X－43活化鐵閃鋅礦的優(yōu)化試驗

謝賢，童雄，侯凱，王曉，韓彬，楊子軒

1.省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，云南 昆明 650093；2.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；3.云南省金屬礦尾礦資源二次利用工程研究中心，云南 昆明 650093

X－43活化鐵閃鋅礦的優(yōu)化試驗

謝賢1，2，3，童雄1，2，3，侯凱1，2，3，王曉1，2，3，韓彬1，2，3，楊子軒1，2，3

1.省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，云南 昆明 650093；2.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；3.云南省金屬礦尾礦資源二次利用工程研究中心，云南 昆明 650093

采用硫酸銅作為活化劑進行閃鋅礦和鐵閃鋅礦活化浮選一直存在著活化效率低、選擇性差等問題，且活化過程一般需要在pH>11的高堿條件下進行，嚴重影響伴生銀、鍺和銦等稀貴金屬的回收率.為提高活化劑的選擇性，降低礦漿pH，提高伴生稀貴金屬的回收率，急需尋找一種新型高效活化劑.活化劑X-43是一種硫化鋅礦物的高效活化劑，可替代硫酸銅活化硫化鋅礦物，并具有選擇性活化的特性.通過對云南文山都龍鋅錫銅難選多金屬礦進行優(yōu)化藥劑制度和工藝流程的試驗研究，結果表明，與傳統(tǒng)的活化劑硫酸銅相比，新型活化劑X-43能顯著提高鋅精礦中品位和回收率，鋅精礦中鋅的品位提高3.62百分點，回收率提高3.91百分點，并對硫化鐵礦物具有一定的抑制效果.

新型活化劑；多金屬礦；選擇性活化；鐵閃鋅礦

0 引言

鐵閃鋅礦和閃鋅礦的常規(guī)活化劑硫酸銅往往存在活化效率和選擇性不高等問題［1－3］，鋅硫分離常需在高pH值（11～13．5）條件下進行，高堿條件會嚴重影響銦、銀、鎘等稀貴金屬的綜合回收，并對選鋅尾礦的脫硫選錫等作業(yè)產生不利影響．

新型活化劑X－43對閃鋅礦和鐵閃鋅礦的活化效率高，可在低堿度（pH＝8．5～10）條件下，實現(xiàn)多金屬礦中Cu－Zn和Zn－S等的高效分離．研究結果表明，對文山都龍礦區(qū)鋅錫銅多金屬礦、蒙自白牛廠鉛鋅錫多金屬礦、內蒙古山金礦業(yè)難選鉛鋅多金屬礦，使用新型活化劑X－43替代硫酸銅，可顯著提高主金屬鋅及其共伴生稀貴金屬的回收率，石灰用量大幅度地降低，降低企業(yè)的生產成本［4－5］．

云南文山都龍低品位鋅錫銅多金屬礦的礦石性質特殊，現(xiàn)場生產的銅精礦、鋅精礦品質較差，共伴生稀貴金屬回收效果有待改善．本文針對云南文山都龍礦區(qū)鋅銦錫銅復雜多金屬礦，在對現(xiàn)場的生產工藝流程及存在的問題進行全面的分析后，采用新型活化劑X－43代替硫酸銅，顯著提高了鋅精礦的品位和鋅回收率．

1 原礦性質

礦樣取自云南文山都龍錫礦，主要有價元素為鋅、銅、錫、鐵和硫，伴生稀貴金屬銦、銀和鎘等．金屬礦物主要為黃銅礦、鐵閃鋅礦、錫石、磁鐵礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦，非金屬礦物主要為綠泥石、云母、石英和滑石等．礦石中鐵閃鋅礦的粒度多在0．006～0．4 mm之間，并主要呈它形粒狀、板狀產出，部分與磁黃鐵礦連生，部分呈乳滴狀包裹于黃銅礦、磁黃鐵礦中，且許多細小的鐵閃鋅礦顆粒分散于脈石與其他礦物之間及裂隙中，在浮選中難以回收；粒度小于0．01 mm的黃銅礦，多呈半棱角狀、片狀包裹于鐵閃鋅礦中，粒度在0．02～0．06 mm的黃銅礦常與云母、磁黃鐵礦連生．銅、鋅礦物致密共生，嵌布粒度細，且含量較低，選別困難，易導致精礦品質不高．原礦化學多元素分析結果見表1，原礦銅、鋅物相分析見表2．

