四川某銅鉛鋅復(fù)雜難選多金屬礦石選礦工藝優(yōu)化研究與實踐

郭萬進

（白玉縣銀興礦業(yè)有限公司）

四川某銅鉛鋅復(fù)雜難選多金屬礦選礦廠采用銅、鉛、鋅依次優(yōu)先浮選流程，生產(chǎn)指標(biāo)很不理想，嚴(yán)重影響了企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。為解決企業(yè)面臨的實際問題，在消化吸收前人研究成果和生產(chǎn)實踐成果的基礎(chǔ)上［1-5］，進行了大量的工藝技術(shù)優(yōu)化研究與實踐。

1 礦石性質(zhì)

四川某銅鉛鋅復(fù)雜難選多金屬礦床有價組分多，且含量較高。礦石中主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、黝銅礦（以富含銻的黝銅礦為主）、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦，另見少量銅藍、毒砂和一定數(shù)量的鉛礬、白鉛礦、菱鋅礦、赤鐵礦、褐鐵礦，金屬礦物嵌布關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜；非金屬礦物主要有石英、透輝石、簾石類、方解石、石榴石、角閃石、綠泥石、重晶石及絹云母；銀的獨立礦物是輝銀礦。礦石中有回收價值的礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦，其次為黃銅礦、黝銅礦、輝銀礦等。

（1）黝銅礦（（Cu，Zn，F(xiàn)e，Ag）1（2Sb，As）4S13）。黝銅礦是最主要的銅礦物，而且絕大部分的銀、砷、銻均為其所載，因而黝銅礦是礦石中最重要的有價元素銀、銅及有害元素砷、銻的載體礦物。黝銅礦中除銅、銻、銀、砷、硫外，還含有一定量的鋅和鐵。以中粒結(jié)構(gòu)與其他硫化物組成邊界簡單的集合體是黝銅礦主要的嵌布方式，這種嵌布關(guān)系因受蝕變和交代作用，有時變得十分復(fù)雜；約35%的黝銅礦呈細粒（-0.074 mm）狀分散嵌布于脈石或其他硫化物中。

（2）黃銅礦（CuFeS2）。黃銅礦是次要的銅礦物，其嵌布特征比黝銅礦復(fù)雜，粒度較細，大部分的黃銅礦與其他硫化物組成集合體，因硫化物之間復(fù)雜的交代關(guān)系而使粒度較細的黃銅礦接觸邊界復(fù)雜化，閃鋅礦中亦偶見極細的黃銅礦析出，黃銅礦較難解離。

（3）方鉛礦（PbS）。方鉛礦是最主要的鉛礦物，屬于嵌布粒度較細的硫化物，在與其他重要硫化物形成中粗粒集合體時，在礦物中其粒度相對較小，與閃鋅礦及黝銅礦的關(guān)系都相當(dāng)密切，此外，亦常見以細脈狀嵌布在脈石礦物的微細裂隙中。

（4）閃鋅礦（（Zn，F(xiàn)e）S）。閃鋅礦多呈中粒與其他硫化物組成集合體，與硫化銅間關(guān)系密切，但邊界較規(guī)則，亦常見獨立呈脈狀嵌布，以及在黃鐵礦顆粒間呈細粒狀充填和在脈石中呈極細粒嵌布，閃鋅礦的嵌布粒度相對較粗，但粒度變化范圍很大，嵌布形態(tài)復(fù)雜。作為主體硫化物，閃鋅礦也常常交代先期形成的其他硫化物而使嵌布關(guān)系復(fù)雜化，部分閃鋅礦內(nèi)部存在的黃銅礦析出物亦將影響銅、鋅礦物的分離。

（5）黃鐵礦（FeS2）。黃鐵礦不是回收對象，在硫化物中粒度較粗，且含量較高，與其他有價礦物的關(guān)系很密切，還是載金、銀的礦物，有價礦物常沿其粒間充填，復(fù)雜的交代關(guān)系影響它們之間的解離；黃鐵礦內(nèi)部也見有無法解離的黝銅礦、方鉛礦及閃鋅礦微細包體。

礦石中閃鋅礦的嵌布粒度相對較粗，黝銅礦次之，方鉛礦及黃銅礦的嵌布粒度較細。

2 2018年前的生產(chǎn)工藝流程及指標(biāo)

