新疆某铜锌多金属矿选矿工艺研究.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 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 I N E E R I N G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 新疆某铜锌多金属矿选矿工艺研究① 胡芳，刘苗华，肖金雄，龙艳，石云良 长沙矿冶研究院有限责任公司矿冶工程技术公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要针对新疆某铜锌多金属矿中黄铜矿、铁闪锌矿等有价金属矿物的嵌布粒度微细、伴生关系复杂等特点，采用铜锌依次优先 浮选流程进行研究，试验表明采用铜一粗三精两扫．锌一粗三精一扫的流程以及合理的药剂制度可有效实现铜、锌分离。闭路试验 最终获得铜精矿品位2 5 ．6 3 ％、回收率8 5 ．8 4 ％，锌精矿品位4 3 ．2 3 ％、回收率为6 8 ．9 4 ％。由于该矿含泥量大，试验通过适当粗磨、 常规抑制剂组合使用等措施，可以在一定程度上消除矿泥的影响。 关键词黄铜矿；铁闪锌矿；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 2 0 8 0 2 1 0 0 5 新疆某铜锌多金属矿是以铜锌为主的多金属复杂 硫化矿，其主要有价金属矿物有黄铜矿、闪锌矿、黄铁 矿，该矿石中黄铜矿和闪锌矿均具不均匀细粒嵌布的 特点，与其他金属硫化物或脉石的嵌布关系均较为复 杂，其中闪锌矿氧化程度较高。脉石矿物以石英和滑 石为主，且矿石中滑石、绢云母和绿泥石等鳞片状矿物 所占比例较高，易泥化而影响浮选过程。铜锌多金属 矿的选矿关键在于选择合理的浮选工艺流程和药剂制 度以提高铜锌可浮性差异，使得铜锌硫化矿达到有效 分离‘3J 。本文通过磨矿粒度、浮选药剂用量等一系 列条件试验以及工艺流程试验，最终确定了合理的工 艺流程结构及药剂制度，有效地实现了铜、锌分离，获 得了较优分选指标。 1 矿石性质 新疆某铜锌矿矿石中主要矿物的含量见表1 ，铜 及锌的化学物相分析结果见表2 。 由表可见①矿石中可供选矿回收的目的矿物主 要是黄铜矿和闪锌矿，结合工艺矿物学研究结果可知， 矿石中黄铜矿和闪锌矿的粒度普遍较为细小，特别是 其中部分小于0 ．0 2m m 的黄铜矿、闪锌矿常与滑石、 表l 矿石中主要矿物的含量 质量分数1 ／％ 表2 矿石中铜锌化学物相分析结果 妇。士日 含量 分布率垃腼士廿 含量 分布率 铜物相 篙7 琵午 锌物掘 罢z j 雾 原生硫化铜 1 ．0 29 2 ．7 3 硫化锌 1 ．6 67 9 ．8 1 次生硫化铜0 ．0 6 5 ．4 5 硫酸锌0 ．叭0 ．4 8 自由氧化铜0 ．0 0 8 0 ．7 3 碳酸锌0 ．2 0 9 ．6 l 结合氧化铜0 ．0 1 2 1 ．0 9 锌铁尖晶石0 ．2 1 1 0 ．1 0 合计 1 ．1 01 0 0 ．0 0 合计 2 ．0 81 0 0 ．0 0 绿泥石等鳞片状硅酸盐类矿物交生，且两者嵌布关系 均较为复杂，它们不仅形态变化大，而且部分黄铜矿和 脉石、闪锌矿和黄铜矿、闪锌矿和磁黄铁矿、闪锌矿和 脉石紧密镶嵌，接触界线多为不规则的锯齿状、港湾 状。