青海某銅鋅礦選礦工藝研究

駱 任，朱永筠，葉從新，韋華祖

(湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100)

青海某銅鋅礦目前生產(chǎn)上采用的是優(yōu)先浮銅后再浮鋅的工藝流程，生產(chǎn)中由于礦石中的次生硫化銅含量較高，在磨礦時生成了大量游離的銅離子，從而使礦石中部分鋅過早活化而難以抑制，在優(yōu)先浮銅作業(yè)時上浮至銅精礦中，導(dǎo)致銅精礦中鋅含量偏高，鋅在鋅精礦中的回收率偏低。受該礦山委托，湖南有色金屬研究院在不改變生產(chǎn)原則流程的前提下，對該礦石選礦回收銅和鋅進(jìn)行了有針對性的研究。

1 原礦性質(zhì)

1.1 礦石的化學(xué)組成

原礦多元素分析見表1。

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果 %

從表1分析結(jié)果可知，原礦中主要脈石是SiO2、Al2O3、K2O和CaO等，主要目的回收元素為Cu和Zn，有害元素As的含量是0.10%。

1.2 原礦的化學(xué)物相分析

原礦中銅的化學(xué)物相分析結(jié)果和鋅的物相分析結(jié)果分別見表2和表3。

表2 原礦銅物相分析結(jié)果 %

從表2的物相分析結(jié)果可知，礦石中的銅主要以原生硫化銅的形式存在，約占總銅的74.58%，其次以次生硫化銅的形式存在，約占18.64%，其它類型的銅含量相對較少。

表3 原礦鋅物相分析結(jié)果 %

從表3的物相分析結(jié)果可知，礦石中的鋅主要以硫化鋅的形式存在，約占總鋅的92.89%，其它形式的鋅甚少。

1.3 原礦中主要礦物特征

礦石礦物種類較少，結(jié)構(gòu)特征明顯，閃鋅礦含量較高，黃銅礦次之，其中有用礦物主要為閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦。結(jié)構(gòu)主要是自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)。

1.3.1 黃銅礦

礦石中的黃銅礦可分為四類:第一類黃銅礦呈乳滴狀分布于閃鋅礦中，粒徑0.01～0.02 mm，這種黃銅礦解離困難;第二類黃銅礦呈他形顆粒狀分布于脈石礦物中，粒徑0.01～0.1 mm，這種黃銅礦解離相對困難;第三類黃銅礦呈細(xì)粒集合體分布，集合體粒徑＞5 mm，這類黃銅礦解離較為容易;第四類黃銅礦呈細(xì)粒脈狀充填于裂隙中，與黃鐵礦、閃鋅礦接觸共生，這類黃銅礦解離相對容易。

1.3.2 閃鋅礦

礦石中的閃鋅礦可分二類:第一類黃銅礦在閃鋅礦中常呈固溶體分離的乳滴狀結(jié)構(gòu)，部分呈包裹共生，此類閃鋅礦進(jìn)行單體解離較為困難。第二類閃鋅礦與方鉛礦、黃銅礦呈緊密接觸共生，邊界不明顯，不易于解離。

1.3.3 黃鐵礦

礦石中的黃鐵礦主要有兩類:第一類呈半自形－他形粒狀分布于脈石礦物裂隙中，粒徑0.1～0.5 mm，與黃銅礦呈緊密接觸共生，分離較不易;第二類呈自形粒狀結(jié)構(gòu)，與脈石礦物等呈共邊結(jié)構(gòu)，這種易于分離。

1.3.4 脈石礦物

脈石礦物主要有石榴石、綠簾石、綠泥石、金云母、方解石、石英、尖晶石、符山石、透輝石。其中石榴石、尖晶石、透輝石、石英含量較高，其余礦物含量較低。

1.4 影響選礦的礦物學(xué)因素

影響選礦的礦物學(xué)因素主要有:

1.黃銅礦顆粒較細(xì)，與黃鐵礦和閃鋅礦共伴生關(guān)系較為密切，部分存在相互包裹的現(xiàn)象。

2.礦石中次生硫化銅含量較高，磨礦時在礦漿中將產(chǎn)生大量銅離子，如不有效屏蔽，則難以避免過早活化部分鋅，導(dǎo)致鋅上浮至銅精礦中。

3.礦石中的硫含量為8.16%，且主要以黃鐵礦為主，部分黃鐵礦可浮性極好，如不有效抑制，可能會給銅精礦的品位造成一定的影響。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

目前現(xiàn)場生產(chǎn)流程為優(yōu)先浮銅(一粗二掃二精)再浮選回收鋅(一粗二掃三精)，本選礦試驗(yàn)研究是在遵循不改動現(xiàn)場生產(chǎn)流程的原則下進(jìn)行的，新型高效鋅抑制劑YS－2采用是本次試驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素。

2.1 銅浮選條件試驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)條件:磨礦時加入YS－2，磨礦濃度67%左右，YS－2用量1 200 g/t，銅捕收劑BP用量100 g/t，松醇油30 g/t，磨礦細(xì)度分別約為－74 μm占65%、70%、75%、80%、85%。試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 磨礦細(xì)度對銅浮選的影響

由圖1可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，鋅在銅精礦中的損失先下降后趨于平穩(wěn)，銅的品位和回收率則先緩慢上升后下降。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到－74 μm占80%左右時，試驗(yàn)指標(biāo)相對較為優(yōu)異，因此，適宜的磨礦細(xì)度以－74 μm占80%左右為宜。

2.1.2 鋅抑制劑YS－2用量試驗(yàn)

