金之易 閆會(huì)賢 田江濤 唐平宇 曹月明

（1.保定學(xué)院，河北保定071001；2.河北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心，河北保定071051）

銅、鋅金屬?gòu)V泛應(yīng)用于近現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，銅鋅硫化礦石作為冶煉銅鋅的重要原材料，其開(kāi)發(fā)利用需求連年增長(zhǎng)。硫化銅鋅礦中常伴生銀、鎘等貴金屬元素，具有很高的綜合利用價(jià)值。但硫化銅鋅礦普遍存在金屬礦物之間嵌布關(guān)系密切、有用礦物嵌布粒度粗細(xì)不均和相互包裹等特征，這些因素為黃銅礦和閃鋅礦的選別與分離帶來(lái)了困難［1-2］。因此針對(duì)礦石性質(zhì)特點(diǎn)，選取合理的選別工藝流程和高效的藥劑制度對(duì)于銅鋅硫化礦浮選分離至關(guān)重要。

河北某熱液型多金屬硫化礦石含鋅6.67%、含銅1.14%、含硫29.12%，屬于高硫銅鋅礦，為了實(shí)現(xiàn)銅、鋅、硫的有效分離，并綜合回收有價(jià)伴生元素，對(duì)代表性礦石進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石礦物組成及主要礦物嵌布特征

礦石金屬礦物主要有黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦，偶見(jiàn)輝銅礦和方鉛礦，非金屬礦物主要為綠泥石和石英，少量絹云母和碳酸鹽礦物等。

閃鋅礦主要呈他形晶粒狀分布，粒度大小不等，多在0.1～2 mm之間，常見(jiàn)與黃鐵礦和黃銅礦連生，在礦石中多呈斑雜狀或浸染狀分布，穿切綠泥石、石英等脈石礦物，或見(jiàn)閃鋅礦填隙在黃鐵礦粒間或碎裂裂隙中，閃鋅礦中多分布有黃銅礦微粒。

黃銅礦呈他形晶粒狀分布，粒度較粗的黃銅礦呈單顆粒或彼此連生或與閃鋅礦、黃鐵礦連生分布在脈石礦物間，部分呈短細(xì)脈狀填隙在黃鐵礦粒間或破碎裂隙中，部分黃銅礦呈乳滴狀和微粒狀，粒度較細(xì)，多在0.002～0.05 mm，呈固溶體分離結(jié)構(gòu)和被包含結(jié)構(gòu)分布于閃鋅礦中。銅、鋅礦物復(fù)雜的嵌布關(guān)系，為兩者的分離與分選增加了難度，將會(huì)造成銅、鋅精礦互含率較高。

黃鐵礦多呈半自形—他形晶粒狀，少見(jiàn)自形晶粒狀，粒度多在0.1～2 mm間，多彼此鑲嵌呈集合體分布在脈石礦物間，少見(jiàn)與閃鋅礦、黃銅礦連生或呈單顆粒分布在脈石礦物間。

1.2 原礦化學(xué)多元素及銅鋅物相分析

礦石的化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅、鋅物相分析結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

注：Au、Ag含量的單位為g/t。

從表1～表3可知，礦石主要有價(jià)元素為銅、鋅、硫，銀、鎘作為伴生元素可綜合回收，礦石中95%以上銅、鋅均以硫化物形式存在，可浮性較好。

2 選礦試驗(yàn)

高硫銅鋅礦屬于較難選礦石，針對(duì)該礦石性質(zhì)特點(diǎn)，進(jìn)行了銅鋅優(yōu)先浮選、銅鋅混合浮選—銅鋅分離、銅鋅等可浮—銅鋅分離—鋅浮選等工藝流程的對(duì)比試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)探索性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)優(yōu)先浮選流程較為適合本礦石。因此，采用優(yōu)先浮選流程進(jìn)行試驗(yàn)。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

為了得到適宜的入選粒度，按圖1流程采用銅1次粗選2次掃選、鋅1次粗選工藝進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

由磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，銅精礦銅品位先降低后提高，銅回收率、鋅品位、鋅回收率均先提高后降低，鋅精礦鋅品位和回收率均先升高后降低，銅品位逐漸降低。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為-74μm占71.5%。

2.2 銅浮選試驗(yàn)

銅粗選試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。

2.2.1 銅粗選石灰用量試驗(yàn)

由于原礦中黃鐵礦含量較高，因此采用石灰為黃鐵礦抑制劑和礦漿pH調(diào)整劑。在抑制劑ZnSO4+Na2SO3用量為2 000+1 500 g/t、捕收劑Z-200用量為24 g/t條件下，進(jìn)行石灰用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由石灰用量結(jié)果可以看出，隨著石灰用量的增加，銅粗精礦銅品位先提高后下降，回收率逐步提高。綜合考慮，石灰的適宜用量為2 000 g/t。

2.2.2 銅粗選Z-200用量試驗(yàn)

在石灰量為2 000 g/t、ZnSO4+Na2SO3用量為2 000+1 500 g/t條件下，對(duì)銅捕收劑Z-200用量進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著Z-200用量的增加，銅粗精礦的銅品位逐漸降低，回收率逐步提高，當(dāng)Z-200用量大于24 g/t時(shí)，銅粗精礦銅品位隨Z-200用量增加下降比較明顯，回收率提高幅度變緩。因此，選擇Z-200用量為24 g/t。