特别是闪锌矿属铁闪锌矿的范畴，平均锌品位 5 3 ．8 6 ％。加之部分闪锌矿含有黄铜矿或磁黄铁矿微 粒。可见其可浮性相对较差、铜锌允离较为困难。 ②其它金属矿物如次生铜、黄铁矿等奢量较大；次生 铜常在黄铁矿颗粒表面生成薄膜而难以分离，且容易 形成大量铜离子活化黄铁矿和闪锌矿，从而破坏选矿 过程的选择性。而黄铁矿的浮选行为对整个选矿过程 有着重要的影响。③脉石矿物以石英和滑石为主；滑 石、绢云母和绿泥石的含量较高，在磨矿、搅拌过程中 均极易生成细泥而恶化分选环境。 根据矿石中主要金属矿物的嵌布特征，采用抑锌浮 铜优先浮选的原则工艺流程较为适合。由于铜浮选时 闪锌矿和黄铁矿是影响铜指标的关键问题，需对闪锌矿 和黄铁矿抑制剂进行详细的试验研究H “J 。选择石灰、 硫化钠 硫酸锌组合抑制矿石中的黄铁矿和闪锌矿，因 此在进行优先浮选试验时，采用组合抑制剂抑制闪锌矿 和黄铁矿优先选出铜矿物，选铜尾矿选出锌矿物。 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 9 作者简介胡芳 1 9 8 5 一 ，女，湖南双峰人，工程师，硕士，主要从事选矿工艺研究工作。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 胡芳等新疆某铜锌多金属矿选矿工艺研究2 1 1 2 选矿试验研究 2 ．1 磨矿粒度条件试验 选择药剂制度为石灰2 、0 0 0g ／t ，六偏磷酸钠10 0 0 g ／t ，硫化钠 硫酸锌l0 0 0g ／t 20 0 0g ／t ，乙黄药3 0 g ／t ，2 号油3 0g ／t j 经一次粗选二次扫选获得铜粗精 矿，考察磨矿粒度对铜浮选指标的影响；浮铜尾矿进入 锌浮选流程，在石灰40 0 0g ／t ，六偏磷酸钠10 0 0g ／t ， 硫酸铜7 5 0g ／t ，丁黄药3 0g ／t ，2 号油3 0g ／t 的药剂制 度下，经一次粗选一次扫选获得锌粗精矿，考察磨矿粒 度对锌浮选指标的影响，试验结果如表3 所示。 表3 磨矿粒度条件试验结果 从表3 可知，随着磨矿粒度变细，铜精矿品位逐渐 降低，回收率有所上升，锌精矿品位逐渐降低，回收率 逐渐上升，各精矿中的互含逐渐降低。根据工艺矿物 学中铜和锌的嵌布粒度特征，欲使9 0 ％以上的黄铜矿 和闪锌矿呈单体产出，以选择一0 ．0 4 5m m 粒级占 9 0 ％左右的磨矿粒度较为适宜。为避免矿石中滑石等 脉石矿物在磨矿过程中生成细泥，故选择磨矿粒度 一0 ．0 7 4m m 粒级占8 5 ．7 ％适当粗磨。 2 ．2 铜浮选条件试验 原矿经磨矿至一0 ．0 7 4m m 粒级占8 5 ．7 ％后，进 行铜粗选药剂制度条件试验，其工艺流程见图1 其中 以石灰作为黄铁矿的抑制剂及p H 调整剂，六偏磷酸 原矿 占8 5 ．7 ％ 精矿尾矿 图1铜粗选条件试验流程 钠为分散剂和脉石抑制剂，硫化钠 硫酸锌为锌组合 抑制剂，乙黄药为捕收剂 。 2 ．2 ．1 铜粗选石灰用量试验在六偏磷酸钠10 0 0 g ／t ，硫化钠10 0 0g ／t ，硫酸锌2 0 0 0g ／t ，乙黄药3 0g ／t ， 2 号油用量3 0g ／t 的试验条件下，考察石灰用量对铜 浮选指标的影响，试验结果如图2 所示。 