1 磨矿细度试验 由于原矿铜、铅、锌矿物各自的连生关系较为复 杂,确定合适的磨矿细度条件尤为重要。 磨矿细度试 验流程及结果见图 1 和图 2。 根据工艺矿物学研究结 果,原矿磨至-0.074 mm 粒级占 83%时,铜、铅、锌矿物 各自的单体解离度分别为 88%、79%、87%,结合磨矿细 度试验结果,最终确定原矿合适的磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 86%。 3.2 铜铅混浮条件试验 3.2.1 粗选捕收剂选择试验 铜铅混合浮选的常用 捕收剂有乙基黄药、丁基黄药、丁铵黑药、SN⁃9(乙硫 氮)等以及这些药剂的混合使用。 铜铅混合浮选采用 的捕收剂,应该对铜、铅矿物具有较强的捕收能力,同 时对锌的捕收能力应较弱[5]。 本研究尝试了多套捕 收剂组合方案,试验流程参照图1,试验结果见表3。 图 1 磨矿细度试验流程 图 2 磨矿细度试验结果 表 3 捕收剂种类试验结果 捕收剂种类 及用量/ (gt -1 ) 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuPbZnCuPbZn 丁黄药+丁铵黑药 15+20 7.5+10 3.75+5 铜铅粗精矿21.712.49 1.28 4.3094.4189.2755.02 尾矿78.290.04 0.05 0.975.5910.7344.98 合计100.00 0.57 0.31 1.70 100.00 100.00 100.00 丁黄药+2#油 30+20 15+10 7.5+5 铜铅粗精矿23.432.40 1.23 4.7593.8284.6964.74 尾矿76.570.04 0.07 0.806.1815.3135.26 合计100.00 0.59 0.34 1.72 100.00 100.00 100.00 SN⁃9+丁铵黑药 15+20 7.5+10 3.75+5 铜铅粗精矿22.982.28 1.28 4.0893.1289.3754.33 尾矿77.020.06 0.05 1.026.8810.6345.67 合计100.00 0.56 0.33 1.73 100.00 100.00 100.00 丁铵黑药 35 17.5 8.75 铜铅粗精矿19.062.86 1.08 3.7289.1864.1340.56 尾矿80.940.08 0.14 1.2810.8235.8759.44 合计100.00 0.60 0.32 1.75 100.00 100.00 100.00 试验结果表明丁基黄药+丁铵黑药组合使用时,铜、铅 回收率较高,铜铅粗精矿中夹带的锌较少。 最终选定 丁基黄药与丁铵黑药组合使用作为铜铅混浮捕收剂。 由于丁基黄药用量的增加将导致铜铅粗精矿产率增 加,锌回收率也增加,锌损失量增大,因此,针对本矿石 特性,混浮铜铅混合捕收剂中丁基黄药与丁铵黑药最 64矿 冶 工 程第 34 卷 适宜的药剂配比为 2 ∶1,粗选用量 35 g/ t、扫选 1 用量 17.5 g/ t、扫选 2 用量 8.75 g/ t。 3.2.2 粗选抑制剂选择试验 铜铅粗选混浮使用的 抑制剂主要作用于锌、硫矿物,即抑制闪锌矿与黄铁矿 的上浮。 根据本矿石特征,使用石灰作为黄铁矿抑制 剂,即可简单抑制其上浮,但由于闪锌矿与铜铅矿物连 生关系密切,磨细后将产生大量铜⁃锌矿物连生体,因 此较难抑制。 闪锌矿的主要抑制剂有氰化物、硫酸锌、 亚硫酸(二氧化硫)及其盐、硫化钠等。 氰化物虽然是 一种较为有效的闪锌矿抑制剂,但由于其毒性较大,工 业中使用易造成环境污染,故此处不作考虑[6]。 试验 分别考查了硫酸亚锌、硫酸钠、硫化钠及其组合作为抑 制剂抑锌的效果,试验结果说明硫酸锌+亚硫酸钠的 组合抑制剂对本矿石抑锌效果较好。 试验流程参见图 1,试验结果见表 4。 其中粗选作业石灰的适宜用量为 2 000 g/ t,硫酸锌的适宜用量为粗选 800 g/ t,扫选 1、2 作业适宜用量分别为 400 g/ t 及 200 g/ t;亚硫酸钠的 用量与硫酸锌用量相等。 