朱恩領(lǐng)，張 宇，陳昌才，蔣素芳

(1．青海鴻鑫礦業(yè)有限公司，青海格爾木 816000;2.湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100)

隨著社會(huì)發(fā)展到今天，礦產(chǎn)資源在逐步貧化，礦石開采逐步由露天轉(zhuǎn)為地下，資源越來(lái)越少，回收金屬的成本不斷增加。某銅鉛鋅礦在地質(zhì)勘探階段進(jìn)行了可選性試驗(yàn)研究，得出鉛精礦品位為45.44%，回收率為67.08%，鋅精礦品位為40.20%，回收率為81.18%的指標(biāo)，對(duì)礦石伴生的銅金屬?zèng)]有進(jìn)行回收試驗(yàn)，總體指標(biāo)不太理想。為充分掌握該礦石的真實(shí)可選性，得出可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提供該礦石在經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和開發(fā)利用方面經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的選礦工藝流程，特開展此次試驗(yàn)研究。

1 原礦性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣采自青海某多金屬硫化礦床，原礦中含S高，主要為可浮性極好的磁黃鐵礦，銅硫分離和鉛硫分離困難，同時(shí)各有用礦物中嵌布關(guān)系復(fù)雜，呈交代共生狀態(tài)。除銅、鉛、鋅具有較高的回收價(jià)值外，伴生銀在原礦中賦存狀態(tài)較為分散，單一銅、鉛精礦富集有較大的難度。這一難題在國(guó)內(nèi)其它同類型礦山亦未得到有效解決［1～3］，為下一步研究的重點(diǎn)。

1.1 礦石組成

試驗(yàn)礦石產(chǎn)于低銀高硫銅、鉛、鋅硫化物礦床，原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果 %

1.2 有用礦物的物相組成和礦石特征

礦石中金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦和磁黃鐵礦，其次為少量的黃銅礦、毒砂、黃鐵礦、白鐵礦，偶見黝銅礦、磁鐵礦、銅藍(lán)、輝銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦、金紅石等零星分布。脈石礦物主要有石英、方解石、角閃石，其次是長(zhǎng)石、粘土礦物、云母及少量硼鎂鐵礦、輝石、綠簾石、石榴石、軟錳礦、硬錳礦等。礦石中有價(jià)金屬物相分析結(jié)果見表2。

2 選礦工藝流程試驗(yàn)方法、結(jié)果與討論

2.1 選礦工藝流程的確定

由于各有用礦物的嵌布關(guān)系復(fù)雜，銀賦存分散，且根據(jù)能收早收，綜合利用的選礦原則，優(yōu)先考慮銅、鉛、鋅等金屬的浮選，保證各有價(jià)金屬的品位及回收率，兼顧伴生貴重金屬的有效回收，采用原則流程如圖1所示。

表2 礦樣銅、鉛、鋅、銀物相分析結(jié)果 %

圖1 試驗(yàn)方案原則工藝流程

2.2 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

考察入選粒度對(duì)銅鉛混合浮選的影響，改變?cè)V的磨礦細(xì)度進(jìn)行磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)條件及流程圖如圖2所示，其中藥劑M作為起泡劑進(jìn)行條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖2 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

從圖3可知，磨礦細(xì)度越細(xì)，混合粗精礦中銅、鉛的回收率均略有增加，而鉛的品位降低趨勢(shì)較明顯，其回收率先增加后降低，銅品位呈降低趨勢(shì)，因此，綜合考慮磨礦細(xì)度取－74μm占70%為宜。

圖3 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

2.3 銅鉛粗選捕收劑種類及用量試驗(yàn)

銅鉛粗選藥劑制度條件試驗(yàn)工藝流程如圖4所示。

圖4 混合浮選粗選條件試驗(yàn)工藝流程

銅鉛粗選捕收劑種類試驗(yàn)固定條件:亞硫酸鈉300 g/t，硫酸鋅 800 g/t，M 16 g/t，試驗(yàn)結(jié)果如圖 5所示。

圖5 捕收劑種類對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

從圖5可知:捕收劑采用25#黑藥或25#黑藥+丁銨黑藥的試驗(yàn)指標(biāo)接近，考慮到采用乙硫氮為捕收劑時(shí)銅鉛混合粗精礦中的鋅品位相對(duì)較高，且對(duì)銅鉛分離不利，而添加丁銨黑藥時(shí)泡沫較豐富，銅鉛浮選時(shí)磁黃鐵礦更易附著氣泡上浮，故本次試驗(yàn)以25#黑藥為捕收劑進(jìn)行銅鉛的浮選回收。

