某銅鉛鋅硫化礦電位調(diào)控優(yōu)先浮選研究

程琍琍,羅仙平,孫體昌,張 俊

(1.北京科技大學(xué),北京100083;2.江西理工大學(xué),江西贛州341000;3.四川天工威達(dá)科貿(mào)有限公司,四川成都610036)

新疆某銅鉛鋅多金屬硫化礦的主要礦物為黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦。目前,因?yàn)榈V物性質(zhì)復(fù)雜,銅-鉛分離效果較差,原有的選礦流程為“銅鉛混浮-銅鉛分離-銅鉛混浮尾礦直接浮鋅”難以得到合格的銅精礦與鉛精礦,進(jìn)而影響到選礦的經(jīng)濟(jì)效益。為此,通過(guò)對(duì)銅鉛鋅礦石進(jìn)行系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)和選礦新工藝研究,以達(dá)到優(yōu)化銅鉛鋅浮選工藝流程的目的,提高銅鉛鋅浮選分離的指標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效開(kāi)發(fā)利用。

1 工藝礦物學(xué)研究

試樣的化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

試樣中礦物的相對(duì)含量見(jiàn)表2?？梢?jiàn):閃鋅礦、黃銅礦與方鉛礦占礦物總量約4.65%。其中,黃銅礦含量還高于方鉛礦含量,其他金屬礦物如砷黝銅礦、磁鐵礦等含量較少,其余的為脈石礦物,主要為綠泥石、絹云母、石英等。

表1 礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果/%

表2 礦樣礦物含量/%

礦石的構(gòu)造以塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造與斑雜狀構(gòu)造為主,結(jié)構(gòu)以自然晶結(jié)構(gòu)、它形晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代穿孔結(jié)構(gòu)、交代顯微文像結(jié)構(gòu)、交代港灣狀結(jié)構(gòu)與固溶體分離結(jié)構(gòu)為主。

礦石中的黃銅礦呈不規(guī)則帶狀、團(tuán)塊狀、浸染狀、星散狀等分布,與閃鋅礦呈不規(guī)則狀毗鄰鑲嵌,極少數(shù)呈細(xì)小不規(guī)則狀包裹于閃鋅礦中;有的呈不規(guī)則帶狀包含圓粒的閃鋅礦;有的呈微粒 (0.008～0.05mm)交代磁鐵礦被磁鐵礦包裹。黃銅礦與方鉛礦連生,共同交代閃鋅礦、黃鐵礦,或沿黃鐵礦粒間充填;黃銅礦呈不規(guī)則狀、脈狀穿切膠結(jié)石英角礫;黃銅礦以浸染狀、星點(diǎn)狀分布于脈石中。

方鉛礦呈不規(guī)則狀、短束脈狀、星點(diǎn)狀分布,被閃鋅礦包裹;有的與黃銅礦連生交代閃鋅礦和黃鐵礦;有的呈不規(guī)則條帶狀,包含圓形的閃鋅礦,與閃鋅礦呈規(guī)則或不規(guī)則狀連生;有的方鉛礦交代黃鐵礦、閃鋅礦呈港灣狀;有的方鉛礦微粒不規(guī)則狀在脈石中分布;微少量的方鉛礦被黃銅礦包裹。

閃鋅礦呈團(tuán)塊狀、浸染狀、網(wǎng)脈狀、星點(diǎn)狀分布;有的被方鉛礦脈穿切交叉;有的閃鋅礦包裹不規(guī)則狀黃銅礦、方鉛礦;有的包裹磁鐵礦、黃鐵礦;有的呈微脈交代黃鐵礦。

黃鐵礦呈自形粒狀,局部聚集,有的被黃銅礦、方鉛礦包裹交代。

在顯微鏡下,對(duì)破碎到-2mm的礦樣測(cè)定主要金屬礦物的單體解離度,結(jié)果表明:黃銅礦的單體解離度較好,全樣達(dá)80.68%。但-0.045mm粒級(jí)仍未達(dá)到全部解離,這與黃銅礦嵌布特征和嵌布粒度有關(guān)。閃鋅礦的單體解離度也較好,全樣有77.25%,但細(xì)粒級(jí)也未達(dá)到全部解離。方鉛礦全樣的單體解離較低,為65.12%,粗粒級(jí)解離率只有50%,說(shuō)明方鉛礦的嵌布特征較復(fù)雜,嵌布粒度較細(xì),這對(duì)方鉛礦的回收不利。

