李彥令 李榮改 白麗梅3

（1.河南天泰工程技術(shù)有限公司，河南鄭州450000；2.河南省巖石礦物測(cè)試中心，河南鄭州450012；3.華北理工大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，河北唐山063009）

復(fù)雜銅鉛鋅多金屬硫化礦的選礦是選礦屆公認(rèn)的難題，這類礦石礦物組成復(fù)雜，礦物之間致密共生、互相鑲嵌，分離困難［1］。尤其是銅鉛硫化礦的分離，因?yàn)殂~礦物與鉛礦物的天然可浮性相似，所以銅鉛分離成為銅鉛多金屬硫化礦浮選分離中的關(guān)鍵性問題，以前主要的分離方法是重鉻酸鉀法抑鉛浮銅和氰化法浮鉛抑銅，但是污染嚴(yán)重［2-3］。近年來隨著藥劑研究的發(fā)展，很多學(xué)者根據(jù)礦石的性質(zhì)研究出了銅鉛分離環(huán)保藥劑。陳建華等［4］研究了小分子有機(jī)抑制劑ASC在銅鉛分離中的應(yīng)用情況，純礦物試驗(yàn)研究顯示其可以有效抑制方鉛礦，并不影響黃銅礦的浮選。遲曉鵬等［5］研究了硫酸鋁、羧甲基纖維素鈉以及二者組合藥劑在黃銅礦與方鉛礦分離過程中對(duì)方鉛礦的抑制作用，純礦物試驗(yàn)研究證實(shí)了其可以有效抑制方鉛礦，而且可以降低成本、減少對(duì)環(huán)境的污染。但是不同礦山工藝方法和藥劑的適用性不同。

本研究對(duì)象為河南某復(fù)雜銅鉛鋅金銀多金屬礦，礦石中黃銅礦、閃鋅礦與方鉛礦等硫化礦呈密切的連生關(guān)系，屬于易浮難分離礦石，容易導(dǎo)致精礦中銅鉛鋅互含過高，精礦質(zhì)量差、回收率低，致使冶煉成本升高和資源浪費(fèi)。因此，研發(fā)新型高效抑制劑，探索其最優(yōu)的工藝流程，實(shí)現(xiàn)多金屬硫化礦的高效回收，為此類多金屬硫化礦的高效利用提供技術(shù)支撐。

1 礦石性質(zhì)

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。由表1可知，原礦中有回收價(jià)值的元素為銅、鉛、鋅、金、銀，其余元素均達(dá)不到綜合回收標(biāo)準(zhǔn)。

注：Au、Ag含量的單位為g/t。

工藝礦物學(xué)研究表明：礦石礦物組成較為復(fù)雜，金屬礦物主要為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金、自然銀和碲銀礦，其次為黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、磁黃鐵礦等；非金屬礦物主要為斜長(zhǎng)石、石英、絹云母、綠泥石和方解石，其次是磷灰石、綠簾石、金紅石等。

黃銅礦、閃鋅礦與方鉛礦等關(guān)系密切，三者相互交錯(cuò)、穿插、包裹，呈密切的連生關(guān)系（圖1、圖2）。并且這些黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦的連生體、包裹體，其邊界彎曲、鑲嵌，很難將它們相互分離，不利于選礦過程中銅、鉛、鋅的各自富集。

礦石屬多金屬硫化物型—鉛鋅銀礦石。可回收的有用成分為金、銀、銅、鉛、鋅。礦石中金、銀主要以獨(dú)立礦物的形式存在。方鉛礦、黃銅礦等硫化物是金、銀的主要載體礦物，部分金、銀礦物以連生或包含結(jié)構(gòu)嵌布于黃銅礦、方鉛礦等硫化物中，這部分金、銀礦物有利于選礦回收。另外有部分銀礦物粒度極為細(xì)小，易丟失于尾礦中。