表 4 抑制剂选择试验结果 抑制剂种类 及用量/ (gt -1 ) 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuPbZnCuPbZn 硫酸锌 800 400 200 铜铅粗精矿18.942.76 1.39 4.6193.3585.1051.02 尾矿81.060.04 0.06 1.046.6514.9048.98 原矿100.00 0.56 0.31 1.71 100.00 100.00 100.00 亚硫酸钠 800 400 200 铜铅粗精矿15.093.36 1.66 4.2388.9073.7736.89 尾矿84.910.08 0.10 1.2911.1026.2363.11 原矿100.00 0.57 0.34 1.73 100.00 100.00 100.00 硫化钠 800 400 200 铜铅粗精矿17.203.18 1.55 5.3592.7880.8453.50 尾矿82.800.04 0.08 0.967.2219.1646.50 原矿100.00 0.59 0.33 1.72 100.00 100.00 100.00 硫酸锌+硫化钠 800+800 400+400 200+200 铜铅粗精矿13.134.08 2.33 5.4889.0985.2541.36 尾矿86.870.08 0.05 1.1810.9114.7558.64 原矿100.00 0.60 0.36 1.74 100.00 100.00 100.00 硫酸锌+亚硫酸钠 800+800 400+400 200+200 铜铅粗精矿21.712.53 1.41 4.3594.4189.2755.02 尾矿78.290.04 0.05 0.985.5910.7344.98 原矿100.00 0.58 0.34 1.72 100.00 100.00 100.00 3.2.3 精选抑制剂用量试验 铜铅粗精矿铜品位较 低,黄铁矿和闪锌矿含量较高,需要进一步精选,以提 高铜铅精矿品位。 精选时继续添加石灰及硫酸锌分别 作为黄铁矿和闪锌矿的抑制剂,同时补加丁铵黑药。 试验流程见图 3,石灰用量试验结果见图 4,硫酸锌用 量试验结果见图 5。 由试验结果可知,精选 1 适宜的 石灰用量为 400 g/ t,硫酸锌用量为 400 g/ t,精 2、3 作 业的药剂用量依次减半。 3.2.4 精选捕收剂用量试验 铜铅精选捕收剂丁铵 黑药用量试验流程见图 3,试验结果见图 6。 由试验结 果可知,随着精选 1 作业丁铵黑药用量增大,铜精矿铜 图 3 铜铅精选抑制剂用量试验流程 图 4 铜铅精选石灰用量试验结果 图 5 铜铅精选硫酸锌用量试验结果 图 6 铜铅精选丁铵黑药用量试验结果 74第 6 期黄海威等 某复杂多金属矿浮选回收铜银的研究 品位逐渐下降,铜回收率在丁铵黑药用量为5 g/ t 时最 大,故适宜的丁铵黑药用量为 5 g/ t,精选 2、3 作业药 剂用量依次减半。 3.3 铜铅分离试验 经过铜铅精选获得的铜铅精矿中铅矿物比较简 单,铜矿物有黝铜矿和黄铜矿,因此铜铅分离适合采用 抑铅浮铜方案。 在铜铅粗精矿分离前一般都需脱药工艺,即脱去 铅矿物上的捕收剂,便于抑制剂的吸附。 脱药一般采 用活性炭颗粒,利用其多孔的构造吸附矿浆中多余的 捕收剂分子及脱去已吸附到铅矿物表面的捕收剂分 子。 试验中活性炭用量为 200 g/ t。 铅常用的抑制剂有重铬酸盐、亚硫酸类及其与其 他药剂的组合、CMC(羧甲基纤维素)⁃水玻璃等[3]。 重铬酸盐的优点是用量小,但对环境有很大的污染。 故本次试验采用 CMC+亚硫酸钠抑制铅矿物,同时加 入硫酸锌抑制锌矿物,以降低铜精矿中锌的含量,铜矿 物浮选使用 Z⁃200(乙硫胺酯)作为捕收剂。 试验流程 见图 7,试验结果见表 5。 图 7 铜铅分离试验流程 表 5 铜铅分离试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %作业回收率/ % Ag1)CuPbZnAgCuPbZn 铜精矿58.338 385.64 20.431.185.8585.5787.037.9460.00 铜尾矿18.331 225.413.8039.154.633.935.0982.5114.93 中矿 112.922 504.945.153.136.215.664.864.6514.10 中矿 210.422 656.123.984.095.994.843.024.9010.97 合计100.00 5 716.52 13.698.705.69100.00 100.00 100.00 100.00 1) 单位为 g/ t。 