石灰用量／建寸1 图2 石灰用量试验结果 从图2 可知，随着石灰用量的增加，铜粗精矿回收 率逐渐增加。当石灰用量大于20 0 0g ／t 时，铜精矿回 收率有下降趋势。这是由于石灰在水中电离出c a 2 和O H 一，O H 一的存在使得黄铁矿表面形成亲水的 F e O H ，膜，c a 2 在黄铁矿表面生成了C a S O 。等难溶 物，这两者均使得黄铁矿对黄药的吸附量大为减少。 因此通过添加石灰可抑制黄铁矿从而优化浮选环境。 但同时当大量使用石灰时，会恶化矿浆的物理性质，泡 沫发粘，而且还会抑制铜矿物。因此选择石灰用量为 2 0 0 0g ／t 。 2 ．2 ．2 铜粗选六偏磷酸钠用量试验由于该矿石中 滑石等脉石矿物含量较多导致含泥量较大，选择六偏 磷酸钠为脉石抑制剂，在石灰20 0 0g ／t ，硫化钠10 0 0 g ／t ，硫酸锌20 0 0g ／t ，乙黄药3 0g ／t ，2 号油用量3 0g ／t 的试验条件下，考察六偏磷酸钠用量对铜浮选指标的 影响，试验结果见图3 。 1 0 0 9 0 8 0 享7 0 谴6 0 糨5 0 嘉4 0 3 0 2 0 1 0 0 六偏磷酸钠用量， g t 1 图3六偏磷酸钠用量试验结果 如舳加印鲫加加加埔。 寥、蜂辍b嫂 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 从图3 可知，随着六偏磷酸钠用量的增加，精矿铜 品位逐渐升高。可见通过六偏磷酸钠对矿泥的分散， 浮选时随泡沫进入粗精矿的泥含量减少，从而优化后 续精选环境。选择六偏磷酸钠用量为10 0 0g ／t 。 夏、2 ．3 铜粗选硫化钠用量试验在石灰20 0 0g ／t ，六 偏磷酸钠1 0 0 0 ∥t ，硫酸锌20 0 0g ／t ，乙黄药3 0g ／t ，2 号油用量3 0g ／t 的试验条件下，考察硫化钠对铜浮选 指标的影响，试验结果见图4 。 图4 硫化钠用量试验结果 从图4 可知，随着硫化钠用量的增加，铜精矿中的 锌含量逐渐降低。添加硫化钠与硫酸锌组合能有效抑 制锌矿物的上浮。这是由于原矿中有部分次生硫化 铜，在磨矿过程中，会产生铜离子溶解在矿浆中，添加 硫化钠能通过沉淀铜离子从而消除铜离子对锌矿物的 活化作用。当硫化钠用量为15 0 0g ／t 时，对铜矿物有 抑制作用，说明过量的硫化钠对黄铜矿会起到抑制作 用。故选择硫化钠用量10 0 0g ／t 进行试验。 2 ．2 ．4 铜粗选捕收剂种类和用量试验在石灰20 0 0 g ／t ，六偏磷酸钠10 0 0g ／t ，硫化钠10 0 0g ／t ，硫酸锌 20 0 0g ／t ，2 号油用量3 0g ／t 的试验条件下，考察捕收 剂种类及用量对铜浮选指标的影响，试验结果见表4 。 表4 铜粗选捕收剂种类试验结果 捕收剂种类及用量 产品产率 曼垡[ 丝旦堕墼丝 ／ g - t ’1 名称 ／％ C uZ nC uZ n 从表4 可知乙硫氮与丁黄药对锌的捕收能力较 强，不利于降低铜精矿中锌的品位，选择乙黄药作为铜 粗选的捕收剂，其用量选择为3 0g ／t 。 2 ．2 ．5 铜精选次数试验将铜粗精矿进行精选次数 试验，试验工艺流程见图5 ，试验结果见表5 。 原矿 药剂单位g 趣 磨；g “ q 三- 0 ．0 7 4 m m8 5 ．