細(xì)粒嵌布銅鉛鋅礦石的浮選工藝試驗(yàn)研究

王偉之，陳麗平，張 浩，武文雙

（1.河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山063009；2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，河北 唐山063009；3.河北聯(lián)合大學(xué)遷安學(xué)院，河北 遷安064400）

由于復(fù)雜多金屬硫化礦中銅鉛鋅硫化礦物可浮性接近，礦物間致密共生且嵌布不均勻，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、含泥量多等原因，使復(fù)雜硫化礦的分選相對復(fù)雜及困難[1－4]。某銅鉛鋅多金屬硫化礦礦石中有價(jià)金屬元素種類多，各有用礦物間共生關(guān)系密切且嵌布不均勻，部分礦物嵌布極細(xì)，礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造復(fù)雜。

本試驗(yàn)通過對該礦石進(jìn)行系統(tǒng)的浮選工藝試驗(yàn)研究，成功地實(shí)現(xiàn)了銅鉛鋅的分離及富集，獲得了合格的銅、鉛、鋅精礦產(chǎn)品，為合理開發(fā)利用該資源提供了試驗(yàn)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

某礦石屬復(fù)雜多金屬硫化礦，礦石成分復(fù)雜，有價(jià)金屬元素種類多，各礦物嵌布粒度不均勻，部分礦物嵌布極細(xì)，主要金屬硫化礦物為黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦，另外還含有一定量的黃鐵礦；伴生的金、銀主要為自然金、自然銀；脈石礦物為方解石、石榴子石及石英等。礦石中各主要礦物的含量分析結(jié)果見表1，礦石化學(xué)多元素分析測定結(jié)果見表2。

表1 礦石中各礦物含量／%

表2 原礦多元素分析結(jié)果／%

由表2可知，礦石中銅、鉛、鋅已達(dá)到工業(yè)品位，應(yīng)進(jìn)行回收。金、銀作為伴生的有價(jià)貴金屬元素，應(yīng)考慮在選別過程中富集于精礦中。

2 試驗(yàn)工藝流程

根據(jù)試驗(yàn)礦石中各有用礦物的浮選特性、嵌布粒度及共生關(guān)系，經(jīng)探索試驗(yàn)，最終確定了優(yōu)先浮選銅鉛－銅鉛精礦再磨－銅鉛分離－混浮尾礦選鋅的部分混合浮選原則流程[5－7]。試驗(yàn)原則流程見圖1。

3 浮選試驗(yàn)

3.1 銅鉛混浮粗選條件試驗(yàn)

3.1.1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

進(jìn)行了不同磨礦細(xì)度條件下浮銅鉛的粗選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖1 試驗(yàn)原則流程

圖2 銅鉛混浮粗選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)流程

圖3 銅鉛混合粗選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

從圖3可知，銅鉛粗選精礦中銅鉛的回收率隨磨礦細(xì)度的增加呈下降趨勢，而銅鉛品位呈先上升再下降的趨勢。在磨礦細(xì)度為－0.074mm占65%時(shí)，銅鉛粗選精礦中的銅鉛品位較高。又考慮到磨礦細(xì)度在－200目占70%以下時(shí)可采用一段磨礦，減少磨礦成本，因此確定適宜的磨礦細(xì)度為－0.074mm占65%，此時(shí)銅鉛粗選精礦的鋅品位為4.83%。

3.1.2 捕收劑種類及用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度－0.074mm占65%，抑制劑用用量為ZnSO42000g／t、Na2SO31000g／t的條件下進(jìn)行了捕收劑篩選試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

從試驗(yàn)結(jié)果看，對于相同的捕收劑，隨著用量的加大，精礦中銅鉛品位逐漸降低，銅鉛回收率逐漸升高。對比捕收劑采用乙黃藥以及乙黃藥＋丁銨黑藥的試驗(yàn)結(jié)果看，乙黃藥＋丁銨黑藥的整體效果不明顯優(yōu)于單獨(dú)使用乙黃藥。因此，銅鉛混合浮選捕收劑確定采用乙黃藥。綜合考慮精礦品位和回收率，且兼顧藥劑成本，確定乙黃藥用量為100g／t。

3.1.3 抑制劑用量試驗(yàn)

鋅抑制劑采用硫酸鋅與亞硫酸鈉的組合藥劑。在磨礦細(xì)度為－0.074mm占65%，捕收劑為丁黃藥100g／t的條件下進(jìn)行了抑制劑用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，抑制劑用量對浮選指標(biāo)影響較明顯，為保證銅鉛混合精礦中的銅鉛品位及將銅鉛混精中鋅含量控制在較低的水平，確定銅鉛混浮抑制劑用量為ZnSO42000g／t、Na2SO31000g／t。

3.2 銅鉛混合浮選流程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

對銅鉛混合浮選粗選尾礦進(jìn)行了三次掃選，第三次掃選尾礦中銅、鉛品位均已較低，且第三次掃選精礦回收的金屬量較少；而兩次掃選后第二次掃選尾礦中的銅、鉛品位均為0.18%及0.19%，已足以作為最終尾礦。因此，為簡化流程，銅鉛混合浮選確定為兩次掃選。