現(xiàn)場入選礦石綜合品位基本穩(wěn)定在5%～7%，其中銅品位0.2%～0.3%，鉛1.9%～2.5%，鋅2.8%～4.0%，銀70～80 g/t。對此礦石，國內(nèi)多家科研院所都未能獲得理想的銅鉛混浮再分離效果，因而，現(xiàn)場2018年前一直采用銅鉛鋅全優(yōu)先浮選流程，即礦石經(jīng)兩段連續(xù)磨礦（-200目65%）后進入浮選作業(yè)，其中選銅采用2粗2掃2精浮選流程，選鉛采用2粗3掃4精浮選流程，選鋅采用1粗3掃2精浮選流程（圖1）。該工藝的突出問題是銅精礦品位較低、鉛鋅含量較高，影響了后續(xù)鉛鋅的回收。2015—2017年銅精礦生產(chǎn)指標(biāo)見表1，鉛回收率分別為63.86%、62.84%、63.57%，鋅回收率分別為82.83%、81.03%、80.76%。

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從表1可以看出，2015—2017年，銅精礦含雜（鉛+鋅）在30%左右，嚴(yán)重超標(biāo)，鉛鋅進入銅精礦影響后續(xù)鉛鋅的回收，而且銅回收率偏低。進一步的研究表明，造成這種現(xiàn)象的主要原因是磨礦細度偏低和藥劑制度不合理。

3 提高磨礦細度的措施

3.1 影響銅精礦指標(biāo)的原因分析

為了確認銅礦物與鉛鋅礦物未充分解離是導(dǎo)致銅精礦含雜質(zhì)鉛鋅較高的原因，對銅精選1產(chǎn)品分別進行篩析。礦石經(jīng)一段磨礦—螺旋分級機分級—分級溢流水力旋流器分級—沉沙進二段磨礦—旋流器溢流銅粗選—粗精礦1次精選流程處理，該流程的精選1精礦、精選1尾礦篩析結(jié)果見表2、表3。

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從表2可以看出，無論是銅精選1精礦還是銅精選1尾礦，各粒級鉛鋅含量與銅品位呈正相關(guān)關(guān)系，表明無論粗細粒級，銅與鉛鋅的富集程度差異都不大，這符合銅礦物與鉛鋅礦物沒有有效解離的特征。因此，要提銅降鉛鋅，必須提高銅礦物與鉛鋅礦物的解離度。

3.2 鋼球規(guī)格調(diào)整

改造前，生產(chǎn)上一段磨礦主要補加φ120 mm規(guī)格的鋼球，二段磨礦主要補加φ80 mm規(guī)格的鋼球。在不改變磨礦工藝及設(shè)備的情況下要提高磨礦細度，可選擇對添加的鋼球規(guī)格進行調(diào)整，即一段磨礦主要補加φ100 mm、φ80 mm規(guī)格的鋼球，二段磨礦主要補加φ60 mm規(guī)格的鋼球。

通過現(xiàn)場試驗，不斷優(yōu)化鋼球配比，使最終磨礦細度達到-200目70%。磨礦細度提高后，銅精礦含雜明顯下降，各項選礦技術(shù)指標(biāo)有較大的改善。磨礦細度提高后的銅精礦指標(biāo)見表4。

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從表4可以看出，磨礦細度提高到-200目70%后，銅精礦銅品位從16.37%提高至18.64%，鉛鋅總含量由約31%降至25.66%，銅回收率從69.27%提高至75.85%，鉛、鋅回收率由10.75%、5.35%下降至8.82%和4.83%，銅精礦提銅降雜效果明顯。

4 銅精選藥劑制度優(yōu)化

（1）2018年5月現(xiàn)場磨礦細度的提高在一定程度上改善了選銅效果，但指標(biāo)仍不理想。2018年7月中旬開始了藥劑制度優(yōu)化研究與工業(yè)試驗，確定在銅精選1添加75 g/t硫化鈉。藥劑優(yōu)化調(diào)整后的銅精礦生產(chǎn)指標(biāo)見表5。

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從表5可以看出，銅精選1添加適量硫化鈉對鉛有一定的抑制作用。

（2）為了避免鉛浮選作業(yè)硫酸鋅用量過大影響鉛的回收，將選鉛作業(yè)硫酸鋅的添加位置從鉛粗選改至鉛精選1和鉛精選4，總用量由500 g/t降至300 g/t。

（3）對浮鉛捕收劑906用量及添加地點進行了適當(dāng)調(diào)整，即從以前粗選添加30 g/t調(diào)整為粗選添加40 g/t，掃選1添加10 g/t，鉛回收率大幅度提升至75.14%。

