馬尾山銅鋅鉛銀硫多金屬礦銅浮選試驗(yàn)研究

鮑 雷 胡 崴 孫 銳

（1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊(duì)；2.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司）

安徽省司爾特肥業(yè)股份有限公司下屬的宣城市宣州區(qū)馬尾山銅鋅鉛銀硫多金屬礦具有礦物組成復(fù)雜，種類繁多等特征，其中金屬礦物主要以黃銅礦為主。礦石中銅品位0.37%～0.79%、鉛品位0.40%～0.90%、鋅 品 位1.66%～1.92%、硫 品 位15.78%～17.48%、鐵品位21.49%～21.80%、銀品位27.00～54.00 g/t、金品位0.15～0.30 g/t，屬復(fù)雜難選低品位銅鉛鋅硫多金屬礦。近年，市場對精銅礦需求量巨大，應(yīng)礦山企業(yè)要求，對銅礦石進(jìn)行最優(yōu)浮選試驗(yàn)研究，以提高銅礦利用率，節(jié)約礦山成本。

1 礦物學(xué)特征

礦石中的礦物賦存形式復(fù)雜，銅礦物主要以黃銅礦的形式存在，含有少量黃鐵礦，磁鐵礦含量極少。非金屬礦物以方解石、透輝石、石英為主［1-2］。

1.1 礦物結(jié)構(gòu)特征

（1）脈狀結(jié)構(gòu)。銀砷黝銅礦、黃銅礦、方鉛礦組成網(wǎng)脈狀交代閃鋅礦。

（2）壓碎結(jié)構(gòu)。黃鐵礦多被壓碎成碎斑、碎粒，經(jīng)裂紋發(fā)育后被石英充填。

（3）交代骸晶結(jié)構(gòu)。黃鐵礦自形晶被磁黃鐵礦交代，從中心向邊緣呈骸晶結(jié)構(gòu)分布。

（4）填隙結(jié)構(gòu)。黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦沿脈石粒間充填。

（5）花崗變晶結(jié)構(gòu)。膠狀黃鐵礦重結(jié)晶成為黃鐵礦，與粒狀分布的磁黃鐵礦相互鑲嵌。

1.2 礦物構(gòu)造特征

（1）塊狀構(gòu)造。黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦、磁黃鐵礦組成致密塊狀結(jié)構(gòu)。

（2）脈狀構(gòu)造。黃銅礦呈不規(guī)則脈狀穿切方鉛礦、閃鋅礦。

（3）浸染狀構(gòu)造。黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦呈稠密不等浸染狀分布。

馬尾山礦石中礦物包裹交代明顯，其中黃銅礦多被方鉛礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦包裹交代；方鉛礦和黃銅礦常相互連生包裹，并形成致密的連生體和集合體，嵌布特征復(fù)雜，相互分離困難。礦物典型構(gòu)造特征見圖1～圖4。

2 選礦試驗(yàn)方案

礦石工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，馬尾山銅鉛鋅硫多金屬礦中原礦銅含量0.79%，屬于復(fù)雜難選低品位銅硫多金屬礦［3］，其中銅礦物以黃銅礦為主。礦石中礦物嵌布特征復(fù)雜，銅礦物嵌布粒度較細(xì)，且銅與礦石中的鉛、鋅礦物單體解離較差，對該多銅鉛鋅硫金屬礦的選礦回收不利，再加上黃鐵礦、磁黃鐵礦及銅離子的干擾，導(dǎo)致銅、鉛、鋅、硫礦物間浮選分離困難。

根據(jù)工藝礦物學(xué)和影響因素研究結(jié)果，進(jìn)行詳細(xì)的銅選礦試驗(yàn)研究，以確定適合該銅硫礦石的最佳工藝流程和藥劑制度，研究對銅礦石的利用提升程度，并選擇最優(yōu)試驗(yàn)結(jié)果［4］。

3 試驗(yàn)設(shè)備及藥劑

試驗(yàn)用礦量1 000 g，磨礦濃度66.7%，磨礦采用XMB2000.05×240型三輥四筒磨礦機(jī)與XMQ240×90型錐形球磨機(jī)。

銅礦石浮選采用XFD系列單槽和XFG系列掛槽浮選機(jī)。試驗(yàn)藥劑除捕收劑、起泡劑為工業(yè)級外，其他藥劑均為分析純，用水為試驗(yàn)室清水。礦漿pH值和礦漿電位使用哈納pH211A型酸度離子計(jì)測定，所配電極為HI1131B玻璃復(fù)合電極。

4 銅浮選試驗(yàn)

4.1 捕收劑種類條件試驗(yàn)

參照有關(guān)銅礦物浮選試驗(yàn)，銅粗選捕收劑種類的選擇是關(guān)鍵［5］。固定磨礦細(xì)度-0.074 mm 70%，ZnSO4+Na2SO3用量（200+200）g/t，石灰用量1 500 g/t，2#油用量21 g/t，捕收劑用量60 g/t，考察多種捕收劑對銅浮選指標(biāo)的影響。捕收劑種類試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

