周兵仔，劉建遠(yuǎn)

（北京礦冶研究總院礦物加工科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京102600）

經(jīng)過(guò)多年持續(xù)大規(guī)模的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)資源中高品位易選礦石儲(chǔ)量越來(lái)越少，低品位難選礦石的綜合回收利用就日趨重要［1］。內(nèi)蒙古是我國(guó)重要的礦產(chǎn)資源基地之一，隨著地質(zhì)勘探的不斷深入，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)了大量的有色金屬礦產(chǎn)資源，由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等原因，對(duì)其中的復(fù)雜多金屬礦的綜合回收利用不夠［2］。本文涉及內(nèi)蒙古某低品位銀多金屬硫化礦，該礦中有用礦物種類多、有價(jià)元素含量低而有害元素含量較高，一直未得到較好的開(kāi)發(fā)利用。

通過(guò)試驗(yàn)研究，確定了適合處理該礦石的粗磨銅鉛混選－粗精礦再磨中低堿精選－銅鉛混合精礦脫水脫藥預(yù)處理分離－混選尾礦選鋅的浮選工藝流程，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)該礦石中銅鉛鋅銀的全面回收。

1 礦石性質(zhì)

1．1 礦石主要化學(xué)成分、物相分析

礦石的主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅鉛鋅金屬元素化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

可見(jiàn)，礦石中有價(jià)元素銅、鉛、鋅品位較低，但主要以硫化物形式存在，銀品位較高，為86．59g／t；有害元素砷品位較高，為2．14%。

1．2 礦物組成

礦石中銅礦物主要為黃銅礦，另有微量的黝銅礦、硫銻銅銀礦；鉛礦物主要為方鉛礦；鋅礦物主要為閃鋅礦；其他金屬礦物為毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、鈦鐵礦、黑鎢礦、菱鐵礦、菱錳礦、輝鉬礦等；脈石礦物有石英、云母、長(zhǎng)石、輝石、綠泥石、磷灰石、白云石、方解石、榍石、獨(dú)居石等。具體含量見(jiàn)表3。

1．3 主要礦物嵌布特征

礦石中有用礦物主要以硫化物形式存在，主要回收礦物黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦嵌布粒度較細(xì)，0．020mm以下粒級(jí)中黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦的分布率較高，都超過(guò)了12%，有用礦物間嵌布關(guān)系密切且普遍存在裂隙充填交代、互為包裹等現(xiàn)象。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析／%

表2 礦石中銅鉛鋅化學(xué)物相分析結(jié)果／%

表3 礦石中的礦物組成／%

礦石中含有4．65%的有害雜質(zhì)礦物毒砂，主要與方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦共生，極少與黃銅礦共生。與方鉛礦、閃鋅礦共生的毒砂，其粒度多分布在0．010～0．050mm之間，除了可見(jiàn)毒砂裂隙中充填有方鉛礦和閃鋅礦細(xì)脈外，最常見(jiàn)的是它們組成的交代關(guān)系，其次是包裹體結(jié)構(gòu)，難以磨礦解離，不同磨礦細(xì)度條件下方鉛礦、閃鋅礦解離度測(cè)試及與毒砂連生體情況見(jiàn)圖1。

圖1 不同磨礦細(xì)度條件下方鉛礦、閃鋅礦單體解離度及與毒砂連生體情況測(cè)試結(jié)果

礦石中銀主要在方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、黃鐵礦等硫化礦顆粒中以包裹銀形式存在，其次為輝銀礦，可以預(yù)見(jiàn)銀將隨其載體礦物富集產(chǎn)出。

2 難點(diǎn)分析及技術(shù)方案選擇

1）礦石中含銅0．15%、鉛0．75%、鋅1．54%、銀86．59g／t，有價(jià)元素含量較低，而有害元素砷高達(dá)2．14%，為一低品位難選復(fù)雜銀多金屬硫化礦。

2）礦石中銅鉛鋅礦物嵌布粒度較細(xì)、共生關(guān)系密切，尤其與毒砂嵌布致密，將影響分離效果及最終精礦產(chǎn)品質(zhì)量。

3）在閃鋅礦、黃鐵礦、毒砂等硫化物中包裹的銀在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下將難以有效回收。

