樂 毅

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

復(fù)雜銅鉛鋅硫化礦中銅回收浮選研究

樂 毅

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

針對某復(fù)雜銅鉛鋅多金屬硫化礦伴生銅礦物嵌布粒度細(xì)小,硫化鐵礦物含量高的礦石性質(zhì),采用銅優(yōu)先浮選工藝,應(yīng)用硫酸亞鐵、亞硫酸鈉和硫酸鋅組合抑制劑和Z-200號與乙黃藥為捕收劑,結(jié)果表明:對含Cu 0.62%、Pb 7.45%、Zn 4.92%的試樣,在粒度-0.074 mm為90%入選時,獲得了含Cu 20.35%,回收率63.64%的銅精礦。

銅浮選;多金屬硫化礦;抑制劑;捕收劑

某鉛鋅礦床屬鉛、鋅、黃鐵礦多金屬硫化礦床,伴生有少量的銅資源,多年來沒有綜合回收。為了綜合回收寶貴的伴生銅資源,變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟優(yōu)勢,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益,本文對伴生銅資源綜合利用進行了試驗研究,試驗?zāi)康氖峭ㄟ^對伴生銅的可選性研究,確定銅回收的工藝流程和技術(shù)參數(shù),為工業(yè)回收提供技術(shù)依據(jù)。

1 銅的工藝礦物學(xué)特征

試樣中銅以原生硫化銅的形式存在,約占63.62%,主要以黃銅礦為主;其次以斑銅礦、黝銅礦、銅藍(lán)、輝銅礦等次生硫化銅礦物的形式存在,約占35.89%。

礦石中黃銅礦約占銅礦物的70%,另外有少量輝銅礦和斑銅礦,偶見黝銅礦、銅藍(lán)、孔雀石等。約占70%的黃銅礦呈細(xì)粒嵌于黃鐵礦、鐵閃鋅礦、方鉛礦、磁鐵礦粒間或裂隙中,嵌布粒度一般0.01～0.05 mm之間,主要在0.03 mm以下;約20%的黃銅礦呈乳濁狀、細(xì)粒狀被包裹于鐵閃鋅礦中,其嵌布粒度一般＜0.01 mm,部分0.02 mm或以上,多在0.005 mm以下;其余約10%的嵌于脈石礦物集合體中,未與其它硫化物嵌連,嵌布粒度多數(shù)在0.02 mm以下,少部分在0.04 mm以上?？傮w上黃銅礦嵌布粒度偏細(xì)小,大多數(shù)在0.04 mm以下。

對試樣進行化學(xué)多元素分析的結(jié)果見表1,主要礦物組成及其含量見表2。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果%

表2 試樣中的主要礦物組成及其相對含量%

影響銅回收的最主要因素是銅礦物嵌布粒度細(xì)小,且與其它硫化物嵌生接觸關(guān)系緊密。礦石需磨礦到很細(xì)才能使得銅礦物有效解離。其次是根礦石中含硫化鐵礦物(黃鐵礦、白鐵礦、膠黃鐵礦、磁黃鐵礦)較高,達56%左右,由于銅礦物與硫化鐵礦物的嵌布關(guān)系緊密;同時要兼顧Pb、Zn、Ag的回收,在選礦工藝上將降低銅的回收率。試樣的性質(zhì)表明綜合回收該銅資源具有較大難度。

2 伴生銅浮選回收試驗

2.1 試驗流程的確定

伴生銅資源的回收取決于其嵌布特征和浮選特性,銅礦物的浮選特性在很大程度上決定了銅的回收工藝。本研究對銅鉛混浮-再分離工藝流程、優(yōu)先工藝流程兩種工藝流程進行了對比試驗,試驗流程及藥劑條件見圖1,不同浮選工藝對銅回收的影響見表3。

圖1 回收銅工藝對比試驗流程

表3 不同浮選工藝對銅回收的影響%

從表3的試驗結(jié)果來看,采用銅優(yōu)先浮選方案所得銅粗精礦的銅品位和回收率分別為4.08%和44.62%,比采用銅鉛混合浮選方案的2.68%和40.80%都要高。同時,在銅粗精礦中前者鉛的占有率為11.78%,后者則為20.30%,即增加了8.52%;并且采用銅鉛混合浮選方案銅鉛分離難度較大,因此采用銅優(yōu)先浮選方案處理該礦石。

