西北某复杂铜铅锌银多金属矿选矿工艺研究.pdf

第3 l 卷第3 期 2 0 1 1 年0 6 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G 胍E R I N G V 0 1 ．3 l №3 J u n e2 0 1 1 西北某复杂铜铅锌银多金属矿选矿工艺研究① 张雨田1 ”，宋翔宇1 一，李荣改1 ”，周新民1 ”，徐靖1 ’2 1 ．河南省岩石矿物测试中心，河南郑州4 5 0 0 1 2 ；2 ．河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，河南郑州4 5 0 0 1 2 摘要针对西北某铜铅锌银多金属硫化矿共生关系密切，且铜铅锌矿物嵌布粒度极细的特点，使用选择性较强的铜捕收剂 Y K I 一1 1 和方铅矿抑制剂Y K 3 一0 9 等浮选药剂，采用优先浮选工艺流程，成功实现了铜铅锌的分选，获得铜精矿含铜1 7 ．1 2 ％、含银 4 7 5 3s ／t 、铜回收率6 1 ．1 6 ％、银总回收率8 3 ．9 9 ％，铅锌混合精矿含铅2 5 ．1 9 ％、含锌2 8 ．5 ％、铅回收率4 3 ．1 1 ％、锌f H l 收率3 3 ．1 ％， 铅精矿含铅4 8 ．11 ％、铅回收率2 7 ％，锌精矿含锌4 3 ．2 6 ％、锌回收率4 3 ．2 7 ％的指标。为类似复杂铜铅锌多金属矿的开发与利用提 供了新的思路。 关键词浮选；多金属硫化矿；铅锌矿；优先浮选 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A文章编号0 2 5 3 ～6 0 9 9 2 0 1 1 0 3 0 0 6 6 0 4 M i n e r a lP r o c e s s i n gT e c h n o l o g yo fS o m e C o p p e r - l e a d - z i n c - s i l v e rO r e i nN o r t h w e s tC h i n a Z H A N G Y u t i a n l ，2 ，S O N GX i a n g y u l ’2 ，L IR o n g g a i ‘’2 ，Z H O UX i n m i n l 2 ，X UJ i n 9 1 2 1 ．T h e 舶以a n dM i n e r a lT e s t i n gC e n t e ro fH e n a nP r o v i n c e ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 1 2 ，H e n a n ，．C h i n a ；2 ．t t e n a nK e y L a b o r a t o r yo fG e o l o g i c a lP r o c e s s e so fM e t a lM i n e r a lR e s o u r c e sa n dU t i l i z a t i o n ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 12 ，H e n a n ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so faC u P b - Z n ．A gp o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r ef r o mN o r t h w e s tC h i n a 。