福建某含銅鋅高硫多金屬金礦石低堿浮選工藝研究

摘要：福建某含銅鋅高硫多金屬金礦石金品位4.45 g/t、銀品位60.10 g/t、銅品位0.47 %、鋅品位2.96 %、含硫8.56 %。為提高資源利用率，在原礦工藝礦物學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行浮選試驗(yàn)研究，加入HS-1和HZ-1作為黃鐵礦與閃鋅礦的選擇性抑制劑，減少石灰用量，實(shí)現(xiàn)低堿條件下銅、鋅、硫分離。試驗(yàn)結(jié)果表明：金主要富集在高銅金精礦與含鋅金精礦中，高銅金精礦金品位35.47 g/t、銀品位614.17 g/t、銅品位5.69 %；含鋅金精礦金品位14.36 g/t、鋅品位16.07 %；金、銀、銅、鋅4種金屬的總回收率分別達(dá)到91.39 %、83.95 %、87.11 %和76.38 %，資源得到充分利用，有效提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：選擇性抑制劑；金礦；浮選；低堿；銅硫分離；多金屬

中圖分類號(hào)：TD923TD953文章編號(hào)：1001-1277（2024）11-0094-05

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20241115

引言

含金硫化礦是中國(guó)金礦的重要資源^［1］。生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，金礦物通常富集在銅精礦中，其原因?yàn)椋孩俳鸬V物與銅礦物關(guān)系比較密切，且都具有良好的可浮性，金礦物隨含銅礦物快速上浮，避免長(zhǎng)時(shí)間在礦漿中被藥劑污染而受到抑制；②含銅金精礦在冶煉時(shí)操作簡(jiǎn)單，冶煉回收率高^［2］。浮選金礦物時(shí)，通常根據(jù)不同礦物的可浮性采用優(yōu)先浮選流程，即浮銅抑鋅、鋅硫分離工藝^［3-6］。金多與硫化礦物密切共生，且二者具有相似的可浮性，因此，在低堿條件下抑制黃鐵礦、閃鋅礦等硫化礦物是實(shí)現(xiàn)金礦資源回收的關(guān)鍵^［7］。石灰是黃鐵礦最常見的低成本抑制劑，在實(shí)際生產(chǎn)中，為達(dá)到更好的抑制效果，往往會(huì)加入大量石灰，致使礦漿pH過(guò)高，進(jìn)而導(dǎo)致金、銀回收率降低^［8-9］，泡沫發(fā)黏和礦漿管道堵塞等問(wèn)題^［10-11］；抑制閃鋅礦過(guò)程中，強(qiáng)化銅、鋅分離也至關(guān)重要，否則金精礦中金、銅品位低，同時(shí)影響金回收率^［12］。

福建某含銅鋅高硫多金屬金礦石選別過(guò)程中使用大量石灰抑制黃鐵礦，導(dǎo)致礦漿pH過(guò)高（10以上）、泡沫黏稠、精礦中金品位及回收率低，銅由于品位過(guò)低而達(dá)不到計(jì)價(jià)要求，鋅也未被回收利用；針對(duì)該類礦石的綜合利用，低堿銅硫分離是目前的主要研究方向。本研究采用黃鐵礦選擇性抑制劑HS-1代替部分石灰，同時(shí)，使用HZ-1與亞硫酸鈉抑制閃鋅礦，將石灰用量減少至1 000 g/t，控制礦漿pH值在7.5以下，實(shí)現(xiàn)低堿條件下銅、鋅、硫分離及多金屬有用礦物的綜合回收利用，有效提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1原礦工藝礦物學(xué)

1.1化學(xué)成分分析

原礦化學(xué)成分分析結(jié)果如表1所示。

由表1可知：原礦中具有回收價(jià)值的金屬元素為Au、Ag、Cu、Zn，品位分別為4.45 g/t、60.10 g/t、0.47 %、2.96 %，含S 8.56 %，F(xiàn)e具有潛在回收價(jià)值。

1.2礦物組成

利用X射線衍射（XRD）和掃描電鏡確定原礦的礦物組成和主要金屬礦物的嵌布特征。XRD分析結(jié)果如圖1所示，掃描電鏡鏡下圖像如圖2所示。

由圖1可知：原礦中除金銀礦外，主要金屬礦物為黃鐵礦、閃鋅礦，少量黃銅礦等，以及石英和鎳綠泥石等脈石礦物。XRD分析結(jié)果與化學(xué)成分分析結(jié)果大致相同，F(xiàn)e主要以黃鐵礦形式存在，不考慮回收。