表3 銅鉛混浮粗選捕收劑種類及用量試驗(yàn)結(jié)果／%

表4 銅鉛混浮粗選抑制劑用量試驗(yàn)結(jié)果／%

另外，試驗(yàn)中銅鉛混合浮選一掃精礦中銅、鉛品位分別為7.52%及7.76%，品位較高，為提高粗選回收率，確定將一掃精礦與粗選精礦合并作為最終粗選精礦進(jìn)入銅鉛精選，即銅鉛混合浮選為兩次粗選及一次掃選流程；將銅鉛混合浮選中兩次粗選精礦合并后的粗選精礦進(jìn)行精選，精選確定為兩次。在第一次精選時(shí)，為了強(qiáng)化對鋅礦物的抑制，加入了適量的硫酸鋅及亞硫酸鈉。

3.3 銅鉛分離試驗(yàn)

3.3.1 銅鉛分離粗選條件試驗(yàn)

關(guān)于銅鉛分離有兩種可行的方案，一種是浮銅抑鉛，另一種是浮鉛抑銅[1]，本試驗(yàn)采用浮銅抑鉛的方案。為了使銅鉛精礦得到充分的單體解離，對銅鉛混合精礦進(jìn)行了再磨試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖4。其中活性炭為脫藥劉，重鉻酸鉀為鉛抑制劑。試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由試驗(yàn)結(jié)果知，隨著混合精礦再磨細(xì)度的增加，銅粗精礦的銅品位呈先上升趨勢，而再磨細(xì)度超過－0.038mm占90%后，銅品位下降；鉛粗精礦中鉛品位隨磨礦細(xì)度增加沒有明顯變化。因此，確定銅鉛混合精礦的再磨細(xì)度為－0.038mm占90%。

在再磨細(xì)度－0.038mm占90%的條件下，又對脫藥劑活性炭及抑制劑重鉻酸鉀進(jìn)行了用量條件試驗(yàn)，最終確定銅鉛分離粗選中活性炭用量為300g／t，重鉻酸鉀用量為500g／t。

圖4 銅鉛混合精礦再磨細(xì)度條件試驗(yàn)流程

圖5 銅鉛混合精礦再磨細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

3.3.2 銅鉛分離流程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

對銅鉛分離粗選得到的銅粗精礦及鉛粗精礦分別進(jìn)行了精選及掃選試驗(yàn)。通過試驗(yàn)確定銅精選為三次，銅掃選為兩次，最終得到的銅精礦品位為22.21%，對原礦回收率79.23%；鉛精礦品位為64.97%，對原礦回收率為73.61%。

3.4 鋅浮選試驗(yàn)

3.4.1 鋅粗選條件試驗(yàn)

鋅粗選條件試驗(yàn)的給礦為兩粗一掃混合浮選銅鉛的尾礦，按圖6流程對鋅粗選進(jìn)行藥劑用量試驗(yàn)，其中石灰為黃鐵礦的抑制劑、硫酸銅為閃鋅礦的活化劑、丁基黃藥為捕收劑。試驗(yàn)結(jié)果見圖7～9。

由試驗(yàn)結(jié)果看，石灰用量對浮鋅指標(biāo)影響不大，考慮到藥劑成本，確定鋅粗選石灰用量為1500g／t；硫酸銅用量的增加使鋅粗精礦中的鋅品位呈先上升后下降的趨勢，而回收率呈上升趨勢。綜合考慮，確定鋅粗選硫酸銅用量為500g／t；而隨著丁基黃藥用量的增加，鋅粗精礦中鋅品位有所下降，回收率先上升后下降。綜合考慮，確定鋅粗選中捕收劑丁基黃藥的用量為60g／t。

圖6 鋅粗選條件試驗(yàn)流程

圖7 鋅粗選石灰用量試驗(yàn)結(jié)果

圖8 鋅粗選硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果

3.4.2 鋅浮選流程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

依據(jù)條件試驗(yàn)中確定的鋅粗選條件，進(jìn)行了鋅浮選流程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，確定鋅浮選為一次粗選、兩次精選及兩次掃選的流程結(jié)構(gòu)。經(jīng)兩次精選后，可獲得品位56.39%、對原礦回收率80.90%的鋅精礦。

3.5 閉路試驗(yàn)

在上述條件試驗(yàn)和開路精掃選次數(shù)流程試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路浮選流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖10，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖9 鋅粗選丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果／%

圖10 閉路試驗(yàn)流程

3 結(jié)論

1）該礦石為難選復(fù)雜硫化礦，礦石性質(zhì)復(fù)雜。有用礦物主要有黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦，各礦物間共生關(guān)系密切且嵌布粒度不均勻。

2）針對該礦石性質(zhì)，采用優(yōu)先浮選銅鉛－銅鉛精礦再磨－銅鉛分離－混浮尾礦選鋅的部分混合浮選流程進(jìn)行銅鉛鋅的分離；選通過兩粗兩精一掃銅鉛混浮流程得到銅鉛混合精礦，混合精礦再磨脫藥后抑鉛浮銅，通過一粗三精兩掃銅鉛分離流程得到銅精礦及鉛精礦；混浮尾礦活化閃鋅礦后通過一粗兩精兩掃的浮鋅流程得到鋅精礦。

該浮選工藝流程簡單，易于操作，銅、鉛、鋅可獲得有效的分離及富集，試驗(yàn)結(jié)果對類似多金屬硫化礦的開發(fā)利用具有參考作用。

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