捕收劑用量條件試驗(yàn)固定條件為:亞硫酸鈉300 g/t，硫酸鋅 800 g/t，M 16 g/t，試驗(yàn)工藝流程如圖 4所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 捕收劑用量結(jié)果

由圖6可知，25#黑藥用量以30 g/t較適宜。

2.4 銅鉛粗選調(diào)整劑種類及用量試驗(yàn)

原礦含硫較高為12.6%，且含有0.124%的銅，在磨浮過(guò)程中解離出的銅離子可能對(duì)原礦中的鋅、硫礦物起到了一定活化作用［4，5］，為了降低銅鉛粗精礦中鋅、硫的含量，進(jìn)行了多種抑制劑組合試驗(yàn)。

試驗(yàn)固定條件為:25#黑藥30 g/t，M 16 g/t。試驗(yàn)流程圖如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 調(diào)整劑種類對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

從圖7可知，抑制劑單獨(dú)采用硫酸鋅或以亞硫酸鈉+硫酸鋅組合均可較好地抑制部分閃鋅礦及黃鐵礦的上浮，為了簡(jiǎn)化藥劑制度，試驗(yàn)以硫酸鋅為鋅、硫礦物的抑制劑。

銅鉛粗選硫酸鋅用量條件試驗(yàn)固定條件為:25#黑藥30 g/t，M 16 g/t。試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

圖8 硫酸鋅條件試驗(yàn)結(jié)果

從圖8中可知，硫酸鋅以600 g/t為宜，再增大其用量，對(duì)降低銅鉛粗精礦中鋅含量無(wú)明顯效果，故取硫酸鋅用量為600 g/t即可。

2.5 磁選條件試驗(yàn)

由于原礦中磁黃鐵礦礦物含量較大，由前面的方案探索試驗(yàn)可知，原礦中存在的大量磁黃鐵礦對(duì)鋅礦物的浮選回收影響惡劣，故在浮鋅之前將銅鉛混合浮選閉路試驗(yàn)的銅鉛尾礦進(jìn)行磁選條件試驗(yàn)，達(dá)到除磁黃鐵礦的目的。磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)工藝流程如圖9所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖10所示。

圖9 銅鉛混合浮選尾礦磁選工藝流程

圖10 磁選條件試驗(yàn)結(jié)果

由圖10試驗(yàn)結(jié)果可知，磁選除磁黃鐵礦時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度取400 kA/m。

2.6 鋅浮選條件試驗(yàn)

2.6.1 鋅粗選捕收劑用量條件試驗(yàn)

鋅的浮選以磁場(chǎng)強(qiáng)度400 kA/m磁選的尾礦為給礦進(jìn)行捕收劑種類及用量試驗(yàn)、pH值調(diào)整劑石灰用量及充氣攪拌時(shí)間、活化劑硫酸銅用量以及高效硫抑制劑YS－8用量試驗(yàn)，然后進(jìn)行鋅精選條件試驗(yàn)，鋅粗選試驗(yàn)工藝流程如圖11所示。

圖11 浮鋅粗選試驗(yàn)工藝流程

鋅的浮選捕收劑用量試驗(yàn)固定條件:石灰2 000 g/t，YS －8 300 g/t，硫酸銅200 g/t，試驗(yàn)結(jié)果如圖12所示。

圖12 丁黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖12試驗(yàn)結(jié)果可知，鋅粗選回收率隨著丁黃藥用量的增加而增大，但鋅品位卻呈降低趨勢(shì)，適宜的丁黃藥用量為15 g/t。

2.6.2 鋅粗選硫酸銅用量條件試驗(yàn)

采用硫酸銅為閃鋅礦活化劑，進(jìn)行用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖11所示，試驗(yàn)固定條件:石灰2 000 g/t，YS －8 300 g/t，丁黃藥 15 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表 3，從表3試驗(yàn)結(jié)果可知，鋅粗選硫酸銅用量為200 g/t時(shí)，鋅粗選尾礦品位可降至0.6%左右。

2.6.3 鋅粗選Y－8用量條件試驗(yàn)

經(jīng)磁選之后的弱磁性黃鐵礦容易一同富集于鋅精礦中，故浮鋅時(shí)還添加了一種磁黃鐵礦特效抑制劑YS－8，并進(jìn)行其用量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程圖如圖11所示，試驗(yàn)固定條件:石灰2 000 g/t，硫酸銅200 g/t，丁黃藥15 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見如圖13所示。