由圖2可知：黃鐵礦、黃銅礦、毒砂和金銀礦等與石英密切關(guān)聯(lián)。金礦物主要以細(xì)粒、微細(xì)粒形式存在于黃鐵礦、黃銅礦和石英中，部分金礦物不規(guī)則地包裹在其他礦物中，另一部分以細(xì)粒形式賦存于黃鐵礦和石英的接觸處和裂隙中。黃鐵礦以片狀、脈狀及塊狀等形式存在于石英中，并與黃銅礦、毒砂及金銀礦密切相關(guān)。黃銅礦部分以條帶狀?yuàn)A在黃鐵礦和石英之間，部分呈不規(guī)則粒狀并不均勻地分布在黃鐵礦和石英中，與黃鐵礦共生。

2024年第11期/第45卷礦業(yè)工程礦業(yè)工程黃金

1.3分選工藝探究

由化學(xué)成分分析結(jié)果可知，具有回收價(jià)值的金屬元素為金、銀、銅、鋅；掃描電鏡分析結(jié)果表明，金礦物粒度較細(xì)，且主要載體礦物為黃鐵礦，可采用浮選回收。綜合考慮，確定該礦石分選工藝分為銅浮選和鋅浮選。銅浮選將金礦磨至單體解離，抑制黃鐵礦與閃鋅礦，得到以黃銅礦為載體的高銅金精礦；鋅浮選活化選銅尾礦中的閃鋅礦，得到含鋅金精礦。

2銅浮選工藝試驗(yàn)研究

2.1磨礦細(xì)度

在礦漿pH=7.5，HZ-1用量1 400 g/t，HS-1用量16 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，丁銨黑藥用量65 g/t，2號(hào)油用量20 g/t，磨礦細(xì)度分別為-0.074 mm占比70 %、75 %、80 %、85 %、90 %條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

由表2可知：隨著磨礦細(xì)度的增加，金、銀、銅的回收率呈先上升后下降的趨勢(shì)，這是由于隨著磨礦細(xì)度的增加，有用礦物單體解離度增加；當(dāng)磨礦細(xì)度過(guò)高時(shí)，礦漿泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，礦泥包裹在礦物表面，導(dǎo)致金、銀、銅的回收率降低。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm占比80 %時(shí)，粗精礦中金、銀品位和回收率達(dá)到最高。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占比80 %。

2.2礦漿pH

在磨礦細(xì)度-0.074 mm占比80 %，HZ-1用量1 400 g/t，HS-1用量16 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，丁銨黑藥用量65 g/t，2號(hào)油用量20 g/t，石灰調(diào)節(jié)礦漿pH值分別為6.0，7.5，9.0，10.5條件下進(jìn)行礦漿pH試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3可知：當(dāng)?shù)V漿pH=6.0時(shí)，礦漿呈弱酸性，粗精礦中金品位和回收率較低；礦漿pH值增加至7.5，黃鐵礦得到有效抑制，金、銀回收率和品位上升；繼續(xù)增加礦漿pH，礦漿逐漸黏稠，金、銀浮選受到抑制，回收率下降明顯。銅品位和回收率基本隨著礦漿pH的增加而上升，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，高pH對(duì)銅浮選基本沒(méi)有抑制作用。綜合考慮，確定后續(xù)試驗(yàn)礦漿pH值為7.5。

2.3HS-1用量

研究表明，HS-1可用作黃鐵礦選擇性抑制劑，以減少石灰用量^［13］。在礦漿pH=7.5，磨礦細(xì)度-0.074 mm占比80 %，HZ-1用量1 400 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，丁銨黑藥用量65 g/t，2號(hào)油用量20 g/t，HS-1用量分別為8 g/t 、12 g/t、16 g/t、20 g/t、24 g/t條件下進(jìn)行HS-1用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

由表4可知：隨著抑制劑HS-1用量的增加，粗精礦中金、銀品位呈上升趨勢(shì)。當(dāng)HS-1用量為16 g/t時(shí)，雖然金、銀、銅的品位還未達(dá)到最高，但金、銀回收率最高，銅回收率也較高。從促進(jìn)資源回收的角度考慮，確定抑制劑HS-1用量為16 g/t。

2.4 HZ-1用量

前期探索試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在浮選過(guò)程中使用硫酸鋅與亞硫酸鈉組合抑制閃鋅礦效果不佳，而 HZ-1與亞硫酸鈉可以有效抑制閃鋅礦。在礦漿pH=7.5，磨礦細(xì)度-0.074 mm占比80 %，HS-1用量16 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，丁銨黑藥用量65 g/t，2號(hào)油用量20 g/t，HZ-1用量分別為1 000 g/t 、1 200 g/t、1 400 g/t、1 600 g/t、1 800 g/t條件下進(jìn)行HZ-1用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