礦石中銅、鉛品位低，鋅品位較高，雜質(zhì)礦物黃鐵礦和毒砂含量較高，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)銅鉛鋅的全面回收，在研究已有的銅鉛鋅多金屬硫化礦的浮選工藝流程的基礎(chǔ)上［3］，選定銅鉛混選分離－再選鋅的浮選工藝方案。為了考察該工藝方案對(duì)礦石適應(yīng)性，開(kāi)展了如圖2所示的可選性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4試驗(yàn)結(jié)果表明，在磨礦細(xì)度75%－0．074mm的條件下，使用常規(guī)藥劑基本可實(shí)現(xiàn)銅鉛銀與鋅及脈石礦物的分選，但存在銀損失率偏高、銅鉛混合精礦和鋅精礦品位低、精礦含砷高等問(wèn)題。

3 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究及結(jié)果

原礦中含銅只有0．15%，銅鉛混選試驗(yàn)以鉛為主，實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)開(kāi)展以鉛為主的銅鉛混選、粗精礦再磨降雜、銅鉛分離和選鋅等試驗(yàn)。

圖2 礦石可選性試驗(yàn)流程

表4 礦石可選性試驗(yàn)結(jié)果／%

圖3 磨礦細(xì)度與鉛、鋅、砷浮選回收率的關(guān)系

3．1 磨礦細(xì)度的確定

磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程為一次銅鉛混合粗選和一次鋅粗選。不同磨礦細(xì)度下的鉛、鋅、砷的回收率與磨礦細(xì)度的關(guān)系如圖3所示。

可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，鉛粗選回收率呈上升趨勢(shì)并在75%－0．074mm的磨礦細(xì)度達(dá)到最高，而后逐漸下降，原因?yàn)閱误w解離的鉛如再細(xì)磨會(huì)導(dǎo)致鉛的損失，兼顧鋅粗選回收率以及雜質(zhì)砷的上浮情況，確定采用一段磨礦至75%－0．074mm的磨礦制度。

3．2 銅鉛混選捕收劑選擇

針對(duì)該礦石中銀高銅鉛較低的特點(diǎn)，為了達(dá)到銀主要在銅鉛精礦中富集的目的，開(kāi)展了中低堿度條件下的以鉛為主的銅鉛混選捕收劑選擇試驗(yàn)，試驗(yàn)考察了乙硫氮、乙黃藥、BK902、丁銨黑藥、25＃黑藥等捕收劑，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 銅鉛混選不同捕收劑試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，五種捕收劑中除乙硫氮外，其他四種捕收劑都對(duì)礦石中的銅鉛、銀、銅有較強(qiáng)捕收能力，鉛銀銅在銅鉛混合粗精礦的回收率較高，其中捕收劑BK902對(duì)鋅和砷捕收力較弱，選擇性最好，對(duì)獲得低砷銅鉛精礦更為有利，故選擇BK902作為銅鉛混選的捕收劑。

3．3 銅鉛混合粗精礦再磨細(xì)度

有用礦物的充分解離是有效分選的必要條件［4］，為了達(dá)到銅鉛混合精選過(guò)程降鋅、降砷、降雜的目的，同時(shí)為后續(xù)銅鉛分離創(chuàng)造條件，進(jìn)行銅鉛混合粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)，為減少高堿對(duì)銀回收率的影響，再磨后精選使用BK526代替石灰抑制黃鐵礦和毒砂，試驗(yàn)流程和試驗(yàn)結(jié)果如圖5、圖6所示。

圖5 銅鉛混合粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)流程

圖6 再磨細(xì)度對(duì)銅鉛粗精礦分選效果的影響

試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著再磨細(xì)度的增加，銅鉛混合精礦中鉛、銅、銀品位逐漸提高，精選分選效果越好。同時(shí)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，混合粗精礦磨礦過(guò)細(xì)會(huì)導(dǎo)致細(xì)粒級(jí)鉛和銅損失進(jìn)入中礦，綜合考慮精礦品位及精選作業(yè)回收率，確定銅鉛粗精礦再磨細(xì)度為86．1%－0．038mm。