7 ％ } 石灰2 0 0 0 } 六偏磷酸钠1 0 0 0 } 硫化钠1 0 0 0 } 硫酸锌2 0 0 0 } 乙黄药3 0 } 2 号油3 0 铜l 粗选 石灰} 5 0 0 5 ““ I 硫酸锌} 5 0 0 铜l 精选l● ．广苏而] 尾矿 硫酸锌} 2 5 0 铜I 精选2I 广1 五而一 ◆ 铜l 精选3J 铜中矿1 尸亏司1 } lI锕中矿2 铜精矿铜中矿3 图5 铜精选次数试验流程 表5 铜精选次数条件试验结果 产品 名称 产率／％ 品位／％累积回收率／％ C uZ n 个别累计个别累计个别累计 C uZ n 试验结果表明，为了尽可能降低铜精矿中锌含量 和提高铜精矿的品位，应该保证铜精选作业在2 3 次 以上。 2 ．3 锌浮选条件试验 以浮铜尾矿 一粗二扫 为给矿，进行锌的粗选条 件试验，其流程见图6 其中以石灰作为黄铁矿的抑制 剂及p H 调整剂，六偏磷酸钠为分散剂和脉石抑制剂， 硫酸铜为活化剂，丁黄药为捕收剂 。 给矿 、 调整剂 ， 捕收剂 起泡剂 锌粗选 精矿尾矿 图6 锌粗选试验流程 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 胡芳等新疆某铜锌多金属矿选矿工艺研究 2 ．3 ．1 锌粗选石灰用量试验在六偏磷酸钠10 0 0 g ／t ，硫酸铜7 5 0g ／t ，丁黄药3 0g ／t ，2 号油用量3 0g ／t 的试验条件下，考察石灰用量对锌浮选指标的影响，试 验结果见图7 。 寥 蜷 瓣 b 蝈 石灰用t ／ g - t 。1 图7 锌粗选石灰用量试验结果 由图7 可知，随着石灰用量的增加，精矿中锌品位 逐渐升高。选择石灰用量30 0 0g ／t 进行试验。 2 ．3 ．2 锌粗选硫酸铜用量试验在石灰30 0 0g ／t ，六 偏磷酸钠10 0 0g ／t ，丁黄药3 0g ／t ，2 号油3 0g ／t 的试 验条件下，考察硫酸铜用量对锌浮选指标的影响，试验 结果见图8 。 碱酸铜用量“g f 1 图8 锌粗选硫酸铜用量试验结果 由图8 可知，随着硫酸铜用量的增加，精矿产率逐 渐升高，锌品位先升高后降低，选择硫酸铜用量7 5 0g ／t 。 2 ．3 ．3 锌粗选丁黄药用量试验锌粗选捕收剂一般 采用丁黄药，试验考察了丁黄药用量对锌粗选效果的 影响。试验固定条件为石灰30 0 0g ／t p H 1 1 左 右 ，硫酸铜7 5 0g ／t ，六偏磷酸钠10 0 0g ／t ，2 号油3 0 g ／t 。试验结果见图9 。 从图9 可知，丁黄药用量增加，锌的回收率逐渐增 加，精矿产率升高，品位降低。当用量达3 0g ／t 之后， 回收率增加不明显。选择丁黄药用量为3 0g ／t 。 丁黄药用t t ／ g ．t , 图9 锌粗选丁黄药用量试验结果 2 ．3 ．4 锌粗精矿精选次数试验对锌粗精矿进行了 精选次数试验。试验流程与药剂制度见图1 0 ，结果见 表6 。 给矿 药剂单位g ／t 六偏磷酸镱 梅陡l 石灰} 7 5 0 六偏磷磊蓊萨 } 石灰 3 0 0 0 } 六伯礴酸钠1 0 0 0 碱蠢饲 7 5 0 } 丁黄药 3 0 ．．} ．2 号油 3 0 笪l 担蕉 ] 1尾矿 ⋯．．互盔f 1 0 0 2 m ．“ l 锌年矿2 六偏磷酸钠} 1 0 0l ”⋯ 锌 气崭矿3 锌中矿4 图1 0 锌精选试验流程 表6 锌精选条件试验结果 表6 试验结果表明通过精选次数增加，精矿品位 逐渐增加。