表1 主要化學成分分析結果Table 1 Chemicale composition of the sample w/%

表2 銅、鋅的物相分析結果Table 2 Chemicale phase analysis of Cu and Zn w/%

2 存在的問題及解決方案

由于有價金屬含量低，礦物致密共生，選別作業(yè)前磨礦細度較細，銅粗選磨礦細度達到了-0.074mm 80%.選廠生產銅精礦中銅的回收率只有35%～45%，貴金屬銀品位為250 g／t左右，回收率僅為20%左右；銅精礦含鋅量較高，達到7%～12%；鋅精礦的品位和回收率指標較好，可達到43%～45%和86%～88%.

由于礦石硫含量高，硫酸銅活化鐵閃鋅礦的同時，黃鐵礦也被活化了，需要加入石灰在高堿性（pH＞11）條件下進行抑制，石灰用量達3～5 kg／t.高堿性條件會導致浮選礦漿流速變慢，管道易堵塞，選錫搖床結垢，伴生的稀貴金屬回收率低等問題［6］.

銅鋅精礦品質不高，結合原礦石性質及生產現(xiàn)場情況［7］，導致以上問題的主要原因為：①原礦中銅品位僅為0．167%，且銅鋅礦物致密共生，嵌布粒度細，難以實現(xiàn)有效地分離，造成銅精礦含鋅較高，嚴重影響了銅精礦的品質，且造成了鋅的損失；②相比于閃鋅礦，鐵閃鋅礦含鐵量增加，晶格參數(shù)增大，天然可浮性降低，高堿條件下，常規(guī)活化劑硫酸銅不能選擇性活化鐵閃鋅礦，導致銅離子活化后的硫鐵礦難以抑制，造成鋅精礦中硫化鐵礦物含量高，鋅品位低；③高堿條件不利于伴生稀貴金屬的回收［4］.

工藝優(yōu)化前，銅鋅選別工藝流程和藥劑制度為：石灰調漿后，采用混合捕收劑優(yōu)先浮銅，一粗－兩掃－四精后獲得銅精礦；銅尾礦用硫酸銅活化后選鋅，一粗－四掃－三精后獲得鋅精礦，尾礦脫硫、脫鐵便于選錫.

優(yōu)化試驗前銅、鋅礦物浮選精礦的品位、回收率指標分別見表3、表4.

由表3和表4可知，銅精礦、鋅精礦品位較低，銅精礦鋅含量較高，鋅精礦伴生金屬回收率低.

針對以上的問題，提出了以下解決方案：

①增加選銅粗精礦再磨作業(yè)，增加銅礦物的解離度，為銅－硫、銅－鋅創(chuàng)造條件.

表3 浮選銅精礦指標Table 3 The chemical analysis results of flotation concentration on copper minerals %

表4 浮選鋅精礦指標Table 4 The chemical analysis results of flotation concentration on zinc minerals %

②由于銅品位低，嵌布粒度細，選別困難，采用BK－320、Z－200、乙黃藥、丁銨黑藥等捕收劑進行捕收劑種類篩選試驗，挑選適宜的捕收劑，加快浮選速度，提高金屬回收率［8］；

③采用X－43、X－41、硫酸銅等進行活化劑種類篩選試驗，挑選出適宜的活化劑，實現(xiàn)鋅礦物在低堿性條件下的高效活化和選別［7－8］.

