青海某復(fù)雜多金屬礦新型藥劑浮選試驗研究*

王 丞，朱恩領(lǐng)，李 敏，何愛婷，羅文成，彭建城，楊明賀

（1.青海鴻鑫礦業(yè)有限公司，青海 格爾木 816099；2.索爾維投資有限公司，上海 201108）

我國在世界有色金屬工業(yè)中扮演著極其重要的角色。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，2020年我國主要有色金屬（銅、鋁、鉛、鋅）產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的52%，消費(fèi)量約占全球消費(fèi)總量的57%。預(yù)計在來較長時期內(nèi)，中國有色金屬生產(chǎn)和消費(fèi)大國的地位仍難以動搖，但中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對大宗有色金屬的依賴將會逐漸減弱，也必然會對全球有色金屬工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[1-3]。銅鉛鋅多金屬礦在世界上的分布比較廣泛，但大部分礦石礦物類型復(fù)雜，共伴生元素較多，尤其是隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)利用，有價金屬的回收顯得尤為重要，因此如何通過技術(shù)優(yōu)化來實現(xiàn)銅鉛鋅硫化礦中各類礦物的高效分離和富集，對該類提高的資源利用率具有十分重要的意義[4-5]。

青海某銅鉛鋅礦石構(gòu)造主要為：“星散-稀疏-稠密”浸染構(gòu)造，次塊狀-塊狀構(gòu)造，金屬礦物主要具自形-半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)，主要目的礦物方鉛礦與黃銅礦、斑銅礦，銅鉛嵌布粒度極細(xì)且不均勻。該選廠采用“銅鉛混選-銅鉛分離-鉛尾磁選-鋅硫分離”工藝流程實現(xiàn)銅鉛鋅有用礦物分離，銅鉛混選使用25#黑藥、硫酸鋅、石灰及亞硫酸鈉作為銅鉛混選浮選藥劑，銅鉛混選銅鉛精礦銅鉛品位低，且銅鉛混選尾礦金屬損失較大，為改善這個生產(chǎn)問題，使用銅鉛新型捕收劑開展小型試驗研究。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦多元素分析

表1 原礦多元素分析結(jié)果Tab.1 The multi-element analysis results of raw ore %

1.2 原礦中銅、鉛物相分析

原礦中鉛和銅的礦物物相分析結(jié)果見表2、3?？梢钥闯觯恒U的賦存狀態(tài)以硫化鉛和氧化鉛為主，其中硫化鉛占92.90%，氧化鉛占6.45%；而銅主要賦存在原生硫化銅和次生硫化銅中，硫化銅占96.68%。

表2 原礦中鉛物相分析結(jié)果Tab.2 Analysis results of lead phase in raw ore %

表3 原礦中銅物相分析結(jié)果Tab.3 Analysis results of copper phase in raw ore %

由表2和表3結(jié)果可知，礦石中鉛主要以硫化礦的形式存在，占比92.90%，其次氧化鉛為6.45%。礦石中銅主要為硫化銅，占比96.68%，少量的銅形式為氧化銅和其它銅。

2 礦石浮選

根據(jù)礦石性質(zhì)研究表明，銅鉛混合浮選重點(diǎn)是銅鉛混合精礦產(chǎn)品質(zhì)量保證及銅、鉛金屬回收率的提升，而難點(diǎn)在于銅、硫化鉛礦石的捕收劑的選擇與磁黃鐵礦的抑制，現(xiàn)階段該選礦廠采用25#黑藥作為銅鉛混選捕收劑、硫酸鋅抑制閃鋅礦、石灰為硫鐵抑制劑，以提升銅鉛混選精礦質(zhì)量；為進(jìn)一步提升銅鉛混選精礦品位及金屬回收率，采用新型藥劑確定該種礦石分離效果和最佳流程與浮選工藝參數(shù)，通過一系列條件試驗尋求該種礦石可選性試驗方案，實現(xiàn)礦石中有價金屬的回收利用和最大經(jīng)濟(jì)效益[6-10]。

試驗在該廠提供試驗報告及生產(chǎn)磨礦工藝制度條件下，確定原礦細(xì)度-0.074 mm含量占70.00%、浮選濃度40%左右為最佳浮選條件，不需要再次進(jìn)行磨礦細(xì)度與濃度探索研究。因現(xiàn)有藥劑條件未能進(jìn)一步改善生產(chǎn)現(xiàn)狀，實驗室采用優(yōu)先捕收鉛礦物和混合銅-鉛礦物的高效捕收劑8230CN、242CN或者8230CN+8151CN（鉛/銅礦物及銀礦物）、8151CN（針對銅礦物以及活化的鋅礦物的捕收劑）、起泡劑AF-20（與8230CN一起使用，有較好的協(xié)同作用）、8372CN（對硫鐵礦、毒砂有較強(qiáng)的抑制作用）的新型藥劑進(jìn)行捕收劑種類及用量、硫鐵抑制劑種類及用量、起泡劑的種類及用量等條件試驗分別進(jìn)行探索，最終實現(xiàn)了滿足現(xiàn)場銅鉛回收利用的選礦工藝參數(shù)。條件試驗原則流程如圖1所示。

