王 利,張大春,溫建康

(1.保利江山資源有限公司,新疆烏魯木齊830011;2.北京有色金屬研究總院,北京100088)

目前,在多金屬硫化礦浮選過(guò)程中,世界各國(guó)處理的銅鉛鋅硫化礦石組分越來(lái)越復(fù)雜。多組分致密共生,鑲嵌關(guān)系復(fù)雜多變,已經(jīng)成為有色金屬選礦領(lǐng)域的一個(gè)難題。國(guó)內(nèi)外選礦研究人員一直從事這一課題的研究與探索,做了大量研究工作,取得了一些研究成果,但總的來(lái)說(shuō),還是有些不盡人意,尤其是對(duì)一些嵌布關(guān)系復(fù)雜呈固溶體狀態(tài)的銅鉛鋅硫化礦石[1-3]。此次試驗(yàn)研究的礦樣采自新疆某銅鋅多金屬礦,含少量鉛礦物,礦石性質(zhì)復(fù)雜,屬易浮較難分離的低硫銅鋅鉛銀多金屬硫化礦。試驗(yàn)的目的,是為生產(chǎn)提供合理的選別工藝流程 (包括藥劑制度)和設(shè)計(jì)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

試樣采自新疆某銅鋅多金屬礦礦床。礦石中的有用礦物種類相對(duì)較簡(jiǎn)單,多數(shù)為黃銅礦,次為閃鋅礦和少量的方鉛礦、磁黃鐵礦及黃鐵礦。脈石礦物種類較復(fù)雜,為石英、堇青石、矽線石、綠泥石、方解石、黏土礦物透閃石及蛇紋石等。礦石主要以他形粒狀結(jié)構(gòu)為特點(diǎn);其次,有少量固溶體分離結(jié)構(gòu)和半自形粒狀結(jié)構(gòu)。他形粒狀結(jié)構(gòu)中,有用礦物呈規(guī)則粒狀、不規(guī)則粒狀、長(zhǎng)條、枝狀、多角狀及脈狀構(gòu)造。主要有用礦物銅、鋅嵌布關(guān)系,多數(shù)以簡(jiǎn)單嵌布為特征,其他嵌布方式如包含浮滴狀結(jié)構(gòu)、包含微細(xì)粒結(jié)構(gòu),在礦石中占比例并不大,在5%～8%左右。但閃鋅礦中包含較多的銅礦物,造成銅鋅難以分離。原礦石多元素分析及銅鋅物相分析分別見表1～表3。

表2 原礦銅物相分析結(jié)果

表3 原礦鋅物相分析結(jié)果

2 試驗(yàn)方案的選擇

針對(duì)該礦石的特點(diǎn)進(jìn)行了前期探索性試驗(yàn),根據(jù)探索試驗(yàn)結(jié)果及原礦性質(zhì)分析,采用全優(yōu)先浮選流程較為適合本礦樣。在優(yōu)先浮選硫化銅鋅礦石時(shí),一般采用抑鋅浮銅的浮選方法。該浮選法遇到的主要問(wèn)題,是閃鋅礦易被銅離子活化而與銅礦物一起進(jìn)入泡沫產(chǎn)品中,因此選擇對(duì)閃鋅礦具有選擇性抑制作用的藥劑,是進(jìn)行銅鋅分離的關(guān)鍵。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

該礦樣中鉛礦物含量較少,本次試驗(yàn)不單獨(dú)作為產(chǎn)品進(jìn)行分離。鑒于礦區(qū)所處環(huán)境及硫精礦的市場(chǎng)情況,硫不分離,作為尾礦排入尾礦壩內(nèi)。優(yōu)先浮銅開路試驗(yàn)流程采用一粗、一掃流程 (條件試驗(yàn)流程圖),如圖1所示。

圖1 條件試驗(yàn)流程圖

3.1 磨礦細(xì)度對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響

磨礦細(xì)度的選擇,是浮選過(guò)程中一個(gè)重要工藝指標(biāo)。合理選擇磨礦細(xì)度,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)礦物單體的充分解離,也可避免礦石過(guò)粉碎造成浮選過(guò)程的惡化。根據(jù)本次試驗(yàn)礦石樣的嵌布特征,考察磨礦細(xì)度 -74μm占 66.53%、76.37%、84.22%、91.06%。試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

從磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果可以看出:隨著磨細(xì)度的增加,粗精礦中的銅回收率有所增加,但當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-74μm占91.06%時(shí),在相同的條件下,銅回收率急劇下降到72.92%。因此,本次試驗(yàn)研究選用磨礦細(xì)度為-74μm占84.22%左右。

3.2 pH值對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響

試驗(yàn)過(guò)程中,采用亞硫酸鈉、硫化鈉、硫酸鋅作為抑制劑,聯(lián)合抑制礦石中鋅礦物及硫,礦漿p H值采用石灰調(diào)整。石灰用量分別為0g/t、500 g/t(p H值約7.5)、1000 g/t(p H值約8.5)、1500 g/t(p H值約 10.5)、2000 g/t(p H值約12)。試驗(yàn)結(jié)果如下圖3。

圖2 磨礦細(xì)度對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響

圖3 石灰用量對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響

由不同石灰用量條件下的銅粗精礦回收率的變化曲線可知:隨著石灰用量的增加,銅粗精礦回收率有下降趨勢(shì)。石灰用量1000 g/t時(shí),回收率降至最低為80.65%,而石灰用量繼續(xù)增加至1500 g/t時(shí),回收率大幅上升至90.24%,但若再繼續(xù)增加石灰用量,回收率又有所下降。因此,結(jié)合組合抑制劑的抑制效果情況,石灰用量選用1500 g/t,即礦漿p H值為10.5左右。