目前生產(chǎn)上鋅硫抑制劑采用的是硫酸鋅+亞硫酸鈉組合，其中硫酸鋅的用量高達(dá)10 kg/t，銅精礦里含鋅19%左右。在前期探索試驗(yàn)中分別進(jìn)行了單一硫酸鋅、硫酸鋅+亞硫酸鈉組合和硫酸鋅+硫化鈉組合等，但是效果均不理想。為了降低藥劑用量，增強(qiáng)銅浮選時鋅硫的抑制效果，湖南有色金屬研究院根據(jù)礦石性質(zhì)自主配置了一種新型組合抑制劑YS－2(它是由PB和硫酸鋅按一定比例配置而成)，YS－2的基本原理是通過在磨礦作業(yè)時添加次生銅離子的絡(luò)合劑，以達(dá)到屏蔽次生銅離子的效果，進(jìn)而減小次生銅離子對鋅的活化作用。

YS－2用量試驗(yàn)條件:磨礦細(xì)度 －74 μm占80%左右，銅捕收劑BP用量為100 g/t，松醇油30 g/ t，YS－2用量為變量。試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著YS－2用量的增加，銅精礦中銅的品位和回收率先上升后趨于平穩(wěn)，鋅在銅精礦中的損失總體呈下降趨勢，綜合考慮適宜的YS－2用量以1 200 g/t為宜。

2.1.3 捕收劑BP用量試驗(yàn)

圖2 YS－2用量對銅浮選的影響

在銅浮選捕收劑試驗(yàn)中進(jìn)行了Z－200、25#黑藥、丁胺黑藥、乙硫氮、BP等捕收劑種類試驗(yàn)，其中以BP的效果最佳，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了BP用量試驗(yàn)。試驗(yàn)條件:磨礦細(xì)度－74 m占80%左右，YS－2用量1 200 g/t，松醇油30 g/t，捕收劑BP用量為變量。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 BP用量對銅浮選的影響

由圖3可知，隨著捕收劑BP用量的加大，銅精礦中銅的回收率呈上升趨勢，銅品位呈下降趨勢，鋅在銅精礦中的損失呈上升趨勢，綜合考慮，適宜的BP用量為100 g/t左右。

2.2 鋅浮選條件試驗(yàn)

在銅浮選條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用一粗二掃二精的工藝流程進(jìn)行了銅浮選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)獲得了理想的試驗(yàn)指標(biāo)。對銅閉路浮選尾礦進(jìn)行了鋅回收條件試驗(yàn)。在條件試驗(yàn)中進(jìn)行了石灰用量試驗(yàn)、硫酸銅用量試驗(yàn)和丁黃藥用量試驗(yàn)。

2.2.1 鋅浮選石灰用量試驗(yàn)

鋅浮選石灰用量試驗(yàn)條件:硫酸銅用量為100 g/t、丁黃藥用量為80 g/t、松醇油60 g/t、石灰用量為變量。試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，隨著石灰用量的增加，鋅精礦中鋅的品位呈上升趨勢，鋅回收率先趨于平穩(wěn)后開始下降。綜合考慮適宜的石灰用量為1 500 g/t。

圖4 石灰用量對鋅浮選的影響

2.2.2 鋅浮選硫酸銅用量試驗(yàn)

鋅浮選硫酸銅用量試驗(yàn)條件:石灰用量為1 500 g/t、丁黃藥用量為80 g/t、松醇油60 g/t、硫酸銅用量為變量。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 硫酸銅用量對鋅浮選的影響

由圖5可知，隨著硫酸銅用量的增加，鋅精礦中鋅的品位呈緩慢下降趨勢，鋅回收率先上升后趨于平穩(wěn)。綜合考慮適宜的硫酸銅用量為100 g/t。

2.2.3 鋅浮選丁黃藥用量試驗(yàn)

鋅浮選丁黃藥用量試驗(yàn)條件:石灰用量為1 500 g/t、硫酸銅用量為100 g/t、松醇油60 g/t、丁黃藥用量為變量。試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 丁黃藥用量對鋅浮選的影響

由圖6可知，隨著丁黃藥用量的增加，鋅精礦中鋅的回收率先上升后趨于平穩(wěn)，鋅品位總體呈下降趨勢，綜合考慮適宜的丁黃藥用量為80 g/t左右。

2.3 全流程閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用優(yōu)先浮銅(一粗二掃二精)再浮選回收鋅(一粗二掃三精)的工藝流程進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)工藝流程及藥劑制度如圖7所示，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖7 銅鋅閉路浮選試驗(yàn)工藝流程

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

從表4的試驗(yàn)結(jié)果可知，采用圖7所示的工藝流程及藥劑制度對礦石中的銅和鋅進(jìn)行浮選回收，閉路試驗(yàn)可以獲得鉛精礦含銅27.69%，銅回收率為83.54%，鋅精礦含鋅51.13%，鋅回收率為91.11%;與目前生產(chǎn)上相比，銅精礦中銅品位提高了約3%，銅回收率提高了約2%，鋅在銅精礦中的損失降低了約8%，鋅精礦中鋅的回收率提高了約7%。

3 結(jié)論

1.礦石性質(zhì)分析表明，原礦中有用礦物主要為黃銅礦和閃鋅礦，在磨礦細(xì)度為－74 μm占80%左右時，鉛和鋅的選別指標(biāo)較好。

2.研究結(jié)果表明，湖南有色金屬研究院自主研發(fā)的鋅硫抑制劑YS－2能有效降低銅浮選時鋅的損失，提高了銅和鋅的選別指標(biāo)。

3.新型復(fù)合藥劑YS－2及捕收劑BP的應(yīng)用在不改變原有工藝流程的前提下，有效降低了硫酸鋅的用量，降低了生產(chǎn)成本和工業(yè)實(shí)施的風(fēng)險。

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