s u c ha st h e c l o s ep a r a g e n e t i cr e l a t i o n s h i po fm i n e r a l sa n dt h ef i n ed i s s e m i n a t i o no fc o p p e r ，l e a da n dz i n cm i n e r a l s ，r e a g e n t sw i t h b e t t e rs e l e c t i v i t y ，s u c ha sc o p p e rc o l l e c t o r ，Y K l 11 ，a n dg a l e n ad e p r e s s a n t ，Y K 3 0 9 ，w e r ec h o s e n ，aC u P b - Z ns e - l e c t i v ef l o t a t i o nf l o w s h e e tw a sa d o p t e da n dt h eC u ／P b ／Z ns e p a r a t i o nw a se f f e c t i v e l ya c t u a l i z e d ．Ac o p p e rc o n c e n t r a t e w i t hac o p p e rg r a d eo f17 ．12 ％a n das i l v e rc o n t e n to f47 5 3g ／tc a nb eo b t a i n e d ，w h i l et h er e c o v e r yo fc o p p e ra n ds i l v e r r e a c h e d6 1 ．1 6 ％a n d8 3 ．9 9 ％，r e s p e c t i v e l y ．M e a n w h i l e ，al e a d z i n cb u l kc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g2 5 ．1 9 ％o fl e a da n d 2 8 ．5 ％o fz i n cc a nb ep r e p a r e dw i t hr e c o v e r yo fl e a da n dz i n cr e a c h i n g4 3 ．11 ％a n d3 3 ．1 ％，r e s p e c t i v e l y ．T h e n ，a l e a dc o n c e n t r a t ew i t hal e a dg r a d ea n dr e c o v e r yo f4 8 ．1l ％a n d2 7 ％，r e s p e c t i v e l y ，a n daz i n cc o n c e n t r a t ew i t haz i n c g r a d ea n dr e c o v e r yo f4 3 ．2 6 ％a n d4 3 ．2 7 ％，r e s p e c t i v e l y ，c a l lb er e c l a i m e d ．T h i ss t u d yp r o v i d e san e wa p p r o a c hf o r t h ee x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no fC u P b Z no r er e s o u r c e s ． K e yw o r d s f l o t a t i o n ；p o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r e ；l e a d z i n cm i n e ；s e l e c t i v ef l o t a t i o n 铜铅锌复杂多金属矿的分选一直是选矿工作者面 临的技术难题。这类性质的铜铅锌多金属矿一般都具 有矿石共生关系密切、嵌布粒度细和相互包裹程度大 等特征。这些因素造成了铜铅锌矿物的单体解离不充 分，也为铜铅锌矿石的分选带来了重大困难也] 。次 生铜离子的存在也是造成铜铅锌多金属矿分选困难的 一个重要影响因素。次生硫化矿物所产生的铜离子能 极大的活化铅锌矿石，导致铜铅锌矿物的可浮性相近， 造成分选困难1 。 西北某铜铅锌银多金属硫化矿自建厂以来，受选 矿技术的制约一直没有分离出铜精矿和铅精矿，只生 产出铅锌混合精粉，造成资源浪费严重。