2 試驗(yàn)方案

目前,因礦物性質(zhì)復(fù)雜,銅-鉛分離難度較大,選廠原有的選礦流程為“銅鉛混浮-銅鉛分離-銅鉛混浮尾礦直接浮鋅”,采用對(duì)環(huán)境不友好的K2CrO7抑制鉛礦物[1],同時(shí)銅-鉛分離效果也較差,所獲得的銅精礦鉛、鋅含量高,也影響了鉛、鋅的回收率。

從多金屬硫化礦浮選分離的實(shí)踐看,流程越簡(jiǎn)單越容易控制。從目前選礦的技術(shù)動(dòng)向看,電位調(diào)控浮選將是最具有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。其中,電位調(diào)控浮選在提高浮選選擇性和降低藥耗方面,有其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[4-8]。因此,本文嘗試研究將電位調(diào)控浮選技術(shù)與優(yōu)先浮選流程相結(jié)合,形成多金屬硫化礦電位調(diào)控優(yōu)先浮選的新工藝。

3 試驗(yàn)設(shè)備與藥劑

磨礦采用XMB2000.05×240型三輥四筒磨礦機(jī)與XMQ240×90型錐形球磨機(jī),浮選采用XFD系列單槽和XFG系列掛槽浮選機(jī)。試驗(yàn)藥劑除捕收劑、起泡劑為工業(yè)級(jí)外,其他為分析純。試驗(yàn)用水為實(shí)驗(yàn)室清水。單元試樣重1000 g。

礦漿p H值和礦漿電位用哈納p H211A型酸度離子計(jì)測(cè)定,所配電極為 H I1131B玻璃復(fù)合電極。

4 試驗(yàn)結(jié)果與討論

4.1 銅粗選條件實(shí)驗(yàn)

4.1.1 捕收劑LP-01用量試驗(yàn)

根據(jù)以往試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),選取LP-01為選銅捕收劑[9-10]。本試驗(yàn)主要考察LP-01用量對(duì)選別指標(biāo)的影響。按圖1流程、磨礦細(xì)度及 ZnSO4+YN用量進(jìn)行了粗選LP - 01用量試驗(yàn)。為充分發(fā)揮LP -01的效果 ,起泡劑改用與LP - 01配套的 LQ -01,并固定其用量為7 g/t。由于在前面的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),不添加電位調(diào)整劑 (例如:石灰,Na2CO3等)效果可能更好,所以在LP - 01用量試驗(yàn)中取消了電位調(diào)整劑。試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖1 LP-01用量試驗(yàn)流程圖

圖2 銅粗選捕收劑用量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

由圖2可見(jiàn),隨著LP-01的用量增加,銅精礦中銅品位下降。但是,銅精礦中銅的回收率變化不是很大。綜合考慮,選取LP-01用量14 g/t已足夠。4.1.2 調(diào)整劑條件試驗(yàn)

固定LP - 01用量為14 g/t、LQ - 01用量為7 g/t,在-74μm占83%磨礦細(xì)度下,按圖 1流程對(duì)ZnSO4+YN進(jìn)行了條件試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可見(jiàn),ZnSO4+YN的用量對(duì)銅浮選影響較大。在 ZnSO4+YN用量為500+500 g/t與ZnSO4+YN用量為750+750 g/t時(shí),銅精礦中鋅的含量相差不大,而鉛的含量依然有所下降。因此,后續(xù)試驗(yàn)考慮選取ZnSO4用量為500 g/t,繼續(xù)增大 YN,考察 YN用量對(duì)銅粗選的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,增加YN的用量能有效抑制鉛,提高銅精礦中銅的品位。當(dāng) YN∶ZnSO4為4∶1時(shí),即YN 2000 g/t、ZnSO4500 g/t,銅精礦中銅的品位大大提高。綜合比較,確定 YN+ZnSO4用量為2000+500 g/t,此時(shí)礦漿電位為-30～-40 m V,p H值為8.5～9.5。

圖3 銅粗選抑制劑用量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

4.2 鉛粗選條件試驗(yàn)

4.2.1 浮鉛捕收劑的選擇

(ZnSO4+YN)作鋅礦物的抑制劑[8,10],采用石灰作礦漿電位調(diào)整劑,在礦漿p H為11.10～11.26,礦漿電位-220～-230 m V的條件下,考察不同捕收劑方案對(duì)鉛粗選的影響,試驗(yàn)流程見(jiàn)圖4,結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn),用單種捕收劑的時(shí)候,對(duì)鉛的捕收效果不是很好。當(dāng)用SN-9#+苯胺黑藥混合捕收劑的時(shí)候,鉛精礦中鉛的品位大大提高。因此,在后續(xù)試驗(yàn)中,鉛粗選的捕收劑選用SN-9#+苯胺黑藥混合捕收劑,經(jīng)過(guò)探索選取 SN-9#與苯胺黑藥配比為 1∶1,用量為40 g/t。