由表1可知，各種捕收劑對銅礦物均有一定的捕收能力，其中LP-01對銅礦物的選擇性最好，銅選礦指標(biāo)最佳，此時可獲得含銅4.45%，銅回收率29.77%的銅精礦。因此，選取LP-01作為銅粗選的捕收劑。

4.2 捕收劑LP-01用量條件試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度-0.074 mm70%，ZnSO4+Na2SO3用量（200+200）g/t，石灰用量1 500g/t，進(jìn)行粗選LP-01用量試驗(yàn)。為充分發(fā)揮LP-01的效果，起泡劑改用與LP-01配套的LQ-01，并固定其用量為7 g/t。試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

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由表2可知，隨著LP-01用量的增加，銅回收率升高；當(dāng)LP-01用量為35 g/t時，銅回收率較高；若繼續(xù)增大LP-01用量，銅回收率升高不明顯，銅品位降幅較大；故選取LP-01用量35 g/t適宜。

4.3 ZnSO4+Na2SO3用量條件試驗(yàn)

由于ZnSO4+Na2SO3組合抑制劑對銅礦石中鉛、鋅礦物具有較好的抑制作用，能在很寬的pH值范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)銅礦物的浮選，故采用組合抑制劑ZnSO4+Na2SO3作銅粗選鋅礦物的抑制劑，并固定其質(zhì)量配比為1∶1。固定磨礦細(xì)度-0.074 mm70%，LP-01用量35 g/t，石灰用量1 500 g/t，2#油用量21 g/t，進(jìn)行組合抑制劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知，當(dāng)ZnSO4+Na2SO3用量為（300+300）g/t時，銅粗精礦浮選指標(biāo)最好，故選取組合抑制劑用量為（300+300）g/t。

4.4 ZnSO4+Na2SO3配比試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度-0.074 mm70%，LP-01用量35 g/t，石灰用量1 500 g/t，2#油用量21 g/t，ZnSO4+Na2SO3總用量600 g/t，進(jìn)行組合抑制劑質(zhì)量配比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

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由表4可知，當(dāng)ZnSO4與Na2SO3的質(zhì)量配比為2∶1時，銅粗精礦浮選指標(biāo)最好；故選取組合抑制劑ZnSO4與Na2SO3的質(zhì)量配比為2∶1，即ZnSO4用量400 g/t，Na2SO3用量200 g/t。

4.5 石灰用量條件試驗(yàn)

石灰對銅礦石中的Zn、S礦物具有一定的抑制作用，且石灰用量的多少對銅浮選指標(biāo)影響較大。因此，固定磨礦細(xì)度-0.074 mm70%，LP-01用量35 g/t，ZnSO4+Na2SO3總用量（2∶1）600 g/t，2#油用量21 g/t，考察石灰用量（礦漿pH值）對銅浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，隨石灰用量的增加，銅品位和銅回收率均升高；當(dāng)?shù)V漿pH值為8.0時，銅回收率最佳；因此，選取石灰用量1 000 g/t，即礦漿pH值為8.0。

4.6 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

磨礦細(xì)度決定了有價金屬礦物與脈石礦物及金屬礦物之間的單體是否充分解離。固定LP-01用量35 g/t，ZnSO4+Na2SO3用量（2∶1）600 g/t，2#油用量21 g/t，石灰用量1 000 g/t，進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

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由表6可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，銅回收率升高；當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm75%時，銅浮選指標(biāo)最佳，可獲得含銅4.11%、銅回收率41.61%的銅精礦；故選取磨礦細(xì)度-0.074 mm75%適宜。

4.7 銅精選次數(shù)對銅浮選的影響

為得到合格品位的銅精礦，進(jìn)行了銅粗精礦精選次數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)條件及流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

由表7可知，銅粗精礦經(jīng)過3次精選即可獲得品位較高的銅精礦，此時可獲得含銅14.69%，銅回收率31.83%的銅精礦；此后若繼續(xù)增加精選次數(shù)，銅精礦中的銅品位略有升高，但回收率降幅較大，因此確定銅精選次數(shù)為3次。

4.8 銅優(yōu)先浮選閉路試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)及開路試驗(yàn)所確定的各工藝條件和藥劑制度，進(jìn)行了全閉路流程試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

由表8可知，銅優(yōu)先浮選工藝方案在原礦含銅0.21%的基礎(chǔ)上，可獲得含銅8.02%、銅回收率40.86%的銅鉛精礦。

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5 結(jié)論

（1）馬尾山銅鋅鉛銀硫多金屬礦試驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳試驗(yàn)條件下，3次精選試驗(yàn)可獲得銅品位14.69%、銅回收率31.83%的銅精礦，全流程閉路試驗(yàn)可獲得銅品位8.02%、銅回收率40.86%的銅鉛精礦。

（2）試驗(yàn)所得新工藝的浮選條件生產(chǎn)過程穩(wěn)定，易于操控，適應(yīng)性強(qiáng)，指標(biāo)穩(wěn)定；但對于礦石中的鋅、鉛、硫等礦物的綜合回收研究較少，后續(xù)將提升對鋅、鉛、硫等礦物的綜合回收，更有利于礦山環(huán)境保護(hù)及清潔生產(chǎn)。