锌精矿品位难以提高的主要原因是①锌 矿物以理论品位较低的铁闪锌矿为主；②锌矿物的嵌 布关系复杂。选择三次精选作业。 2 ．4 闭路试验 在上述条件试验基础上，选择较佳药剂制度进行 万方数据 2 1 4 矿冶工程 第3 2 卷 优先浮选闭路流程试验。闭路流程中铜的选别为一次 粗选、两次扫选、三次精选；选锌流程为一次粗选、一次 扫选、三次精选。闭路试验结果见表7 。 表7 闭路试验结果 从表7 可知，采用该浮选工艺流程进行闭路试验 可获得铜精矿铜品位为2 5 ．6 3 ％、回收率为8 5 ．8 4 ％， 锌精矿品位4 3 ．2 3 ％、回收率为6 8 ．9 4 ％。铜精矿中含 锌2 ．6 7 ％，锌精矿中含铜1 ．0 4 ％，远低于相应品级精 矿质量要求中锌及铜含量。 2 ．5 扩大连续试验 根据小型试验结果采用1 2L 浮选槽进行了7 4h 的连续稳定试验，连续试验结果见表8 。 表8 连续试验结果 从表8 可知，扩大连续试验结果与小型闭路试验 结果接近。其中在试验过程中将石灰和硫化钠与原矿 混匀后直接加入球磨机，试验结果表明，将药剂直接加 入磨机可以增加石灰对黄铁矿的抑制效果，硫化钠能 更好的消除铜离子对锌矿物的活化作用。 3 结语 1 该矿属含锌的原生硫化铜矿石，矿石中可供选 矿回收的目的矿物主要是黄铜矿和闪锌矿。其中黄铜 矿和闪锌矿的嵌布关系均较为复杂，且矿石中滑石、绢 云母和绿泥石的含量较高，在磨矿、搅拌过程中均极易 生成细泥恶化分选环境，导致了磨矿工艺和浮选分离 工艺的复杂化。 2 通过适当粗磨、添加常规抑制剂 六偏磷酸钠 等可在一定程度上消除矿泥的影响。同时采用硫化钠 硫酸锌组合能在铜浮选过程中较好地抑制锌矿物。 3 通过选择合理的浮选工艺流程和药剂制度，提 高不同硫化矿可浮性差异，使得铜锌硫化矿得以有效 分离的关键，本试验采用铜锌依次优先浮选流程，即铜 系统经过一粗三精二扫获得铜精矿，浮铜尾矿进锌系 统，经过一粗三精一扫获得锌精矿。在磨矿粒度为 一0 ．0 7 4l T l m 粒级占8 5 ．7 ％的条件下，闭路试验可获 得铜精矿铜品位为2 5 ．6 3 ％、回收率为8 5 ．8 4 ％，锌精 矿品位4 3 ．2 3 ％、回收率为6 8 ．9 4 ％。扩大连续试验结 果与闭路试验结果较为接近。 参考文献 [ 1 ]陈家模．多金属硫化矿浮选分离[ M ] ．贵阳贵州科技出社， 2 0 0 】． [ 2 ]朱艳芬，王春，赵艳伟，等．某铜锌硫多金属矿石选矿试验研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 5 1 5 1 7 ． [ 3 ]于雪，马广清．矽卡岩型复杂铜锌硫化矿石分离的浮选研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 6 1 0 1 3 、 [ 4 ] 钱鑫．铜的选矿[ M ．北京冶金工业出墩程，1 9 8 2 ． [ 5 ]李锋．铜锌混合矿选冶新工艺研究[ J ] ，矿冶，2 0 0 3 6 5 8 6 0 ． [ 6 ]徐彪，王鹏程，谢建宏．新疆某低品位铜铅锌多金属硫化矿选 矿试验研究[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 1 1 5 5 4 5 7 ． 万方数据