由表5可知：當(dāng)HZ-1用量為1 400 g/t時(shí)，粗精礦中金、銀和銅的品位雖未達(dá)到最高，但回收率達(dá)到最高；繼續(xù)增加HZ-1用量，粗精礦中金、銅和銀的品位繼續(xù)上升，但回收率降幅明顯。綜合考慮，確定抑制劑HZ-1用量為1 400 g/t。

2.5丁銨黑藥用量

相較于丁基黃藥，丁銨黑藥在銅硫分離中對(duì)黃銅礦具有更好的選擇性，同時(shí)，丁銨黑藥來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，因此在工業(yè)中常使用丁銨黑藥作為銅礦物的捕收劑。在礦漿pH=7.5，磨礦細(xì)度-0.074 mm占比80 %，HZ-1用量1 400 g/t，HS-1用量16 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，2號(hào)油用量20 g/t，丁銨黑藥用量分別為50 g/t、60 g/t、70 g/t、80 g/t、90 g/t條件下進(jìn)行丁銨黑藥用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

由表6可知：丁銨黑藥用量較低時(shí)，粗精礦中金、銀、銅品位較高，但回收率較低；丁銨黑藥用量較高時(shí)，粗精礦中金、銀、銅品位均有所下降。當(dāng)丁銨黑藥用量為70 g/t時(shí)，粗精礦中金回收率最高，銀、銅回收率也較高。從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，確定丁銨黑藥用量為70 g/t。

3鋅浮選工藝試驗(yàn)研究

3.1硫酸銅用量

在石灰用量160 g/t，HS-1用量 2 g/t，2號(hào)油用量40 g/t，丁基黃藥用量65 g/t，硫酸銅用量分別為300 g/t、450 g/t、600 g/t、750 g/t、900 g/t條件下進(jìn)行硫酸銅用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

由表7可知：增加硫酸銅用量，粗精礦金品位和回收率呈先增加后下降趨勢(shì)。當(dāng)硫酸銅用量為600 g/t時(shí)，粗精礦金品位和回收率達(dá)到最高；繼續(xù)增加硫酸銅用量，會(huì)使粗精礦中金品位和回收率降低。綜合考慮，確定硫酸銅用量為600 g/t。

3.2丁基黃藥用量

在石灰用量160 g/t，HS-1用量2 g/t，硫酸銅用量600 g/t，2號(hào)油用量40 g/t，丁基黃藥用量分別為35 g/t、50 g/t、65 g/t、80 g/t、95 g/t條件下進(jìn)行硫酸銅用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

由表8可知：隨著丁基黃藥用量增加，粗精礦中金品位呈下降趨勢(shì)，金回收率呈先上升后下降趨勢(shì)。當(dāng)丁基黃藥用量為65 g/t時(shí)，粗精礦金回收率達(dá)到最高；繼續(xù)增加丁基黃藥用量，金回收率下降。綜合考慮，確定丁基黃藥用量為65 g/t。

4閉路試驗(yàn)

閉路試驗(yàn)藥劑制度及試驗(yàn)流程如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果如表9所示。

由表9可知：高銅金精礦中金、銀、銅、鋅的品位分別為35.47 g/t、614.17 g/t、5.69 %和4.49 %；含鋅金精礦中金品位為14.36 g/t，鋅品位為16.07 %；4種金屬元素的總回收率達(dá)到了較高水平，分別為91.39 %、83.95 %、87.11 %和76.38 %。

5結(jié)論

1）原礦工藝礦物學(xué)結(jié)果表明，該礦石為含銅鋅高硫多金屬金礦石，金品位4.45 g/t、銀品位60.10 g/t、銅品位0.47 %、鋅品位2.96 %、含硫8.56 %，主要金屬礦物為黃鐵礦、閃鋅礦，少量黃銅礦和毒砂；脈石礦物主要為石英，少量絹云母和鎳綠泥石等。

2）HS-1可選擇性抑制黃鐵礦，降低石灰用量和礦漿pH；HZ-1與亞硫酸鈉組合使用可以有效抑制閃鋅礦，實(shí)現(xiàn)低堿條件下的銅、鋅、硫分離，實(shí)現(xiàn)資源綜合回收，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3）閉路試驗(yàn)可獲得金品位35.47 g/t、銀品位614.17 g/t、銅品位5.69 %、鋅品位4.49 %的高銅金精礦，金品位14.36 g/t、鋅品位16.07 %的含鋅金精礦；金、銀、銅、鋅的總回收率為91.39 %、83.95 %、87.11 %和76.38 %。

［參 考 文 獻(xiàn)］

［1］張文釗，卿敏，牛翠袆，等.中國(guó)金礦床類型、時(shí)空分布規(guī)律及找礦方向概述［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2014，33（5）：721-732.

