青海某硫鐵銅鉛鋅礦選礦工藝研究

朱恩領(lǐng)，張 宇，陳昌才，蔣素芳

(1．青海鴻鑫礦業(yè)有限公司，青海格爾木 816000;2.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100)

隨著社會發(fā)展到今天，礦產(chǎn)資源在逐步貧化，礦石開采逐步由露天轉(zhuǎn)為地下，資源越來越少，回收金屬的成本不斷增加。某銅鉛鋅礦在地質(zhì)勘探階段進行了可選性試驗研究，得出鉛精礦品位為45.44%，回收率為67.08%，鋅精礦品位為40.20%，回收率為81.18%的指標，對礦石伴生的銅金屬沒有進行回收試驗，總體指標不太理想。為充分掌握該礦石的真實可選性，得出可靠的試驗數(shù)據(jù)，提供該礦石在經(jīng)濟評價和開發(fā)利用方面經(jīng)濟上合理、技術(shù)上可行的選礦工藝流程，特開展此次試驗研究。

1 原礦性質(zhì)

試驗礦樣采自青海某多金屬硫化礦床，原礦中含S高，主要為可浮性極好的磁黃鐵礦，銅硫分離和鉛硫分離困難，同時各有用礦物中嵌布關(guān)系復雜，呈交代共生狀態(tài)。除銅、鉛、鋅具有較高的回收價值外，伴生銀在原礦中賦存狀態(tài)較為分散，單一銅、鉛精礦富集有較大的難度。這一難題在國內(nèi)其它同類型礦山亦未得到有效解決［1～3］，為下一步研究的重點。

1.1 礦石組成

試驗礦石產(chǎn)于低銀高硫銅、鉛、鋅硫化物礦床，原礦化學多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果 %

1.2 有用礦物的物相組成和礦石特征

礦石中金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦和磁黃鐵礦，其次為少量的黃銅礦、毒砂、黃鐵礦、白鐵礦，偶見黝銅礦、磁鐵礦、銅藍、輝銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦、金紅石等零星分布。脈石礦物主要有石英、方解石、角閃石，其次是長石、粘土礦物、云母及少量硼鎂鐵礦、輝石、綠簾石、石榴石、軟錳礦、硬錳礦等。礦石中有價金屬物相分析結(jié)果見表2。

2 選礦工藝流程試驗方法、結(jié)果與討論

2.1 選礦工藝流程的確定

由于各有用礦物的嵌布關(guān)系復雜，銀賦存分散，且根據(jù)能收早收，綜合利用的選礦原則，優(yōu)先考慮銅、鉛、鋅等金屬的浮選，保證各有價金屬的品位及回收率，兼顧伴生貴重金屬的有效回收，采用原則流程如圖1所示。

表2 礦樣銅、鉛、鋅、銀物相分析結(jié)果 %

圖1 試驗方案原則工藝流程

2.2 磨礦細度條件試驗

考察入選粒度對銅鉛混合浮選的影響，改變原礦的磨礦細度進行磨礦細度條件試驗，試驗條件及流程圖如圖2所示，其中藥劑M作為起泡劑進行條件試驗，試驗結(jié)果如圖3所示。

圖2 磨礦細度條件試驗

從圖3可知，磨礦細度越細，混合粗精礦中銅、鉛的回收率均略有增加，而鉛的品位降低趨勢較明顯，其回收率先增加后降低，銅品位呈降低趨勢，因此，綜合考慮磨礦細度?。?4μm占70%為宜。

圖3 磨礦細度條件試驗結(jié)果

2.3 銅鉛粗選捕收劑種類及用量試驗

銅鉛粗選藥劑制度條件試驗工藝流程如圖4所示。

圖4 混合浮選粗選條件試驗工藝流程

銅鉛粗選捕收劑種類試驗固定條件:亞硫酸鈉300 g/t，硫酸鋅 800 g/t，M 16 g/t，試驗結(jié)果如圖 5所示。

圖5 捕收劑種類對比試驗結(jié)果

從圖5可知:捕收劑采用25#黑藥或25#黑藥+丁銨黑藥的試驗指標接近，考慮到采用乙硫氮為捕收劑時銅鉛混合粗精礦中的鋅品位相對較高，且對銅鉛分離不利，而添加丁銨黑藥時泡沫較豐富，銅鉛浮選時磁黃鐵礦更易附著氣泡上浮，故本次試驗以25#黑藥為捕收劑進行銅鉛的浮選回收。