銅鉛混合粗精礦再磨后經(jīng)四次精選可以得到含鉛、鋅、銀、銅、砷品位分別為52．41%、2．82%、4256．1g／t、7．36%、2．20%的銅鉛混合精礦。

3．4 銅鉛分離

銅鉛分離一直是多金屬礦選礦的技術(shù)難點(diǎn)［5］，銅鉛混選得到的銅鉛混合精礦中銅鉛品位之比接近1∶10，適合采用抑鉛浮銅的分離方案，通過(guò)大量的銅鉛分離探索試驗(yàn)，確定銅鉛混合精礦經(jīng)脫水脫藥預(yù)處理后，使用抑制劑CA和亞硫酸鈉組合在弱酸性條件下實(shí)現(xiàn)銅鉛分離。銅鉛分離粗選CA用量試驗(yàn)流程和試驗(yàn)結(jié)果如圖7、圖8所示。

圖7 銅鉛分離鉛抑制劑CA用量試驗(yàn)流程圖

可見(jiàn)，當(dāng)CA用量從100g／t增加至200g／t，抑制劑CA和亞硫酸鈉組合可以實(shí)現(xiàn)該銅鉛混和精礦的有效分離，此時(shí)銅粗精礦中銅、鉛作業(yè)回收率分別為85．38%和30．92%。隨著抑制劑CA用量進(jìn)一步增加，部分銅也被抑制而進(jìn)入鉛粗精礦，因此抑制劑CA用量不宜過(guò)多。

3．5 選鋅作業(yè)試驗(yàn)

圖8 分離銅粗精礦指標(biāo)與抑制劑CA用量關(guān)系

銅鉛混選尾礦選鋅，選用捕收劑丁黃藥，活化劑硫酸銅，在pH大于12的條件下，確定了一次粗選兩次掃選，粗精礦再磨后經(jīng)三次精選獲得鋅精礦的選鋅工藝條件。

3．6 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定處理該礦石的浮選工藝流程為磨礦細(xì)度75%－0．074mm，銅鉛混合浮選采用一粗、兩掃、四精選流程，銅鉛混合粗精礦再磨細(xì)度為86．10%－0．038mm；銅鉛混合精礦分離采用預(yù)先脫水脫藥，一粗、兩掃、三精選流程；鋅浮選采用一粗、兩掃、三精選流程，鋅粗精礦再磨細(xì)度為88．90%－0．038mm。全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果／%

可見(jiàn)，在原礦品位較低的情況下，采用該工藝可得到可銷售銅精礦、鉛精礦和鋅精礦三種產(chǎn)品，取得了銅回收率50．39%、鉛回收率70．08%、鋅回收率79．09%、銀在銅鉛精礦中總回收率65．47%的指標(biāo)，達(dá)到了全面回收該礦石中有價(jià)金屬元素的目的。

4 結(jié) 論

1）礦石中有價(jià)元素含量低，有害元素含量高，銅鉛鋅銀有用礦物嵌布粒度較細(xì)且礦物間共生關(guān)系密切，為一低品位復(fù)雜難選銀多金屬硫化礦。

2）試驗(yàn)確定的“銅鉛混選分離－再選鋅”工藝，可得到可銷售的銅鉛鋅三種精礦產(chǎn)品，達(dá)到了全面回收該礦石中銅鉛鋅銀的目的，是適合該礦石性質(zhì)的合理工藝流程。

3）試驗(yàn)中使用的銅鉛捕收劑BK902、中低堿硫砷抑制劑BK526、銅鉛分離藥劑CA皆為可降解無(wú)毒藥劑。

［1］ 朱維根．礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展［J］．中國(guó)礦業(yè)，2004，13（9）：44－46．

［2］ 郝俊峰，崔彬，郝笑琳．礦產(chǎn)資源整合規(guī)范化的意義－以內(nèi)蒙古礦產(chǎn)資源整合為例［J］．資源與礦業(yè)，2012（2）88－92．

［3］ 胡為柏．浮選［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，1981．

［4］ 許時(shí)．礦石可選性研究［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2008．

［5］ Fuerstenau D W．浮選理論和工藝的進(jìn)展及前景［J］．國(guó)外金屬礦選礦，1989（3）：1－13．