2.2.3 銅粗選抑制劑用量試驗(yàn)

分析礦石中銅礦物和鋅礦物的嵌布特征可以看出，銅鋅嵌布關(guān)系復(fù)雜，銅和鋅的有效分離是獲得較好分選指標(biāo)的關(guān)鍵。在銅的優(yōu)先浮選試驗(yàn)中，閃鋅礦的抑制劑有多種，常用的是亞硫酸鈉和硫酸鋅協(xié)同抑制［2］。在石灰用量為2 000 g/t、Z-200用量為24 g/t條件下，進(jìn)行ZnSO4+Na2SO3用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著抑制劑用量的增加，銅粗精礦的銅品位逐步提高，鋅含量逐漸降低。綜合考慮，選擇ZnSO4+Na2SO3用量為2 000+1 500 g/t。

2.3 鋅浮選試驗(yàn)

鋅粗選試驗(yàn)流程見(jiàn)圖5。

2.3.1 鋅粗選石灰用量試驗(yàn)

鋅浮選過(guò)程中需要用CuSO4活化被抑制的鋅，但CuSO4在活化鋅的同時(shí)也會(huì)活化黃鐵礦［3-4］，為了防止黃鐵礦被活化，需加入一定量的石灰進(jìn)一步抑制黃鐵礦。固定硫酸銅用量150 g/t，丁基黃藥用量60 g/t，進(jìn)行石灰用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖6。

石灰用量試驗(yàn)結(jié)果表明，加入石灰有助于抑制黃鐵礦，從而提高鋅粗精礦鋅品位，當(dāng)石灰用量大于4 000 g/t時(shí)，鋅粗精礦鋅回收率下降明顯。所以，選擇鋅粗選石灰用量為4 000 g/t。

2.3.2 鋅粗選硫酸銅用量試驗(yàn)

被抑制了的閃鋅礦一般用硫酸銅活化［5］。固定石灰用量為4 000 g/t，丁基黃藥為60 g/t，進(jìn)行硫酸銅用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖7。

硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦鋅回收率逐漸提高，但當(dāng)硫酸銅用量大于150 g/t時(shí)，鋅粗精礦鋅品位大幅降低。硫酸銅在活化鋅礦物的同時(shí)，對(duì)脈石礦物有一定活化作用。因此，選擇硫酸銅用量為150 g/t。

2.3.3 鋅粗選丁基黃藥用量試驗(yàn)

固定石灰用量為4 000 g/t，硫酸銅用量為150 g/t，對(duì)丁基黃藥用量進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖8。

丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著丁基黃藥用量的提高，鋅粗精礦鋅回收率逐漸提高，鋅品位逐漸降低，當(dāng)丁基黃藥用量大于60 g/t時(shí)，鋅粗精礦鋅品位隨丁基黃藥用量增加降幅較大。因此，選擇丁基黃藥用量為60 g/t。

2.4 硫浮選試驗(yàn)

礦石硫元素含量較高，主要賦存于黃鐵礦中。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，銅鋅浮選尾礦采用硫酸銨活化，取得的效果較好［6-9］。在捕收劑丁基黃藥用量為80 g/t，2號(hào)油用量為24 g/t條件下，進(jìn)行硫酸銨用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖9。

硫酸銨用量試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著硫酸銨用量的增加，硫精礦硫的品位逐漸降低，回收率逐步提高，當(dāng)硫酸銨用量超過(guò)600 g/t時(shí)，硫精礦硫回收率隨硫酸銨用量增加提高不明顯，硫品位明顯下降，因此，硫酸銨的適宜用量為600 g/t。

2.5 全流程閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開(kāi)路流程試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖10，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

3 結(jié)論

（1）河北某熱液型多金屬硫化礦石含鋅6.67%、含銅1.14%、含硫29.12%，屬于高硫銅鋅礦石。礦石礦物組成比較復(fù)雜，閃鋅礦和黃銅礦嵌布粒度粗細(xì)不均，銅鋅礦物之間以及和脈石之間嵌布關(guān)系復(fù)雜，部分黃銅礦呈乳滴狀和微粒狀以固溶體分離結(jié)構(gòu)和被包含結(jié)構(gòu)分布于閃鋅礦中。銅鋅嵌布復(fù)雜，屬于難選型多金屬硫化礦。

（2）采用銅鋅硫依次優(yōu)先浮選流程，經(jīng)1粗1精1掃選銅，選銅尾礦經(jīng)1粗1精1掃選鋅，選鋅尾礦經(jīng)1粗1掃選硫，可獲得銅品位為24.13%、含鋅9.33%、銅回收率為73.86%的銅精礦，鋅品位為50.63%、含銅1.95%，鋅回收率為91.01%的鋅精礦，硫品位為53.34%、硫回收率74.46%的硫精礦產(chǎn)品。試驗(yàn)結(jié)果可以作為該銅鋅礦石綜合開(kāi)發(fā)利用的依據(jù)。