3 試驗結果與分析

3.1 選銅優(yōu)化試驗研究

3.1.1 選銅捕收劑種類試驗生產現(xiàn)場銅捕收劑原為混合捕收劑（丁黃藥∶乙黃藥∶乙硫氮∶丁銨黑藥按4∶3∶2∶1），藥劑制度復雜，捕收劑選擇性差，導致銅精礦品位較低，含鋅較高.經(jīng)過篩選、優(yōu)化后，確定選擇性好、捕收力強的藥劑進行對比試驗.試驗流程見圖1，結果見表5.

由表5可知，采用乙黃藥＋Z－200對提高精礦銅品位最為有利，但銅回收率僅有52．30%；BK－320＋丁銨黑藥，雖然銅的回收率高，達到69．98%，但是鋅的損失率最大；采用BK－320＋Z－200，銅的回收率好，達到68．61%，且鋅損失率較小.綜合考慮，選銅捕收劑確定為選擇性好、捕收能力強的BK－320＋Z－200.

圖1 選銅捕收劑種類試驗流程圖Fig.1 The flowsheet of collectors types on copper minerals

表5 銅捕收劑種類試驗結果Table 5 The results of collectors on copper minerals %

3.1.2 選銅粗精礦再磨試驗銅礦物嵌布粒度很細，粒度小于0．01 mm的部分多包含于鐵閃鋅礦中；銅精礦粒度篩析表明，部分銅礦物解離不夠充分，導致銅精礦品位低，或者是隨鐵閃鋅礦被抑制損失在鋅精礦中.因此，在銅粗選后，對銅粗精礦進行了再磨，以實現(xiàn)黃銅礦、鐵閃鋅礦和磁黃鐵礦等礦物基本單體解離，提高銅精礦品位.選銅粗精礦再磨試驗流程見圖2，試驗結果見表6.

由表6可知，選銅粗精礦再磨后，銅精礦品位隨著磨礦細度增加而提高，且鋅在銅精礦的損失率也在逐步減少.綜合考慮品位、回收率指標以及磨礦成本，選銅粗精礦再磨的磨礦細度確定為－0．037 mm占75%.

3.2 選鋅優(yōu)化試驗研究

為了提高鋅精礦的品位和回收率，課題組開發(fā)了新型高效活化劑X－41和X－43，它們適用于多金屬硫化礦中含鐵閃鋅礦的分選.為了考察活化劑對鐵閃鋅礦的活化效果，進行了CuSO4、X－41和X－43的活化劑種類試驗，試驗流程見圖3，結果見表7.

圖2 選銅粗精礦再磨試驗流程圖Fig.2 The flowsheet of regringding on rougher copper concentrate

表6 選銅粗精礦再磨試驗結果Table 6 The results of regringding on rougher copper concentrate %

由表7可知，使用X－43，鋅精礦品位和回收率分別為20．01%和70．02%，鋅粗精礦品位最高，回收率較優(yōu)，X－43的活化效果優(yōu)于X－41和硫酸銅.

3.3 閉路試驗

通過以上選銅優(yōu)化試驗、選鋅優(yōu)化試驗，結合生產現(xiàn)場的工藝流程及藥劑制度，進行閉路試驗，試驗流程見圖4，結果見表8.

由表8試驗結果可知，優(yōu)化流程以及藥劑制度后可得到品位和回收率分別為20．24%和51．20%的銅精礦，品位和回收率分別為48．88%和91．08%的鋅精礦，試驗指標優(yōu)異.

圖3 鋅活化劑種類試驗流程圖Fig.3 The flowsheet of of Zn activators on marrmatite minerals

表7 鋅活化劑種類試驗結果Table 7 The experiment results of Zn activators on marmatite minerals %

圖4 閉路試驗流程圖Fig.4 The flowsheet of closed circuit flotation

表8 閉路試驗結果Table 8 The experiment results of closed circuit flotation %

3.4 產品分析

優(yōu)化工藝流程及藥劑制度后，閉路浮選銅、鋅精礦指標分別見表9和表10.