圖1 條件試驗原則流程圖Fig.1 Principle flowsheet chart of condition test

2.1 銅鉛混合浮選條件試驗

2.1.1 捕收劑種類試驗

試驗條件：入選細(xì)度-0.074 mm占70.00%，ZnSO4+Na2SO3600 g/t+200 g/t，AF-20 20 g/t+10 g/t。捕收劑種類對浮選試驗影響結(jié)果見表4。

表4 捕收劑種類對浮選試驗影響結(jié)果Tab.4 Effect of collecting agent type on flotation test %

由表4的結(jié)果可以看出，與25#黑藥相比，新型藥劑242CN、8230CN、8250CN、8151CN不同藥劑組合均獲得了良好的浮選指標(biāo)，其中8230CN+8250CN組合使用作為銅鉛混選捕收劑獲得的銅鉛粗精礦含鉛品位為19.82%、含銅品位為0.66%，粗精礦中鉛回收率95.29%、銅回收率61.85%，銅鉛粗精礦鉛品位和回收率分別由17.75%和87.74%提高到19.82%和95.29%，銅品位和回收率分別由0.21%和23.81%提高到0.66%和61.85%，采用8230CN+8250CN組合使用作為銅鉛混選捕收劑能夠起到較好的捕收效果。綜合考慮，選取8230CN+8250CN作為鉛抑制劑進(jìn)行后續(xù)試驗。

圖1示，PLAGL2主要表達(dá)于陽性細(xì)胞核與胞質(zhì)中，PCa中PLAGL2陽性表達(dá)率(80.6%，83/103)高于良性前列腺增生(22.0%，11/50)，其中在PCa組織中弱陽性26例，陽性28例，強(qiáng)陽性29例，在良性前列腺增生組織中弱陽性7例，陽性4例，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，χ2=55.003，P<0.001。

2.1.2 捕收劑8230CN+8250CN用量試驗

試驗條件：入選細(xì)度-0.074 mm占70.00%，ZnSO4+Na2SO3600 g/t+200 g/t，AF-20 20 g/t+10 g/t+5 g/t+5 g/t。捕收劑8230CN+8250CN用量對浮選指標(biāo)影響結(jié)果見圖2。

圖2 8230CN+8250CN用量對浮選指標(biāo)的影響Fig.2 Effect of 8230CN+8250CN dosage on flotation indicators

由圖2結(jié)果可以看出，隨著8230CN+8250CN總用量的減少，銅粗精礦的產(chǎn)率逐漸降低，銅鉛粗精礦含鉛品位逐漸上升，含銅品位逐漸降低。當(dāng)8230CN+8250CN用量為40 g/t+30 g/t時，銅鉛粗精礦品位及回收率達(dá)到峰值。因此，選用8230CN+8250CN總用量以40 g/t+30 g/t為宜。

2.1.3 鋅礦物抑制劑種類試驗

試驗條件：入選細(xì)度-0.074 mm占70.00%，8230CN+8250CN：40 g/t+30 g/t，AF-20：20 g/t+10 g/t+5 g/t。鋅礦物抑制劑種類對浮選指標(biāo)影響結(jié)果見表5。

表5 鋅礦物抑制劑種類試驗結(jié)果Tab.5 Species test results of inhibitor depressor for zinc minerals %

由表5的結(jié)果可以看出，硫酸鋅單獨(dú)使用與亞硫酸鈉組合使用時對鋅礦物的抑制未有明顯提升，同時添加亞硫酸鈉作為鋅礦物抑制劑時對銅鉛具有一定的抑制作用，削弱了銅鉛金屬的回收效果。綜合考慮，選取硫酸鋅作為鋅礦物抑制劑進(jìn)行后續(xù)試驗。

2.1.4 硫酸鋅用量試驗

試驗條件：入選細(xì)度-0.074 mm占70.00%，8230CN+8250CN 40 g/t+30 g/t，AF-20 20 g/t+10 g/t+5 g/t。硫酸鋅用量對浮選指標(biāo)影響結(jié)果見圖3。

圖3 硫酸鋅用量對浮選指標(biāo)的影響Fig.3 Effect of zinc sulfate dosage on flotation indicators

