低品位銅鉛鋅鐵復(fù)雜多金屬資源清潔高效綜合利用技術(shù)研究與應(yīng)用

荊曉雷，鄭桂兵，任愛軍，閻文強(qiáng)，劉云志

（1.赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025462；2.北京礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100160）

由于礦產(chǎn)資源稟賦的特點(diǎn)，大力發(fā)展清潔、高效、綠色的選礦技術(shù)，是開發(fā)多金屬難處理礦技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。銅鉛鋅多金屬硫化礦是典型的復(fù)雜多金屬資源，其高效綜合利用一直是選礦領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)[1]。

1 主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)成果

為了盡可能獲得合格的精礦和較高的金屬回收率，在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，紅嶺多金屬礦聯(lián)合北京礦冶研究總院創(chuàng)新性地開發(fā)出了“銅鉛混選再分離-混選尾礦選鋅-選鋅尾礦選鐵”主干工藝流程，獲得了銅品位21.37%、含鉛5.82%、含鋅10.28%的銅精礦，銅回收率為49.24%；鉛精礦鉛品位58.66%、含銅5.72%、含鋅4.58%，鉛回收率51.21%；鋅精礦品位50.29%、含銅0.53%，鋅回收率為91.83%，獲得了合格的銅精礦、鉛精礦、鋅精礦和鐵精礦，為實(shí)現(xiàn)紅嶺多金屬礦綜合回收、科學(xué)利用和提質(zhì)增效邁出了重要的一步。通過藥劑分子設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)出新型銅鉛分離小分子抑制劑BK510-1，量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果如圖1所示，由乙硫氮、BK510-1及水與黃銅礦、方鉛礦的相互作用能、前線軌道能量和費(fèi)米能級(jí)分析可知，BK510-1更易于吸附在黃銅礦表面，而乙硫氮更易于吸附于方鉛礦表面，且相互作用都強(qiáng)于水分子?；诖擞?jì)算結(jié)果，成功開發(fā)了一種黃銅礦選擇性抑制劑BK510-1，該藥劑應(yīng)用于紅嶺多金屬礦銅鉛分離作業(yè)，成功實(shí)現(xiàn)了無(wú)鉻銅鉛分離。

圖1 藥劑與礦物作用量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果

開發(fā)了“中礦跨越式返回-一段磨礦異步解離”技術(shù)。在現(xiàn)有的設(shè)備條件下，將銅鉛混選精選作業(yè)低解離度中礦返回一段磨礦作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)礦物異步解離，改善了銅鉛浮選環(huán)境，提高了分離指標(biāo)。

為消除銅鉛分離作業(yè)的銅鋅礦物連生體對(duì)浮選指標(biāo)的影響，在盡量避免有用礦物過磨的前提下，將銅礦物解離度相對(duì)較低的精選中礦的返回位置從銅鉛混選粗選作業(yè)調(diào)整為一段磨礦作業(yè)，中礦返回位置跨越式的調(diào)整實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)礦物解離度的精準(zhǔn)控制。采用“多碎少磨”的理念，改變?nèi)肽デ皺z查篩分作業(yè)的篩孔尺寸（由16mm降低到12mm），降低了入磨礦石粒度，在提高礦石處理量的同時(shí)強(qiáng)化了目標(biāo)礦物的解離效果，磨礦細(xì)度從65%提高到70%，為浮選分離創(chuàng)造了條件。

選礦車間生產(chǎn)用水包括：尾礦回水、井下水和清水，其中磨浮系統(tǒng)流程用水全部為尾礦回水。

通過研究殘余重金屬離子和有機(jī)藥劑在尾礦中的生命周期，結(jié)合尾礦廢水pH環(huán)境，將所有精礦過濾水與尾礦集中排至尾礦庫(kù)，使礦漿中大部分殘留藥劑實(shí)現(xiàn)自然降解，并通過增加銅鉛混選作業(yè)含鋅礦物抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉用量和精準(zhǔn)控制選礦過程中活化劑硫酸銅用量等措施，減小直至消除了回水中殘留藥劑對(duì)銅鉛混浮的影響，實(shí)現(xiàn)了回水全部循環(huán)利用。

2 技術(shù)成果應(yīng)用前后指標(biāo)對(duì)比

通過技術(shù)創(chuàng)新，紅嶺多金屬礦各產(chǎn)品的互含大幅降低，提高了精礦產(chǎn)品的質(zhì)量，成果應(yīng)用前后主要指標(biāo)對(duì)比，銅回收率提高45%左右；鉛回收率由13.78%提高到51.56%；在鋅原礦品位下降38.8%（由3.71%降低至2.26%）的情況下，鋅精礦維持了93%左右的回收率；提高了Au、Ag在鉛精礦和銅精礦中的富集（鉛精礦含Au 4.07g/t，含Ag 4390 g/t，銅精礦含Au1.48g/t，含銀950g/t），Au、Ag在銅精礦和鉛精礦中的總回收率分別為22.51%、68.2%。

3 第三方評(píng)價(jià)

該技術(shù)成果已通過中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織的評(píng)價(jià)會(huì)?？萍汲晒傮w評(píng)價(jià)結(jié)論認(rèn)為：“該成果整體技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平，其中伴生低品位鉛的綜合回收技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先”。

4 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

通過該項(xiàng)目研究成果在生產(chǎn)上的應(yīng)用和實(shí)施，使選礦技術(shù)指標(biāo)都有了明顯提升，尤其是銅回收率由原來(lái)的21.44%提高到了76.85%，鉛回收率由13.78%提高到51.56%，并提高了貴金屬金、銀在銅鉛精礦中富集，實(shí)現(xiàn)了金的計(jì)價(jià)銷售；關(guān)鍵含雜指標(biāo)鋅含銅、銅含鋅降低明顯，鋅含銅由0.64%降低到0.42%；銅含鋅由20.19%降低到11.88%。通過選礦指標(biāo)的提升，提高了金屬產(chǎn)量，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，可為企業(yè)年增加經(jīng)濟(jì)收入3000多萬(wàn)元。

5 結(jié)論

本技術(shù)成果由赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司、北京礦冶研究總院歷經(jīng)6年共同完成，開發(fā)了適合紅嶺多金屬礦的“銅鉛混選再分離-混選尾礦選鋅-選鋅尾礦選鐵”的主干工藝流程，形成了集精準(zhǔn)控制、流程優(yōu)化、新藥劑應(yīng)用為一體的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了低品位銅鉛鋅鐵復(fù)雜多金屬資源清潔高效綜合利用技術(shù)的在工業(yè)應(yīng)用中的穩(wěn)定高效運(yùn)行，使得主要有價(jià)金屬元素包括鐵、鋅、銅、鉛等，另外還伴生有金、銀等元素得到有效回收，大大提升了其綜合利用率，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)。該技術(shù)難題的成功突破，對(duì)于提高紅嶺多金屬硫化礦資源的高效回收具有重要意義，同時(shí)對(duì)拉動(dòng)周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。