本试验通过 使用对铜选择性较好的捕收剂Y K I 一1 1 和高效方铅 矿抑制剂Y K 3 0 9 等浮选药剂，采用优先选铜、之后 再选铅锌、最后选锌的浮选工艺流程，成功实现了铜铅 锌的分选，为类似复杂铜铅锌多金属矿的开发与利用 提供了新的思路。 1 矿石性质 原矿多元素分析结果见表l 。 该矿石属复杂的银多金属矿石，矿石中的矿物种 类繁多，金属矿物以闪锌矿、方铅矿、黝铜矿 矿石中 绝大部分银的载体为黝铜矿 为主，其次为黄铁矿、黄 铜矿、褐铁矿，还有微量的辉铜矿、蓝铜矿、斑铜矿、铜 ①收稿日期2 0 1 0 1 2 1 9 作者简介张雨田 1 9 8 4 一 ，男，陕西汉中人，助理工程师，主要从事选矿工艺研究工作。 万方数据 第3 期 张雨田等西北某复杂铜铅锌银多金属矿选矿工艺研究 6 7 表l 原矿多元素分析结果 质量分数 ／％ C u P bZ n A S ” A u l T F e M g OA 1 2 0 3 Q 堑 箜 翌 堑塑 Q 塑兰 Q 箜 j 翌 S i 0 2K 2 0 C a OSS bA s T i 0 2 5 9 ．6 84 ．7 40 ．3 05 ．1 8 0 ．4 20 ．1 30 ．0 8 1 单位为g ／t 。 蓝。脉石矿物以石英、白云母、绢云母为主，其次为白 云石。 矿石中次生铜矿物达五种之多，为黝铜矿、砷黝铜 矿、班铜矿、铜蓝、辉铜矿，次生铜矿物所含铜占总铜的 7 5 ％，属于高次生铜矿石HJ 。矿石中还含有少量孔雀 石，次生铜矿物与氧化铜矿物所产生的铜离子能活化铅 锌矿石，导致铜铅锌矿石可浮性相近，造成分选困难。 2 选矿工艺研究 2 ．1 方案选择 工艺矿物学研究表明，该矿石中铜铅锌矿物共生 关系十分密切，嵌布粒度很细，且不均匀，互相嵌镶包 裹，形成各种结构构造，因此在磨矿中难于达到较高的 单体解离度。再加上次生铜离子的影响，导致铜铅锌 分选困难。 在部分混合浮选工艺流程和全混浮选工艺流程 下，铜、铅、锌的再分离不但需要先脱药，增加作业工 段，而且分选指标很差，药剂使用成本也相当高。针对 该矿石嵌布粒度细、不均匀、互相嵌镶包裹等特点，本 次试验研究考虑采用优先浮选工艺，先应用选择性铜 矿物捕收剂，分选出铜精矿，然后选铅锌混合矿，并抑 锌浮铅，得到铅精矿和部分铅锌混合粉，最后活化选 锌，选出锌精矿。 由于黝铜矿是最主要的铜矿物，而黝铜矿中富含 银、锑和砷，因此，可以预见铜精矿中含锑和砷会很高， 但随着冶金技术的发展，这种富含锑和砷的铜精矿采 用湿法冶金工艺可以得到有效回收。 2 ．2 浮选流程试验 2 ．2 ．I 磨矿粒度条件试验磨矿粒度条件试验工艺 流程如图1 所示，磨矿浓度为5 0 ％，试验所用磨机为 X M B 一6 7 型2 0 0 2 4 0 湿式棒磨机，浮选机为X F D 型 单槽浮选机。试验结果见图2 。从图2 可知，随着磨 矿粒度变细，铜精矿中铜品位逐渐提高，铜的回收率变 化幅度不大，铜精矿中铅锌品位和回收率逐渐降低，当 磨矿粒度在一7 4 岬粒级占8 5 ％时，铜精矿中铜品位 较高，且其中铅锌的含量亦较低。进一步磨细，铜精矿 铜铅锌品位和回收率变化幅度很小，适宜的磨矿粒度 为一7 4t x m 粒级占8 5 ％。 图1 磨矿粒度条件试验流程 - 0 ．0 7 4I n n l 粒级含量／％ 图2 磨矿粒度条件试验结果 l 铜品位；2 铜回收率；3 铅品位； 4 铅回收率；5 锌品位；6 锌回收率 掌 ＼ 静 擎 国 2 ．2 ．2 铜捕收剂筛选试验优先选铜的关键点之_ 二 是铜的捕收剂选择问题，合适的捕收剂能减少铜精矿 中铅锌的含量并能降低铅锌抑制剂的用量，在相同条 件下从乙硫氮、乙黄药、Z 一2 0 0 和Y K l 1 1 中筛选铜 的捕收剂，捕收剂用量均为2 0g ／t ，试验流程如图3 所 示，试验结果见表2 。试验结果表明Y K l 1 1 的选择 性明显优于其它药剂，它能显著降低铜精矿中的铅 原矿药剂单位吵 铜精矿尾矿 图3 铜捕收剂筛选试验流程 万方数据 矿冶工程第3 l 卷 表2 铜捕收剂筛选试验结果 捕收剂产品 产率 种类名称 ／％ C u 品位／％回收率／％ P bZ nC uP bZ n 乙硫氮铜粗精矿2 0 ．