（4）在鋅掃選1作業(yè)強化了對鋅的回收，即在該作業(yè)添加了50 g/t硫酸銅及10 g/t丁基黃藥，鋅回收率提升至87.89%。

5 工藝流程改造

（1）公司利用2018年底礦山井下運輸系統(tǒng)改造、選礦廠停產(chǎn)的時機，對銅浮選、鋅浮選流程進行了局部改造，即由2次銅粗選改為1次銅粗選，銅、鋅各增加1次精選作業(yè)，改造后的銅精礦生產(chǎn)指標(biāo)見表6。

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從表6可以看出，銅粗選改為1次銅粗選，銅、鋅各增加1次精選作業(yè)，改造后的銅精礦品位上升了0.43個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.49、1.69個百分點，銅回收率提高了0.40個百分點，鉛、鋅回收率分別下降了0.39、0.36個百分點，進一步實現(xiàn)了提銅降雜目標(biāo)。

（2）雖然上述措施對提銅降雜有一定的作用，但效果仍不夠理想，銅精礦含鉛鋅仍然比較高。生產(chǎn)流程考察表明，造成這種現(xiàn)象的重要原因是銅精選1尾礦鉛品位在15%左右，鋅品位在11%左右，鉛鋅礦物與銅礦物多以連生體形式存在，且鉛鋅礦物表面吸附有浮銅捕收劑，直接返回銅粗選，一定程度上會惡化浮選分離效果。為了減少這些連生體的量，改善提銅降雜效果，2019年7月將銅精選1尾礦返回二段磨礦進行再磨和殘留藥劑清洗。工業(yè)試驗取得了預(yù)期的效果。改造后的工藝流程見圖2，生產(chǎn)指標(biāo)見表7。

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從表7可以看出，銅精選1尾礦返回二段磨礦后，銅精礦品位上升了1.01個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.58、0.47個百分點，銅回收率提高了0.24個百分點，鉛、鋅回收率分別下降0.05、0.09個百分點，進一步實現(xiàn)了提銅降雜目標(biāo)。

6 銅鉛浮選全部用清水工業(yè)試驗

2020年4月以前，銅鉛浮選生產(chǎn)用水主要為回水（清水作為補加水），考慮到回水中殘留藥劑的不良影響，現(xiàn)場將銅鉛浮選作業(yè)全部改用清水。使用清水后的生產(chǎn)指標(biāo)見表8。

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從表8可以看出，銅鉛浮選作業(yè)全部改用清水后，銅精礦品位下降了0.25個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.29、0.10個百分點，銅回收率提高了0.80個百分點，鉛、鋅回收率分別下降0.20、0.25個百分點；鉛精礦鉛回收率從63%左右提高至78.94%，進一步實現(xiàn)了銅鉛鋅分離目標(biāo)。

7 結(jié)語

（1）針對現(xiàn)場銅精礦含鉛鋅偏高的問題，首先從磨礦細度入手，通過調(diào)整一段、二段球磨機鋼球制度，使磨礦細度由-200目65%提高到-200目70%，銅精礦銅品位從16.37%提高至18.64%，鉛鋅總含量由約31%降至25.66%，銅回收率從69.27%提高至75.85%，鉛、鋅回收率由10.75%、5.35%下降至8.82%和4.83%，銅精礦提銅降雜效果明顯。

（2）2018年7月中旬開始的藥劑制度優(yōu)化：銅精選1添加75 g/t硫化鈉；選鉛作業(yè)硫酸鋅的添加位置從鉛粗選改至鉛精選1和鉛精選4，總用量由500 g/t降至300 g/t；對浮鉛捕收劑906用量及添加地點進行適當(dāng)調(diào)整，即從以前粗選添加30 g/t調(diào)整為粗選添加40 g/t，掃選1添加10 g/t；鋅掃選1添加50 g/t硫酸銅及10 g/t丁基黃藥。這一系列的藥劑制度優(yōu)化，使銅、鉛、鋅精礦指標(biāo)得到大幅度改善。

（3）將2次銅粗選改為1次銅粗選，銅、鋅各增加1次精選作業(yè)，使銅精礦品位上升了0.43個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.49、1.69個百分點，銅回收率提高了0.4個百分點，鉛、鋅回收率分別下降了0.39、0.36個百分點；銅精選1尾礦返回二段磨礦，既清洗了礦物表面殘留的藥劑，也提高了銅礦物與鉛鋅礦物的解離度，使銅精礦品位上升了1.01個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.58、0.47個百分點，銅回收率提高了0.24個百分點，鉛、鋅回收率分別下降0.05、0.09個百分點。

（4）銅鉛浮選作業(yè)全部改用清水后，銅精礦品位下降了0.25個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.29、0.10個百分點，銅回收率提高了0.80個百分點，鉛、鋅回收率分別下降0.20、0.25個百分點；鉛精礦鉛回收率從63%左右提高至78.94%。