2.2 磨礦細(xì)度試驗

本試樣嵌布粒度細(xì),銅鉛鋅礦物之間共生關(guān)系復(fù)雜,磨礦細(xì)度的變化對銅礦物的回收有影響。磨礦細(xì)度試驗每次給礦1 000 g,磨礦濃度為66.67%。不同磨礦細(xì)度的浮選試驗在3 L的XFD型單槽浮選機中進行,每次試驗樣重1 000 g,浮選礦漿濃度約為33%,不同磨礦細(xì)度的浮選試驗結(jié)果見表4。

表4 不同磨礦細(xì)度浮選試驗結(jié)果%

從表4試驗結(jié)果可以看出,隨著磨礦細(xì)度的增加,銅尾礦中銅的損失明顯下降,當(dāng)磨礦細(xì)度大于-0.074 mm占90%～95%時,銅粗精礦中銅品位與回收率的綜合指標(biāo)相當(dāng)。本試樣嵌布粒度極細(xì),銅鉛鋅礦物之間共生關(guān)系復(fù)雜,適宜的磨礦細(xì)度對銅礦物的回收十分重要。因此,將-0.074 mm占 90%作為本次回收銅資源的磨礦細(xì)度。

2.3 抑制劑種類與組合試驗

銅優(yōu)先浮選工藝中,銅粗選過程要盡量避免鉛鋅金屬在銅粗精礦中的損失,對鉛鋅的抑制非常重要,為此進行了多種組合抑制劑探索試驗。固定抑制劑ZnSO4用量為800 g/t,Na2SO3用量為500 g/t,CaO用量為1 000 g/t,FeSO4用量為500 g/t,抑制劑種類與組合試驗結(jié)果見表5。

表5 抑制劑種類與組合試驗結(jié)果%

由表5試驗結(jié)果可以看出,鉛鋅在銅粗精礦中的損失變化不大,但采用FeSO4+Na2SO3+ZnSO4組合抑制劑時,銅粗精礦中銅的回收率為59.71%,品位為3.35%,其銅回收率最高,有利于銅的回收,故確定采用FeSO4+Na2SO3+ZnSO4作為本試驗研究的組合抑制劑。

經(jīng)過系列的用量條件試驗,確定初選時硫酸亞鐵、亞硫酸鈉和硫酸鋅的用量分別為600 g/t、800 g/t、800 g/t;精選時硫酸亞鐵、亞硫酸鈉和硫酸鋅的用量分別為50 g/t、100 g/t、100 g/t。

2.4 捕收劑種類與用量試驗

為了尋找適合的銅礦物捕收劑,固定抑制劑用量和磨礦細(xì)度,在同等捕收劑用量情況下進行銅捕收劑的探索試驗,不同捕收劑浮選銅的試驗結(jié)果見表6。

表6 不同捕收劑浮選銅的種試驗結(jié)果%

由表6試驗結(jié)果可知,Z-200號選擇性好,但所得銅粗精礦回收率低;丁黃藥或Z-200號與丁黃藥組合捕收能力強,但選擇性不好,銅粗精礦中鉛鋅品位及回收率均較高;而以Z-200號和乙黃藥組合作為捕收劑具有明顯的優(yōu)勢,銅粗精礦中銅的品位4.90%和回收率61.86%,兩者都較高,且鉛鋅金屬在銅粗精礦中的損失少,故確定使用Z-200號和乙黃藥組合作為浮銅的捕收劑。

經(jīng)過用量條件試驗得出:Z-200號用量以45 g/t為宜,乙黃藥用量以10 g/t為宜。

2.5 銅浮選開路試驗

在多種粗選和精選條件試驗的基礎(chǔ)上,進行銅浮選開路試驗,試驗的原則流程為一粗二掃三精,具體操作條件和藥劑制度如圖2,試驗結(jié)果見表7。

圖2 銅浮選開路試驗流程

表7 銅浮選開路試驗結(jié)果%

表7的試驗結(jié)果表明,銅優(yōu)先浮選粗精礦經(jīng)過三次精選,可以獲得含銅24.81%、含鉛4.78%、含鋅2.84%,銅回收率為46.82%的銅精礦;經(jīng)過兩次掃選后,銅尾礦中的損失率降低到19.70%。