［2］敖順福.有色金屬礦中伴生金銀選礦進(jìn)展［J］.貴金屬，2024，45（3）：83-92，101.

［3］邱顯揚(yáng)，李強(qiáng)，王成行，等.難選高硫銅金鋅多金屬礦強(qiáng)化回收銅金試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，51（3）：513-519.

［4］李彥令，李榮改，白麗梅.河南某復(fù)雜銅鉛鋅金銀多金屬礦綜合回收工藝研究［J］.金屬礦山，2020（2）：82-87.

［5］譚欣，王中明，劉書杰，等.提高某高硫銅礦石伴生金銀指標(biāo)的試驗(yàn)研究［J］.有色金屬（選礦部分），2018（2）：20-26，30.

［6］孫呂，陳艷平，蔣太國(guó)，等.云南某多金屬礦銅鉛混合浮選工藝試驗(yàn)研究［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2024，40（3）：160-162，170.

［7］荊念文，劉潤(rùn)清，王長(zhǎng)濤，等.低堿混合浮選提高某鉛鋅礦中金浮選指標(biāo)的工藝研究［J］.礦冶工程，2022，42（3）：46-50，58.

［8］AGORHOM E，LEM J，SKINNER W，et al.Challenges and opportunities in the recovery/rejection of trace elements in copper flotation-A review［J］.Minerals Engineering，2015，78：45-57.

［9］常偉華，李秀，李博.滇東北某硫化鉛鋅礦選礦試驗(yàn)研究［J］.云南冶金，2022，51（3）：73-78.

［10］凌石生，尚衍波，王中明，等.內(nèi)蒙古某鉛鋅礦低堿度選礦工藝研究［J］.有色金屬（選礦部分），2022（2）：143-148.

［11］宋學(xué)文，朱加乾，陳波.福建川石金礦浮選試驗(yàn)研究及生產(chǎn)實(shí)踐［J］.有色金屬（選礦部分），2017（5）：23-27，63.

［12］高德水.某高硫銅鋅礦石中伴生金銀的工藝礦物學(xué)及浮選回收工藝研究［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2020，36（9）：145-147.

［13］張豪，徐寶金，王明莉，等.硫化鉛鋅礦的新型硫抑制劑作用機(jī)理研究［J］.金屬礦山，2021（9）：91-95.

Study on low-alkaline flotation process of a copper- and zinc-bearing high-sulfur polymetallic gold ore in Fujian

Wang Zhicong1，Ma Yingqiang^1，2，Huang Liya1，Chen Bo1

（1.Zijin School of Geology and Mining，F(xiàn)uzhou University;

2.State Key Laboratory of Mineral Processing Science and Technology，BGRIMM Technology Group）

Abstract：The ore of a high-sulfur polymetallic gold deposit in Fujian contains a gold grade of 4.45 g/t，silver grade of 60.10 g/t，copper grade of 0.47 %，zinc grade of 2.96 %，and sulfur content of 8.56 %.To improve resource utilization，flotation tests were conducted based on process mineralogy，using HS-1 and HZ-1 as selective inhibitors for pyrite and sphalerite，reducing the lime dosage and achieving copper-zinc-sulfur separation under low alkaline conditions.The test results show that gold is mainly concentrated in high-copper gold concentrate and zinc-bearing gold concentrate，with gold grades of 35.47 g/t，silver grades of 614.17 g/t，and copper grades of 5.69 % in the high-copper gold concentrate.The gold grades are 14.36 g/t and zine grades are 16.07 % in zinc-bearing concentrates.The total recovery rates of gold，silver，copper，and zinc reached 91.39 %，83.95 %，87.11 %，and 76.38 %，respectively，effectively utilizing resources and significantly enhancing the economic efficiency of the enterprise.

Keywords：selective inhibitors;gold ore;flotation;low alkaline;copper-sulfur separation;polymetallic

基金項(xiàng)目：礦冶科技集團(tuán)有限公司礦物加工科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（BGRIMM-KJSKL-2023-11）

作者簡(jiǎn)介：王智聰（2000—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)閺?fù)雜難處理硫化礦浮選；E-mail：221627047@fzu.edu.cn

*通信作者：陳波（1975—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)閺?fù)雜難處理硫化礦浮選；E-mail：chenbo@fzu.edu.cn