2 選礦工藝研究

根據(jù)礦石工藝礦物學(xué)特征和以前的銅鉛鋅選礦經(jīng)驗(yàn)，采用2種流程方案進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，第一種為銅、鉛、鋅優(yōu)選浮選；第二種為銅鉛混浮—尾礦選鋅流程［6-8］。優(yōu)先浮選可以得到單獨(dú)銅、鉛精礦和鋅精礦，不足之處是銅精礦中的鉛、鋅含量較高。銅鉛混浮—尾礦選鋅流程可以得到品位和回收率較高的銅精礦，但其中的鉛、鋅含量超標(biāo)，鉛精礦回收率較低，鋅精礦品位和回收率均較低。通過對(duì)比，最終選定銅、鉛、鋅優(yōu)先浮選流程，但在后續(xù)條件試驗(yàn)中應(yīng)加強(qiáng)銅精礦中鉛鋅的抑制分離。

2.1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

由于原礦銅、鉛、鋅礦物間的連生關(guān)系較為復(fù)雜，確定合適的磨礦細(xì)度尤為重要。由探索試驗(yàn)結(jié)果，銅精礦中的鉛鋅含量超標(biāo)，因此，在銅粗選時(shí)加入苛化后的CMC和淀粉抑制鉛鋅礦物，磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見圖3，結(jié)果見圖4。

由圖4可以看出，當(dāng)-0.074 mm粒級(jí)占75%時(shí)，3種有用礦物單體分離程度較好，此時(shí)銅精礦的銅品位和回收率分別為19.65%和67.89%，鉛精礦的鉛品位和回收率分別為65.56%和55.36%，鋅精礦的鋅品位和回收率分別為42.05%和66.79%。因此，選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%。

2.2 銅粗選試驗(yàn)

2.2.1 硫酸鋅+亞硫酸鈉用量試驗(yàn)

硫酸鋅和亞硫酸鈉是鋅礦物的有效抑制劑，在苛性CMC+淀粉用量500 g/t、CaO用量為2 100 g/t、水玻璃用量 1 000 g/t、Z-200用量 20 g/t、2號(hào)油用量20 g/t條件下，改變硫酸鋅+亞硫酸鈉總用量（用量比為2∶1）進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見圖5。

由圖5可知，隨著硫酸鋅和亞硫酸鈉總用量的增加，銅精礦銅品位呈上升趨勢(shì)，回收率呈下降趨勢(shì)，鉛、鋅品位和回收率均呈下降趨勢(shì)，在硫酸鋅和亞硫酸鈉總用量達(dá)到1 500 g/t時(shí)開始下降緩慢，當(dāng)用量達(dá)到3 000 g/t時(shí)基本平穩(wěn)。綜合考慮，取硫酸鋅+亞硫酸鈉總用量為3 000 g/t，即硫酸鋅用量2 000 g/t、亞硫酸鈉用量1 000 g/t，此時(shí)銅精礦銅品位5.41%、回收率88.51%。

2.2.2 苛性（CMC+淀粉）用量試驗(yàn)

苛性（CMC+淀粉）是將CMC、淀粉和氫氧化鈉按一定比例在溫度90℃以上苛化1 h制成的特效方鉛礦抑制劑，在硫酸鋅+亞硫酸鈉用量2 000+1 000 g/t、石灰用量2 100 g/t、水玻璃用量1 000 g/t、Z-200用量20 g/t條件下，改變方鉛礦抑制劑苛性（CMC+淀粉）用量進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果見圖6。

由圖6可知，隨著苛性（淀粉+CMC）用量由200 g/t增加到500 g/t，銅精礦鉛品位和回收率下降，在用量從500 g/t增加到800 g/t的過程中銅精礦鉛品位和回收率均變化不大，而自始至終銅精礦銅、鋅品位和回收率均變化不大。綜合考慮，取苛性（CMC+淀粉）用量為500 g/t。

2.2.3 Z-200用量試驗(yàn)

在苛性（CMC+淀粉）用量500 g/t、硫酸鋅+亞硫酸鈉用量2 000+1 000 g/t、CaO用量2 100 g/t，水玻璃用量1 000 g/t條件下，改變銅捕收劑Z-200用量進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見圖7。