表3 活化劑CuSO4用量試驗(yàn)結(jié)果

圖13 抑制劑Y－8用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖13試驗(yàn)結(jié)果可知，YS－8用量為300 g/t試驗(yàn)結(jié)果較好。

2.7 銅鉛粗精礦分離條件試驗(yàn)

2.7.1 銅鉛分離抑制劑種類條件試驗(yàn)

銅鉛精礦分離條件試驗(yàn)給礦為以上工藝閉路試驗(yàn)獲得的銅鉛混合精礦，銅鉛混合精礦分離采用適量活性炭進(jìn)行脫藥后抑鉛浮銅，以Z－200#為分離時(shí)浮銅捕收劑，分離條件主要進(jìn)行鉛抑制劑種類及用量試驗(yàn)，試驗(yàn)工藝流程如圖14所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖15所示。

由圖15試驗(yàn)結(jié)果可知，銅鉛分離采用亞硫酸鈉+CMC+水玻璃、CMC+水玻璃組合均能較好地分離銅、鉛，試驗(yàn)從經(jīng)濟(jì)環(huán)保角度出發(fā)，確定以CMC+水玻璃組合為銅鉛分離的鉛礦物抑制劑。

圖14 銅鉛混合精礦分離鉛抑制劑條件試驗(yàn)工藝流程

圖15 鉛抑制劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果

2.7.2 銅鉛分離銅捕收劑Z－200用量條件試驗(yàn)

Z－200#用量試驗(yàn)固定條件為:CMC 7 g/t，水玻璃70 g/t，試驗(yàn)工藝流程與其它藥劑用量如圖14所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖16所示。

圖16 銅捕收劑Z－200用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖16的試驗(yàn)結(jié)果可知，Z－200#的適宜用量為1.5 g/t左右。

2.8 浮鋅尾礦回收硫條件試驗(yàn)

2.8.1 硫粗選硫酸用量條件試驗(yàn)

對(duì)原礦銅鉛混合浮選—磁選—磁選尾礦浮鋅閉路試驗(yàn)的鋅浮選尾礦進(jìn)行了硫浮選的條件試驗(yàn)。試驗(yàn)采用硫酸作為pH調(diào)整劑以及活化劑，丁黃藥為捕收劑，M為起泡劑。硫酸用量試驗(yàn)固定條件:丁黃藥70 g/t，試驗(yàn)工藝流程如圖17所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖18所示。

圖17 硫粗選條件試驗(yàn)工藝流程

圖18 活化劑硫酸用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖18試驗(yàn)結(jié)果可知，硫酸用量為1 400 g/t礦漿pH值為7.5左右時(shí)，浮硫效果較好，再增大硫酸用量尾礦中硫降低不明顯。

2.8.2 硫粗選丁黃藥用量條件試驗(yàn)

采用如圖17所示的工藝流程進(jìn)行浮硫捕收劑丁黃藥的用量試驗(yàn)，固定硫酸用量1 400 g/t，試驗(yàn)結(jié)果如圖19所示。

圖19 丁黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖19試驗(yàn)結(jié)果可知，硫粗選丁黃藥用量為70 g/t較適宜。

2.9 全流程閉路試驗(yàn)

在以上條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)該礦進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)工藝流程與藥劑用量如圖20所示，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖20 試驗(yàn)工藝流程與藥劑用量

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表4可知，與地質(zhì)勘探可選性試驗(yàn)結(jié)果相比，該工藝流程獲得的指標(biāo)更好。

3 結(jié)論

1.原礦性質(zhì)較為復(fù)雜，原礦中大量存在可浮性極好的磁黃鐵礦，致使銅鉛混浮后金屬回收率下降。

2.采用銅鉛混合浮選—銅鉛分離—磁選—磁選尾礦浮選收鋅—浮選尾礦再浮選收硫工藝流程可獲得的銅、鉛、鋅、硫精礦指標(biāo)超過(guò)地質(zhì)勘探可選性試驗(yàn)研究指標(biāo)。

3.銅鉛分離采用活性炭脫藥后，以CMC+水玻璃做抑制劑可獲得較好的銅、鉛分離效果。

4.伴生銀的回收較為分散，但總回收率在80%以上，后期的試驗(yàn)研究可重點(diǎn)放在伴生貴重金屬的走向問(wèn)題。

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