圖4 鉛捕收劑種類試驗(yàn)流程和條件

表3 不同捕收劑對(duì)鉛粗選的影響/%

4.2.2 選鉛礦漿p H與礦漿電位的影響

由前面的試驗(yàn)可以看出,鉛粗選中鉛精礦中含鋅量較多,石灰是用作礦漿p H和礦漿電位的調(diào)整劑與穩(wěn)定劑,同時(shí)對(duì)鋅有一定的抑制效果。根據(jù)圖4對(duì)石灰用量進(jìn)行了考察,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 鉛粗選石灰用量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

由圖5可知,在鉛粗選鉛精礦中,當(dāng)石灰用量少時(shí),有很大一部分鋅上浮;當(dāng)石灰的用量加大時(shí),鋅的含量減少;當(dāng)石灰用量為3000 g/t時(shí),鋅含量最少。此時(shí),礦漿p H值為11.26,礦漿電位為-227.2 mV,鉛浮選回收率達(dá)到最大值,鉛粗精礦中鋅含量也達(dá)到最低值。所以,在后續(xù)試驗(yàn)中,鉛粗選石灰用量為3000 g/t?？梢?jiàn),方鉛礦浮選的電位與礦漿p H,正好是鋅礦物被較好地抑制。

4.3 鋅粗選條件試驗(yàn)

以CuSO4為活化劑、丁黃藥為捕收劑、2#油為起泡劑,按圖6流程對(duì) CuSO4和丁黃藥進(jìn)行了用量試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,確定鋅粗選 CuSO4用量為400 g/t,丁黃藥用量為80 g/t。

圖6 鋅粗選丁基黃藥用量試驗(yàn)流程圖

4.4 閉路流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)與開(kāi)路流程試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了圖7的閉路流程試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可見(jiàn),采用電位調(diào)控優(yōu)先浮選新工藝處理該銅鉛鋅多金屬硫化礦石,在原礦含銅 0.57%、鉛0.55%、鋅 1.90%的情況下,可獲得含銅24.27%、鉛 2.03%、鋅 2.58%、銅 回 收 率88.56%的銅精礦,含銅2.53%、鉛50.73%、鋅8.69%、鉛回收率 70.10%的鉛精礦,含銅0.36%、鉛 1.31%、鋅 52.10%、鋅 回 收 率81.99%的鋅精礦。

圖7 閉路試驗(yàn)流程及條件

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果/%

5 結(jié)論

1)針對(duì)現(xiàn)有的礦石性質(zhì),按新疆鄯善縣眾和礦業(yè)有限責(zé)任公司原有的“銅鉛混浮-銅鉛分離-銅鉛混浮尾礦直接浮鋅”工藝進(jìn)行分選,難以得到合格的銅精礦與鉛精礦。因此,需對(duì)現(xiàn)生產(chǎn)流程進(jìn)行改造,以實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效利用。

2)以LP-01為捕收劑,采用“銅-鉛-鋅依次優(yōu)先浮選”方案,作鉛鋅硫礦物的抑制劑優(yōu)先浮選銅礦物,浮銅后在礦漿p H為11. 10～11. 26,礦漿電位-220～-230 m V的條件下,采用 SN-9#+苯胺黑藥混合捕收劑作鉛礦物捕收劑,(Zn-SO4+YN)作鋅硫礦物抑制劑抑鋅浮鉛,浮鉛后尾礦采用硫酸銅作活化劑,丁黃藥作捕收劑浮鋅的方案。在原礦含銅 0.57%、鉛 0.55%、鋅1.90%的情況下,可獲得含銅24.27%、銅回收率88.56%的銅精礦,含鉛 50.73%、鉛回收率70.10%的鉛精礦,含鋅 52.10%、鋅回收率81.99%的鋅精礦。

3)新工藝浮選過(guò)程穩(wěn)定,易于操作與監(jiān)控,指標(biāo)可靠,適應(yīng)性強(qiáng),所采用的藥劑與原生產(chǎn)工藝采用的藥劑相比,更有利于礦山環(huán)境保護(hù)及清潔生產(chǎn)。

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