捕收劑用量條件試驗固定條件為:亞硫酸鈉300 g/t，硫酸鋅 800 g/t，M 16 g/t，試驗工藝流程如圖 4所示，試驗結(jié)果如圖6所示。

圖6 捕收劑用量結(jié)果

由圖6可知，25#黑藥用量以30 g/t較適宜。

2.4 銅鉛粗選調(diào)整劑種類及用量試驗

原礦含硫較高為12.6%，且含有0.124%的銅，在磨浮過程中解離出的銅離子可能對原礦中的鋅、硫礦物起到了一定活化作用［4，5］，為了降低銅鉛粗精礦中鋅、硫的含量，進行了多種抑制劑組合試驗。

試驗固定條件為:25#黑藥30 g/t，M 16 g/t。試驗流程圖如圖4所示，試驗結(jié)果如圖7所示。

圖7 調(diào)整劑種類對比試驗結(jié)果

從圖7可知，抑制劑單獨采用硫酸鋅或以亞硫酸鈉+硫酸鋅組合均可較好地抑制部分閃鋅礦及黃鐵礦的上浮，為了簡化藥劑制度，試驗以硫酸鋅為鋅、硫礦物的抑制劑。

銅鉛粗選硫酸鋅用量條件試驗固定條件為:25#黑藥30 g/t，M 16 g/t。試驗結(jié)果如圖8所示。

圖8 硫酸鋅條件試驗結(jié)果

從圖8中可知，硫酸鋅以600 g/t為宜，再增大其用量，對降低銅鉛粗精礦中鋅含量無明顯效果，故取硫酸鋅用量為600 g/t即可。

2.5 磁選條件試驗

由于原礦中磁黃鐵礦礦物含量較大，由前面的方案探索試驗可知，原礦中存在的大量磁黃鐵礦對鋅礦物的浮選回收影響惡劣，故在浮鋅之前將銅鉛混合浮選閉路試驗的銅鉛尾礦進行磁選條件試驗，達到除磁黃鐵礦的目的。磁場強度試驗工藝流程如圖9所示，試驗結(jié)果如圖10所示。

圖9 銅鉛混合浮選尾礦磁選工藝流程

圖10 磁選條件試驗結(jié)果

由圖10試驗結(jié)果可知，磁選除磁黃鐵礦時磁場強度取400 kA/m。

2.6 鋅浮選條件試驗

2.6.1 鋅粗選捕收劑用量條件試驗

鋅的浮選以磁場強度400 kA/m磁選的尾礦為給礦進行捕收劑種類及用量試驗、pH值調(diào)整劑石灰用量及充氣攪拌時間、活化劑硫酸銅用量以及高效硫抑制劑YS－8用量試驗，然后進行鋅精選條件試驗，鋅粗選試驗工藝流程如圖11所示。

圖11 浮鋅粗選試驗工藝流程

鋅的浮選捕收劑用量試驗固定條件:石灰2 000 g/t，YS －8 300 g/t，硫酸銅200 g/t，試驗結(jié)果如圖12所示。

圖12 丁黃藥用量試驗結(jié)果

從圖12試驗結(jié)果可知，鋅粗選回收率隨著丁黃藥用量的增加而增大，但鋅品位卻呈降低趨勢，適宜的丁黃藥用量為15 g/t。

2.6.2 鋅粗選硫酸銅用量條件試驗

采用硫酸銅為閃鋅礦活化劑，進行用量試驗，試驗流程如圖11所示，試驗固定條件:石灰2 000 g/t，YS －8 300 g/t，丁黃藥 15 g/t，試驗結(jié)果見表 3，從表3試驗結(jié)果可知，鋅粗選硫酸銅用量為200 g/t時，鋅粗選尾礦品位可降至0.6%左右。

2.6.3 鋅粗選Y－8用量條件試驗

經(jīng)磁選之后的弱磁性黃鐵礦容易一同富集于鋅精礦中，故浮鋅時還添加了一種磁黃鐵礦特效抑制劑YS－8，并進行其用量條件試驗，試驗流程圖如圖11所示，試驗固定條件:石灰2 000 g/t，硫酸銅200 g/t，丁黃藥15 g/t，試驗結(jié)果見如圖13所示。

表3 活化劑CuSO4用量試驗結(jié)果

圖13 抑制劑Y－8用量試驗結(jié)果

從圖13試驗結(jié)果可知，YS－8用量為300 g/t試驗結(jié)果較好。

2.7 銅鉛粗精礦分離條件試驗

2.7.1 銅鉛分離抑制劑種類條件試驗

銅鉛精礦分離條件試驗給礦為以上工藝閉路試驗獲得的銅鉛混合精礦，銅鉛混合精礦分離采用適量活性炭進行脫藥后抑鉛浮銅，以Z－200#為分離時浮銅捕收劑，分離條件主要進行鉛抑制劑種類及用量試驗，試驗工藝流程如圖14所示，試驗結(jié)果如圖15所示。