1 33 ．5 6 乙黄药铜粗精矿1 9 ．5 43 ．7 7 Z - 2 0 0 铜粗精矿1 7 ．8 13 ．8 9 Y K I 一1 1 铜粗精矿1 3 ．5 74 ．9 3 1 5 ．7 l1 2 ．0 58 4 ．3 2 8 9 ．3 5 4 5 ．0 7 1 6 ．0 21 2 ．2 28 3 ．7 38 6 ．4 74 4 ．1 5 1 5 ．2 71 1 ．7 6 8 0 ．4 77 4 ．5 13 8 ．4 2 1 1 ．9 89 ．7 07 6 ．0 5 4 5 ．1 5 2 3 ．9 4 锌含量，但是铜粗精矿中的铅回收率仍然高达 4 5 ．1 5 ％，很显然如此高的铅含量会严重影响铜精矿的 质量，同时也造成铅资源的大量浪费。需要进一步研 究如何降低铜粗精矿中铅的含量。 2 ．2 ．3 抑制剂Y K 3 0 9 对铜粗选的影响从上述试 验研究结果来看，方铅矿可泽陛非常好，这对优先选铜 的浮选工艺流程很不利。为了能够降低铜精矿中铅的 含量，需要添加方铅矿的抑制剂。重铬酸钾是方铅矿 的有效抑制剂，但是它不适于这种优先浮选工艺流程， 因为重铬酸钾对方铅矿的抑制性很强，目前，被重铬酸 钾抑制后的方铅矿还没有非常有效的活化剂，这样会 导致优先选铜后方铅矿无法上浮。通过大量的试验研 究发现，新型复合抑制剂Y K 3 0 9 能有效降低铜精矿 中铅的含量，而且对后续铅的活化浮选基本没有不良 影响。抑制剂Y K 3 0 9 试验流程如图4 所示，试验结 果见表3 。从试验结果可以看出，铜粗选中加入抑制 剂Y K 3 0 9 后，能显著降低铜粗精矿中的铅含量，而 且该药剂对铜的回收率影响很小。 原矿药剂单位舭 5 1 0 铜精矿尾矿 图4 抑制剂Y K 3 0 9 对铜粗选影响试验流程 表3 抑制剂Y K 3 0 9 对铜粗选影响试验结果 Y K 3 0 9 用量产品产率 品位／％回收率／％ ／ g t “ 名称 ／％ C uP bZ nC uP bZ n 10 0 0 铜粗精矿7 ．3 28 ．7 51 4 ．9 11 5 ．5 07 4 ．5 13 0 ．1 7 2 0 ．9 5 0铜粗精矿1 3 ．5 74 ．9 31 1 ．9 89 ．7 07 6 ．0 5 4 5 ，1 52 3 ．舛 2 ．2 ．4 铅锌混合精矿中分选铅精矿的试验研究由 于该矿石组成复杂，有大量的方铅矿被闪锌矿包裹，而 且很大一部分方铅矿的嵌布粒度极细，这样在磨矿中 就有大量方铅矿和闪锌矿连生或包裹在一起，难于达 到单体解离，因此，产出一部分铅锌混合精矿是不可避 免的。但是铅锌混合精矿的经济价值较低，如果能从 铅锌混合精矿中将已经单体解离的较粗粒级的铅精矿 分离出来，那么该矿石的经济效益又能有所提升。将混 合精矿在显微镜下观察，可以看到铅锌混合精矿中的方 铅矿有一部分已经完全单体解离，所以从铅锌混合精矿 中分离出一部分铅精矿在理论上是可行的。铅锌混合 精矿铅锌分离试验流程如图5 所示，试验结果见表4 。 从试验结果可以看出，从铅锌混合精矿中分选铅精矿效 果很好，而且铅精矿中的铅的回收率为4 2 ．5 5 ％。 掣I 重铬酸书 硫酸铜 乙硫氮 2 ’油 铅锌分离 矿 5 ∞ 5 0 6 l O 图5铅锌混合精矿中分选出铅精矿试验流程 表4 铅锌混合精矿中分选出铅精矿试验结果 2 ．2 ．5 全流程浮选闭路试验在各药剂用量条件优 化试验的基础上，进行了闭路试验研究，试验结果见表 5 ，试验流程见图6 。从闭路试验结果可以看出，闭路 所得铜精矿品位为1 7 ．1 2 ％，回收率达到6 1 ．1 6 ％。所 得单独铅精矿和锌精矿都达到了国家收购标准。原矿 中银经分选后，绝大部分富集在铜精矿中，另外还有一 部分银富集在铅锌混合精矿中，银总回收率达到 8 3 ．9 9 ％。 表5 全流程闭路试验结果 产品产率 品位／％ 同收举／％ 名称 ／％ C uP bZ n A 9 1 C uP bZ n A g 铜精矿3 ．0 71 7 ．1 21 6 ．3 91 8 ．