由圖7可以看出：隨著Z-200用量的增加，銅品位逐漸降低，而回收率逐漸升高，鉛、鋅回收率也逐漸增加；Z-200用量大于20 g/t時(shí)，指標(biāo)基本平穩(wěn)。綜上，選擇Z-200用量為20 g/t。

2.3 鉛粗選試驗(yàn)

2.3.1 硫酸鋅+亞硫酸用量試驗(yàn)

在選取鋅抑制劑時(shí)，不但要強(qiáng)抑制銅粗精礦中鋅礦物，而且要保證藥劑對(duì)回收的目的礦物影響較小，最常用的是硫酸鋅+亞硫酸鈉組合抑制劑［9-12］。在乙硫氮用量為30 g/t條件下，改變方鉛礦粗選時(shí)抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉總用量進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見圖8。

由圖8可知：隨著硫酸鋅和亞硫酸鈉總用量的增加，鉛精礦中銅、鋅品位和回收率均變化不大，在用量為1 500 g/t時(shí)稍有下降，綜合考慮鉛精礦的品位和回收率以及精礦指標(biāo)對(duì)有害元素的含量要求，取硫酸鋅和亞硫酸鈉總用量為1 500 g/t，即硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為1 000+500 g/t。

2.3.2 乙硫氮用量試驗(yàn)

在硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為1 000+500 g/t條件下，改變乙硫氮用量進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見圖9。

從圖9可以看出，乙硫氮用量為30 g/t時(shí)，浮選指標(biāo)較好。因此，選擇乙硫氮用量為30 g/t。

2.4 鋅粗選試驗(yàn)

2.4.1 硫酸銅用量試驗(yàn)

在丁黃藥用量為100 g/t條件下，改變活化劑硫酸銅用量進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見圖10。

由圖10可以看出，在硫酸銅用量為100 g/t時(shí)，鋅精礦鋅品位和回收率較優(yōu)。因此，取硫酸銅用量為100 g/t。

2.4.2 丁黃藥用量試驗(yàn)

在活化劑硫酸銅用量為100 g/t條件下，改變丁黃藥用量進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見圖11。

由圖11可知：隨著丁黃藥用量的增加，鋅精礦中的銅、鉛品位和回收率均變化不大，鋅品位逐漸下降，回收率逐漸上升；當(dāng)丁黃藥用量大于100 g/t時(shí)，鋅回收率提高不明顯。因此，取丁黃藥用量為100 g/t。

2.5 閉路試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)結(jié)果選定的工藝參數(shù)進(jìn)行閉路試驗(yàn)，流程見圖12，試驗(yàn)結(jié)果見表2。閉路試驗(yàn)獲得了銅品位和回收率分別為21.55%和83.51%的銅精礦，鉛品位和回收率分別為66.05%和75.55%鉛精礦，鋅品位和回收率分別為42.02%和71.28%的鋅精礦，3種精礦中金和銀的回收率總計(jì)分別可達(dá)87.18%和90.07%，在無氰無鉻情況下實(shí)現(xiàn)了銅、鉛、鋅的高效分離。

3 結(jié)論

（1）銅鉛鋅復(fù)雜難選多金屬硫化礦石主要目的礦物為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金、自然銀和碲銀礦。其中黃銅礦、閃鋅礦與方鉛礦嵌布關(guān)系密切，3者相互交錯(cuò)、穿插、包裹，呈密切的連生關(guān)系，增加了分選難度。

（2）采用優(yōu)先浮選工藝流程，在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%條件下，采用銅、鉛、鋅依次優(yōu)先浮選試驗(yàn)流程，經(jīng)1粗2精選銅，選銅尾礦1粗2精1掃選鉛，選鉛尾礦1粗2精1掃選鋅，獲得的銅精礦銅品位為21.55%、回收率為83.51%，金品位149 g/t、回收率76.22%，銀品位3823 g/t、回收率65.44%，鉛精礦鉛品位為66.05%、回收率為75.55%，銀品位555 g/t、回收率20.47%，鋅精礦鋅品位為42.02%、回收率71.28%，銀品位198.1 g/t、回收率4.16%。