3.3 亞硫酸鈉、硫化鈉、硫酸鋅用量對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響

銅鋅分離效果的好壞,直接取決于抑制鋅、硫的抑制劑的選擇及用量。抑制劑的有效組合,能夠較好的抑制閃鋅礦、黃鐵礦,提高銅粗精礦的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)主要對(duì)組合抑制劑亞硫酸鈉、硫化鈉、硫酸鋅用量進(jìn)行選擇。試驗(yàn)結(jié)果見圖4～圖6。

由圖4～圖6可以看出,綜合考慮浮選過(guò)程中銅的回收率及尾礦中鋅的回收率,亞硫酸鈉用量為1000g/t、硫化鈉用量為1000g/t、硫酸鋅用量為2000g/t時(shí),銅粗精礦浮選指標(biāo)較好。

3.4 捕收劑的選擇及用量的確定

本次試驗(yàn)通過(guò)對(duì)乙黃藥、丁黃藥、乙硫氮及乙黃藥與丁黃藥混合捕收劑進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn),在乙黃藥與丁黃藥的協(xié)同作用下,浮選效果較好。于是,對(duì)乙黃藥與丁黃藥的配比及捕收劑用量進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),結(jié)果見表4、表5。

圖4 亞硫酸鈉用量對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響

圖5 硫化鈉用量對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響

圖6 硫酸鋅用量對(duì)銅浮選指標(biāo)的影響

表4 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

表5 混合捕收劑配比的確定

由表4及表5中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,隨著混合捕收劑用量的增加,銅回收率隨之增大,當(dāng)用量增加至200g/t時(shí),回收率增加不明顯。但用量繼續(xù)增加時(shí),回收率卻隨之下降。綜合考慮實(shí)驗(yàn)指標(biāo),本次試驗(yàn)研究選取混合捕收劑粗選用量150g/t,掃選75g/t。在乙黃藥與丁黃藥的配比試驗(yàn)中,配比在2∶1～1∶2范圍內(nèi),銅粗精礦浮選指標(biāo)較好,回收率均大于87%;比例為1∶3和3∶1時(shí),回收率較前者低。本次試驗(yàn)研究,確定乙黃藥與丁黃藥配比為1∶1。

3.5 鋅礦物活化劑的用量選擇

銅粗選尾礦進(jìn)入選鋅工藝,采用一粗一掃流程,進(jìn)行活化劑硫酸銅用量試驗(yàn)。粗選采用乙黃藥與丁黃藥混合捕收劑,配比1∶1,用量100g/t、石灰用量500g/t、2#油15g/t;掃選捕收劑、起泡劑用量為粗選一半。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

鋅浮選硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果可知,隨著硫酸銅用量的增加,鋅粗精礦的回收率有所增加,當(dāng)用量1000g/t時(shí),回收率達(dá)到83.43%。由于樣品中鋅中有約15%的氧化鋅,少部分易浮鋅又在選銅時(shí)進(jìn)入銅精礦中。因此可以認(rèn)為,硫酸銅用量為1000g/t時(shí),選銅尾礦中的閃鋅礦已幾乎全部被選出。本次試驗(yàn)沒有加大硫酸銅用量進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)選用硫酸銅用量為1000g/t。

表6 硫酸銅用量試驗(yàn)

3.6 閉路試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)礦石進(jìn)行磨礦細(xì)度、藥劑制度、藥劑用量試驗(yàn)及開路實(shí)驗(yàn),最終確定閉路試驗(yàn)流程見圖7。閉路流程圖中,銅選別采用一粗一掃一精獲得銅精礦,選別尾礦經(jīng)過(guò)一粗一掃兩精獲得鋅精礦,試驗(yàn)結(jié)果見表7。

由表7試驗(yàn)結(jié)果可知,在圖7所示的試驗(yàn)流程及藥劑制度條件下,獲得最終選別指標(biāo)為:銅精礦品位20.97%,回收率83.75%,含銀含銀100多g/t;鋅精礦品位47.23%,回收率69.66%。

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果

圖7 閉路流程圖及條件

4 結(jié)論

1)該礦屬于含銀多金屬多金屬硫化礦礦床,主要以銅礦物、鋅礦物為主,含有少量鉛礦物和硫礦物。礦物共生關(guān)系復(fù)雜,嵌布粒度不均勻,導(dǎo)致了浮選工藝的復(fù)雜化,屬于易浮難分離多金屬硫化礦。

2)由于該礦中有5%～8%左右的銅礦物粒度極細(xì),呈固溶體狀態(tài)分布,很難用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)單體解離,很難選別處。此外,硫礦物中局部包含有微細(xì)的黃銅礦,造成了部分銅礦物的流失。閃鋅礦也包含大量乳滴狀黃銅礦,這部分黃銅礦大多進(jìn)入鋅精礦中,這也是鋅精礦中含銅較高的主要原因。

3)采用抑鋅浮銅的優(yōu)先浮選流程,可以獲得較好的選別指標(biāo)。銅精礦含銅 20.97%、鋅2.50%,銅回收率83.75%;鋅精礦含鋅47.23%、銅1.81%,鋅回收率69.66%。

4)伴生元素銀主要富集在銅精礦中,部分由于與黃鐵礦、脈石礦物共生而損失在尾礦中。

[1] 任祥君,艾光華.某難選銅鉛鋅多金屬硫化礦的選礦工藝研究 [J].江西有色金屬,2009(3):15-17.

[2] 江泉水.某銅鉛鋅多金屬礦的選礦工藝試驗(yàn)研究 [J].現(xiàn)代礦業(yè),2009(2):71-73.

[3] 劉守信,師偉紅.某銅鉛鋅多金屬礦石選礦試驗(yàn)研究 [J].現(xiàn)代礦業(yè),2009(10):64-66.