5 44 7 5 3 ．66 1 ．1 61 3 ．8 8 1 0 ．6 56 4 ．5 4 铅精矿2 ．0 41 ．5 34 8 ．1 18 ．3 95 8 9 ．13 ．6 02 7 ．0 03 ．2 05 ．3 1 锌精矿5 ．3 50 ．8 42 ．8 64 3 ．2 6 1 0 8 ．4 5 ．2 34 ．2 14 3 ．2 72 ．5 6 馨藉雾6 ．2 1 2 ．8 32 5 ．1 92 8 ．57 0 8 ．22 0 ．4 74 3 ．1 13 3 ．1 01 9 ．4 5 尾矿 8 3 ．3 30 ．0 9 80 ．5 10 ．6 2 82 2 ．19 ．5 41 1 ．舳9 ．7 8 8 ．1 4 原矿 1 0 00 ．8 63 ．6 35 ．3 52 2 6 ．2 51 0 01 0 01 0 0 1 0 0 1 单位为g ／t 。 万方数据 第3 期 张雨田等西北某复杂铜铅锌银多金属矿选矿工艺研究 堡里上药剂单位鲈 IC a O 1 5 0 0 lZ n S 0 ．3 0 0 0 米N a ．S O 。1 5 0 0 IN a ，S i O ，1 0 0 0 IY K 3 0 99 0 0 O 磨矿一7 4p m 占艏％ 3m i n I 棠Y K I I I1 6 2 r a i n 米2 9 油 2 0 4 1 0 s m m 辜黼，嚣f 一 ‘ I 精I 选【l 广，而订，_ J m ．n } z N 。a 弧S 0 3s 5 0 ∞0II - ，卜．J 3r a i n 木乙硫氮8 _ 叫 2m i n 木2 。油1 5 5 响蔗I ／ 精I 选 混l 合粗选 。晌i 黜辱弱搿5 4 船I 尚高为 司I5 晌丽R 习删同鼬 l l5 商“『l 氯化钙枷＼／J 黜{ 豫雾笔 _ J I精I 选1 1Y2 m i n 冰2 4 油5 铜{ 茸矿 1 0r a i n 冰重馅酸钾5 ∞卜一 6m i n } 堕璧塑 5 0 锌I 粗选 圭莒譬氮s 6f 2 2 兰i 亏盖魂硫酸铜2 0 墼5 蚓s “话| | | 帮 I 3m i n Il精I 选I扫l 选 艄艏黼删擀1 5 豁铂1 锌精矿 固6 闭路试验工艺流程 3 结语 1 西北某铜铅锌银多金属硫化矿中铜铅锌矿物 共生关系十分密切，嵌布粒度很细，且不均匀，互相嵌 镶包裹，形成各种结构构造，因此在磨矿中难于达到单 体解离。再加上次生铜离子的影响，导致铜铅锌分选 困难。 2 经过多种工艺流程试验研究后，最后选择优先 选铜，再选铅与可浮性好的锌，最后选可浮性差的锌的 浮选工艺流程。该浮选工艺流程特点为①优先选铜 是该工艺流程的关键所在。必须使用对铜选择性强而 对铅锌选择性弱的捕收剂；需要使用合适的药剂消除 或减弱次生铜离子对铅锌矿石的活化作用。②优先 选铜后，在选铅和可浮性好的锌时，应尽量减少铅锌混 合粗精矿中的含锌量。③该工艺流程所得精矿产品 为铜精矿、铅精矿、锌精矿和铅锌混合精矿四种产品， 相比其它工艺流程选矿成本更低且精矿效益更好。 3 原矿中铜主要以黝铜矿形式存在，导致铜精矿 中富含锑和砷，随着冶金技术的发展，能够用湿法冶金 将这种富含锑和砷的铜精矿有效回收。 4 通过工艺流程的创新，结合使用新型黝铜矿的 捕收剂Y K l 一1 1 和方铅矿抑制剂Y K 3 0 9 ，很好的实 现了铜铅锌的分选，而且银也得到了充分的综合回收 利用，这样能为选厂带来更大的经济效益，同时也为类 似复杂铜铅锌多金属矿的开发与利用提供了新的 思路。 参考文献 [ 1 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 0 ． [ 2 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 8 7 ． [ 3 ] 贾仰武．云南某铜铅锌硫化矿铜铅分离浮选试验研究[ J ] ．矿冶 工程，2 0 0 9 4 4 7 - 4 9 ． [ 4 ]王纯梅，周州．高次生铜难选铜锌矿石分选新工艺研究与实践 [ J ] 。矿冶。1 9 9 6 1 3 4 3 9 ． 掣 万方数据