表9 浮選銅精礦指標Table 9 The chemical analysis results of copper minerals %

表10 浮選鋅精礦指標Table 10 The chemical analysis results of zinc minerals %

銅鋅精礦產品分析結果表明，優(yōu)化工藝流程與藥劑制度后，銅精礦和鋅精礦品位分別提高了6．35和3．62個百分點；銅精礦中銅、銀的回收率分別提高了8．42和7．03個百分點；鋅精礦中鋅、銦、銀和鎘的回收率分別提高了3．91、1．47、5．08和3．85個百分點.

4 結語

a．選銅作業(yè)優(yōu)化銅捕收劑，增加銅粗精礦再磨，選鋅作業(yè)采用新型活化劑X－43替代硫酸銅，能實現(xiàn)文山都龍礦區(qū)難選多金屬硫化礦中銅鋅的高效分離，銅精礦和鋅精礦品位分別提高了6．35和3．62個百分點.

b．文山都龍礦區(qū)鋅錫銅難選多金屬硫化礦原礦有價元素品位較低，進行優(yōu)化試驗研究，可得到品位和回收率分別為20．24%和51．20%的銅精礦，含銀312．70 g／t；品位和回收率分別為48．88%和91．08%的鋅精礦，含銦742．36 g／t.

c．X－43能選擇性地活化文山都龍礦區(qū)鐵閃鋅礦，可在低堿條件下實現(xiàn)鋅－硫的高效分離，實現(xiàn)鋅精礦及共伴生銦等稀貴金屬的高效富集，選別指標優(yōu)于硫酸銅.

致謝

國家自然科學基金面上項目（51174103）、云南省應用基礎研究計劃項目重點項目（2014FA027）、云南省教育廳科學研究基金一般項目（2014Y085）、云南省校人才培養(yǎng)項目（KKSY201221138）為本論文研究提供了資金資助，在此表示衷心的感謝！

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Optimal test of marmatite with new activator X-43

XIE Xian1,2,3,TONG Xiong1,2,3,HOU Kai1,2,3,WANG Xiao1,2,3,HAN Bing1,2,3,YANG Zi-xuan1,2,3
1.State Key Laboratory of Complex Nonferrous Metal Resources Clean Utilization,Kunming 650093,China; 2.Faculty of Land Resource Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China; 3.Yunnan Province Engineering Research Center for Reutilization of Metal Tailings Resources,Kunming 650093,China

Flotation of sphalerite and marmatite has some problems with copper sulfate as activator,such as low activation efficiency and poor selectivity,and the activation of sphalerite and marmatite at a high pH decreases the recovery of precious metal associated with sphalerite and marmatite.To improve the efficiency and the selectivity of activation processes and lower the pH value of pulp,a novel activator is necessary for activation of sphalerite and marmatite.X-43 is a kind of activator for Zinc Sulphide Ores.It can replace the conventional activator copper sulfate to active the zinc sulfide minerals,and its selectivity is good.Based on the optimal tests of the refractory Zn-Sn-Cu polymetallic sulphide ores in Dulong Mine,the results show that X-43 activates the refractory marmatite effectively,and depresses the iron containing sulphide ores to some extent compared with copper sulfate；the grade and the recovery of Zinc in Zinc concentrate increase 3.62% and 3.91%respectively.

new activator;polymetallic ore;selective activation;marmatite

TD923

A

10.3969/j.issn.1674-2869.2015.05.002

1674-2869（2015）05-0006-05

本文編輯：龔曉寧

2015－5－5

國家自然科學基金面上項目（51174103）；云南省應用基礎研究計劃項目重點項目（2014FA027）；云南省教育廳科學研究基金一般項目（2014Y085）；云南省校人才培養(yǎng)項目（KKSY201221138）

謝賢（1981-），男，湖南懷化人，講師，博士.研究方向：有色金屬分選理論與工藝.