2.6 銅浮選閉路試驗

在開路試驗和條件試驗的基礎(chǔ)上,選定磨礦細(xì)度-0.074 mm為90%進行銅浮選閉路試驗。因試驗過程中發(fā)現(xiàn)鉛在銅精選作業(yè)中有富集現(xiàn)象,故在第二次精選中添加適量的組合抑制劑Na2SO3、CMC和Na2SiO3。閉路試驗中礦為順序返回,具體流程與操作如圖3所示,閉路試驗結(jié)果見表8。

表8 銅浮選閉路試驗結(jié)果%

圖3 銅浮選閉路試驗流程(-0.074 mm90%)

表8閉路試驗結(jié)果表明,銅精礦中含銅20.35%、含鉛11.56%、含鋅7.23%,銅精礦產(chǎn)品中鉛鋅品位較高,主要是該礦石中的次生銅礦物含量較高,浮選過程中容易活化鉛鋅硫化物;而且銅精礦中銅的回收率不高,僅為63.74%,銅尾礦中銅品位為0.23%,回收率為36.26%,這與銅礦物嵌布粒度細(xì)小,絕大多數(shù)在0.04 mm以下有關(guān);并且主要嵌于黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦粒間,或裂隙中,也呈微細(xì)粒的乳濁狀存在于鐵閃鋅礦中,常見被閃鋅礦包裹或半包裹,很難充分解離,導(dǎo)致銅尾礦中銅品位和回收率均較高、銅回收率較低。

3 結(jié) 論

1.該銅鉛鋅多金屬硫化礦中伴生銅礦物的嵌布粒度細(xì)小,絕大多數(shù)在0.04 mm以下,且與其它硫化物緊密共生,礦石需要細(xì)磨才能使銅礦物有效解離;礦石中含硫化鐵礦物(黃鐵礦、白鐵礦、膠黃鐵礦、磁黃鐵礦)高達56%,浮選過程中需抑制硫化鐵礦物;伴生銅礦物的分選要兼顧Pb、Zn、Ag等金屬礦物的回收。

2.對比研究了銅優(yōu)先浮選和銅鉛混合浮選工藝,在磨礦細(xì)度試驗的基礎(chǔ)上,進行了組合抑制劑和不同捕收劑的對比試驗。確定采用銅優(yōu)先浮選方案,磨礦細(xì)度-0.074 mm為90%,選擇硫酸亞鐵、亞硫酸鈉和硫酸鋅作為組合抑制劑,Z-200號與乙黃組合作為銅礦物捕收劑,銅浮選流程為一粗二掃三精來綜合回收該銅鉛鋅資源的伴生銅礦物。

3.在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占90%入選時,銅浮選閉路試驗獲得品位Cu 20.35%、Pb 11.56%、Zn 7.23%,回收率Cu 63.64%、Pb 3.01%、Zn 2.84%的銅精礦。

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Abstract:In light of the properties of fine cupriferous particles and high-contenting pyritic minerals in complex Cu -Pb-Zn polymetallic sulphide,a flotation process of prior copper recovery was tested by compounding depressors of ferrous sulphate,sodium sulphite and zinc sulphate as well as collectors mix of Z-200 and sodium ethylxanthate.Under the particle size conditionsof minus 0.074 mm 90%and feed containing copper 0.62%,lead 7.45% and Zinc 4.92%,the results show that the product of copper concentrate grading 20.35%,copper at a recovery of 63.64%were obtained.

Key words:copper recovery by flotation;polymetallic sulphide;depressor;collector

Research on Copper Recovery in Complex Cu-Pb-Zn Polymetallic Sulphide by Flotation

YUE Yi

(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

文獻標(biāo)識碼:A

1003-5540(2011)03-0011-04

2011-03-10

樂 毅(1977-),男,工程師,博士,主要從事資源綜合利用和選礦工藝研究工作。