3.4 闭路试验 在条件试验和开路试验的基础上,考虑各中矿的 返回,适当增加精选作业次数,进行铜铅浮选闭路试 验,试验流程见图 8,试验结果见表 6。 闭路试验获得 了铜精矿含铜 17.05%、含铅 1 95%、含银 5 623.60 g/ t, 铜回收率为 77.62%、银回收率 90.25%的指标,银与铜 得到了有效的富集与回收。 图 8 铜铅浮选闭路试验流程 表 6 铜铅浮选闭路试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % CuPbAg1)CuPbAg 铜精矿2.6317.051.955 623.6077.6215.3890.25 混浮尾矿95.500.090.01 16.35 2.412.86 9.75 铜尾矿1.872.3414.5819.9781.76 原矿100.000.580.33163.82100.00100.00100.00 1) 单位为 g/ t。 4 结 论 1) 本矿石属多金属硫化矿,其中各有用金属品位 均达到综合回收品位,具有较高经济价值,但矿物组成 复杂,特别是铜铅锌矿物之间连生关系复杂,给浮选分 离带来了较大难度。 2) 本研究采用常见工艺及药剂制度,良好的实现 (下转第 52 页) 84矿 冶 工 程第 34 卷 和新型双曲波摇床的精矿回收率均在 80%左右,但品 位较低,均低于 6%;FALCON 离心选矿机的精矿品位 较高,在 8.5%以上,但回收率较低,低于 70%;新型振 动悬锥选矿机表现出较好的对细粒金红石的回收效 果,精矿品位和回 收 率 均 较 高, 分 别 为 9. 13% 和 80 96%。 因此,宜采用新型振动悬锥选矿机进行该矿 区金红石的粗选富集抛尾工艺。 表 4 各种重选抛尾方案的最佳试验结果对比 选别 设备 产品 名称 产率 / % RTiO2品位 / % RTiO2回收率 / % 精矿45.534.7380.14 螺旋溜槽尾矿54.470.9819.86 原矿100.002.69100.00 精矿38.215.5780.77 矿泥摇床尾矿61.790.8219.35 原矿100.002.63100.00 精矿37.805.7181.65 双曲波摇床尾矿62.200.7819.35 原矿100.002.64100.00 精矿23.789.1380.96 新型悬振锥面选矿机尾矿76.220.6719.04 原矿100.002.68100.00 精矿22.558.6566.15 FALCON 离心选矿机尾矿77.451.2936.85 原矿100.002.69100.00 3 结 语 1) 该矿石属区域变质⁃细粒嵌布金红石矿石。 该 矿主要由角闪石、黑云母、长石、方解石等矿物组成,含 钛矿物主要为金红石、钛铁矿、锐钛矿及含钛硅酸盐等 矿物。 2) 金 红 石 嵌 布 状 态 以 粒 间 金 红 石 为 主, 占 73 63%,包裹金红石次之,占 26.37%。 粒间金红石以 角闪石与长英矿物粒间、角闪石粒间为主,其它次之或 少量,这部分金红石相对较易单体解离。 包裹金红石 以角闪石包裹为主,其它次之或少量,其中长英矿物和 方解石包裹金红石较难与其载体矿物完全单体解离。 3) 采用螺旋溜槽、普通矿泥摇床和新型双曲波摇 床选别该细粒金红石矿,粗精矿回收率均在 80%左 右,但品位较低,均低于 6%;采用 FALCON 离心选矿 机选别时,粗精矿品位较高,在 8.5%以上,但回收率较 低,低于 70%。 采用新型振动悬锥选矿机选别该细粒 金红石矿,取得较好的效果,精矿品位和回收率均较 高,分别为 9.13%和 80.96%。 因此,该矿区细粒金红 石的粗选富集抛尾工艺适宜采用新型振动悬锥选矿机 进行。 参考文献 [1] 王雅静, 张宗华. 微细粒金红石浮选捕收剂的研究[J]. 矿业快 报,2008(1)31-33. 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