由圖15試驗結(jié)果可知，銅鉛分離采用亞硫酸鈉+CMC+水玻璃、CMC+水玻璃組合均能較好地分離銅、鉛，試驗從經(jīng)濟環(huán)保角度出發(fā)，確定以CMC+水玻璃組合為銅鉛分離的鉛礦物抑制劑。

圖14 銅鉛混合精礦分離鉛抑制劑條件試驗工藝流程

圖15 鉛抑制劑種類條件試驗結(jié)果

2.7.2 銅鉛分離銅捕收劑Z－200用量條件試驗

Z－200#用量試驗固定條件為:CMC 7 g/t，水玻璃70 g/t，試驗工藝流程與其它藥劑用量如圖14所示，試驗結(jié)果如圖16所示。

圖16 銅捕收劑Z－200用量試驗結(jié)果

由圖16的試驗結(jié)果可知，Z－200#的適宜用量為1.5 g/t左右。

2.8 浮鋅尾礦回收硫條件試驗

2.8.1 硫粗選硫酸用量條件試驗

對原礦銅鉛混合浮選—磁選—磁選尾礦浮鋅閉路試驗的鋅浮選尾礦進行了硫浮選的條件試驗。試驗采用硫酸作為pH調(diào)整劑以及活化劑，丁黃藥為捕收劑，M為起泡劑。硫酸用量試驗固定條件:丁黃藥70 g/t，試驗工藝流程如圖17所示，試驗結(jié)果如圖18所示。

圖17 硫粗選條件試驗工藝流程

圖18 活化劑硫酸用量試驗結(jié)果

從圖18試驗結(jié)果可知，硫酸用量為1 400 g/t礦漿pH值為7.5左右時，浮硫效果較好，再增大硫酸用量尾礦中硫降低不明顯。

2.8.2 硫粗選丁黃藥用量條件試驗

采用如圖17所示的工藝流程進行浮硫捕收劑丁黃藥的用量試驗，固定硫酸用量1 400 g/t，試驗結(jié)果如圖19所示。

圖19 丁黃藥用量試驗結(jié)果

從圖19試驗結(jié)果可知，硫粗選丁黃藥用量為70 g/t較適宜。

2.9 全流程閉路試驗

在以上條件試驗的基礎(chǔ)上，對該礦進行了全流程閉路試驗，試驗工藝流程與藥劑用量如圖20所示，試驗結(jié)果見表4。

圖20 試驗工藝流程與藥劑用量

表4 閉路試驗結(jié)果 %

由表4可知，與地質(zhì)勘探可選性試驗結(jié)果相比，該工藝流程獲得的指標更好。

3 結(jié)論

1.原礦性質(zhì)較為復雜，原礦中大量存在可浮性極好的磁黃鐵礦，致使銅鉛混浮后金屬回收率下降。

2.采用銅鉛混合浮選—銅鉛分離—磁選—磁選尾礦浮選收鋅—浮選尾礦再浮選收硫工藝流程可獲得的銅、鉛、鋅、硫精礦指標超過地質(zhì)勘探可選性試驗研究指標。

3.銅鉛分離采用活性炭脫藥后，以CMC+水玻璃做抑制劑可獲得較好的銅、鉛分離效果。

4.伴生銀的回收較為分散，但總回收率在80%以上，后期的試驗研究可重點放在伴生貴重金屬的走向問題。

［1］ 葉從新，魏黨生，楊合營，等.新疆某高硫鉛鋅礦浮選工藝研究［J］. 有色金屬(選礦部分)，2008，(4):1 －5.

［2］ 陳代雄，楊建文，李曉東.高硫復雜難選銅鉛鋅選礦工藝流程試驗研究［J］. 有色金屬(選礦部分)，2011，(1):1－5.

［3］ 陳代雄，楊建文，李觀奇，等.高海拔地區(qū)復雜銅鉛鋅多金屬硫化礦浮選試驗研究及應用［J］.有色金屬(選礦部分)，2009，(6):1－6.

［4］ England K ER，Pattrick R A D，Charnock JM，et al.Zinc and lead sorption on the surface of CuFeS2during flotation:a fluorescence REFLEXAFSstudy［J］.International Journal of Mineral Processing，1999，57(1):59 －71.

［5］ 胡為柏.浮選［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2006.