由圖3結(jié)果可以看出，隨著硫酸鋅用量的升高，粗精礦中鋅礦物的互含比例逐漸降低，鋅回收率逐漸升高，鉛品位、銅品位和鉛回收率、銅回收率及未出現(xiàn)較大波動。當(dāng)硫酸鋅用量達(dá)到600 g/t后，繼續(xù)增加硫酸鋅用量選別指標(biāo)變化不大。因此，粗選硫酸鋅用量以600 g/t為宜。

2.1.5 粗選起泡劑種類試驗

試驗條件：入選細(xì)度-0.074 mm占70.00%，8230CN+8250CN：40 g/t+30 g/t，ZnSO4600 g/t。粗選起泡劑種類及用量對浮選試驗影響結(jié)果見表6。

表6 粗選起泡劑種類試驗結(jié)果Tab.6 Species test results of foaming agent for rough selection %

表6的結(jié)果可以看出，三種起泡藥劑2#油起泡性能最好，銅鉛粗精礦作業(yè)產(chǎn)率14.22%，但采用2#油作為粗選起泡劑時粗精礦品位迅速下降，不利于精選作業(yè)銅鉛混合精礦品位的提升；銅精礦回收率變化不大。新型藥劑MIBC與AF-20相比，起泡性能相似，對于鋅礦物的可浮性稍弱于AF-20，更加有利于后續(xù)鋅礦物的回收利用，同時相比AF-20成本更加低廉；選用MIBC獲得了粗精礦含鉛10.33%、含銅0.26%、鉛回收率96.73%、銅回收率59.12%的良好指標(biāo)。綜合考慮，本次試驗研究采用 MIBC作為浮選起泡劑。

2.1.6 精選硫鐵抑制劑種類及用量對浮選的影響

試驗條件：入選細(xì)度-0.074 mm占70.00%，8230CN+8250CN：40 g/t+30 g/t，ZnSO4：600 g/t+300 g/t+200 g/t，MIBC 20 g/t。精選硫鐵抑制劑種類及用量對浮選指標(biāo)影響結(jié)果見表7。

表7 精選硫鐵抑制劑對礦石浮選的影響試驗結(jié)果Tab.7 Test results for effect of ferric sulfide inhibitor depressor for cleaning concentration on ore flotation %

表7的結(jié)果可以看出，單獨(dú)采用8372CN作為硫鐵抑制劑不能較好地產(chǎn)生抑制效果，硫鐵上浮進(jìn)而影響了混選精礦品位；石灰抑制效果較好，采用石灰為硫鐵抑制劑時，獲得了含鉛品位70.09%、含銅品位1.42%、鉛回收率64.89%、銅回收率42.39%的混選精礦，同時促使鋅礦物互含得到有效控制，選用石灰與8372CN及石灰單獨(dú)作為硫鐵抑制時，混選精礦回收率未有明顯波動。綜合考慮，精選選用石灰作為硫鐵抑制劑以300 g/t為宜。

2.3 閉路試驗

在條件試驗與開路試驗基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗。試驗流程如圖4所示，試驗結(jié)果見表8。

圖4 閉路試驗流程Fig.4 The closed circuit test flow

表8 閉路試驗結(jié)果Tab.8 The closed circuit test results %

由表8結(jié)果可以看出，采用圖4所示閉路流程處理該礦石，可獲得含鉛品位為68.34%、含銅品位1.76%、含鋅品位4.47%、鉛回收率為93.16%、銅回收率41.23%、鋅回收率1.95%的銅鉛混合精礦。在該選廠其他工藝參數(shù)不變動情況下，使用新型藥劑有效提高鉛回收率1.45%、銅回收率13.56%，實現(xiàn)了銅鉛金屬的有效回收。

3 結(jié)語

1）青海某銅鉛鋅礦石品位偏低，主要的金屬礦物是閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦及黃鐵礦、斑銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦伴生緊密，銅鉛嵌布粒度極細(xì)且不均勻，礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造，表現(xiàn)為閃鋅礦、方鉛礦呈粒度不均勻的集合體分布于脈石礦物中。此外，由于硫、鐵含量較高，可浮性較好，難以抑制，分選難度較大；

2）實驗室采用高效捕收劑8230CN、8250CN、8230CN+8151CN、8151CN、AF-20、8372CN等一系列新型藥劑對該類礦石進(jìn)行藥劑制度優(yōu)化，最終確定了的新型藥劑8230CN、8250CN及起泡劑MIBC作為該選礦廠基本浮選藥劑；

3）采用閉路流程處理該礦石，可獲得含鉛品位為68.34%、含銅品位1.76%、含鋅品位4.47%、鉛回收率為93.16%、銅回收率41.23%、鋅回收率1.95%的銅鉛混合精礦；在該選廠其他工藝參數(shù)不變動情況下，鉛、銅回收率分別提高了1.45%、13.56%，分選效果較好。