楊俊彥 孫浩杰 李雪林 劉松鵬 閔紅

摘要：氰化尾渣中通常含有銅、鉛、鋅等有用金屬，具有回收價值。以山東某金礦氰化尾渣為研究對象，通過化學(xué)多元素分析、物相分析、粒度分析、礦物組成分析、單體解離度分析對氰化尾渣進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究，結(jié)果表明：氰化尾渣粒度微細(xì)，-0.038 mm粒級占91.23 %，鉛、銅、鋅礦物主要為方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦，脈石礦物主要為石英。根據(jù)礦石性質(zhì)確定采用“優(yōu)先選鉛—破氰—剪切絮凝選銅—破氰—剪切絮凝選鋅”工藝綜合回收鉛、銅、鋅礦物，分別進(jìn)行了條件試驗，確定了最優(yōu)藥劑用量。閉路試驗得到鉛精礦鉛品位25.89 %、鉛回收率77.67 %，銅精礦銅品位17.89 %、銅回收率66.45 %;鋅精礦鋅品位42.55 %、鋅回收率75.00 %的良好指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：氰化尾渣;剪切絮凝浮選;破氰;綜合回收;微細(xì)粒

中圖分類號：TD926.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-1277（2022）02-0094-06

doi：10.11792/hj20220217

引 言

氰化尾渣是金礦石或精礦氰化浸金后的固體廢渣，含有銅、鉛、鋅、金、銀、硫等有用元素，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值[1]，各黃金礦業(yè)公司和科研工作者也一直致力于氰化尾渣中有用元素提取的研究[2]。膠東地區(qū)某黃金冶煉廠氰化尾渣采用“破氰—鉛鋅混合浮選—銅浮選”工藝進(jìn)行生產(chǎn)[3]，得到鉛鋅精礦、銅精礦。鉛、鋅礦物較銅礦物活化后可浮選性更好[4]，但通常氰化尾渣粒級微細(xì)，即使通過破氰工藝處理后，精礦中的機械夾雜和微細(xì)粒互凝現(xiàn)象仍較嚴(yán)重，導(dǎo)致精礦品位及回收率較低，銅、鉛、鋅分離困難[5]。為解決上述問題，楊俊彥等[6]采用“優(yōu)先選鉛—銅鋅混浮—銅鋅分離”工藝進(jìn)行了低品位氰化尾渣中銅、鉛、鋅回收利用試驗研究，得到了鉛精礦鉛品位24.73 %、鉛回收率75.65 %，銅精礦銅品位16.77 %、銅回收率60.57 %，鋅精礦鋅品位43.91 %、鋅回收率68.31 %的良好工藝技術(shù)指標(biāo)。LV等[7]采用“破氰—銅鉛混浮—分離—鋅硫分離”工藝處理氰化尾渣，得到的銅精礦銅品位24.43 %、銅回收率89.80 %，鋅精礦鋅品位40.87 %、鋅回收率79.68 %，鉛精礦鉛品位14.04 %、鉛回收率60.65 %，硫精礦硫品位46.92 %、硫回收率91.35 %。從上述2個研究結(jié)果看出，氰化尾渣中銅和鉛較難回收，品位與回收率均較低，鋅礦物指標(biāo)較好。崔吉讓等[8]采用絮凝浮選工藝回收黃鐵礦燒渣中微細(xì)粒金，得到含金126.30 g/t、金回收率51.35 %的金精礦，試驗結(jié)果良好，表明絮凝浮選能明顯提高金品位及回收率。本文以山東某金礦氰化尾渣為研究對象，采用“優(yōu)先選鉛—破氰—剪切絮凝選銅—破氰—剪切絮凝選鋅”工藝綜合回收鉛、銅、鋅礦物，取得了良好指標(biāo)。

1 氰化尾渣性質(zhì)

試驗樣品為山東某金礦直接氰化產(chǎn)生的氰化尾渣，從板框壓濾機中取代表性樣品，經(jīng)晾干后采用堆錐法混勻，然后采用方格法取樣進(jìn)行試驗。樣品加工流程見圖1。

對該氰化尾渣進(jìn)行了化學(xué)多元素分析、物相分析、粒度分析、礦物組成分析及單體解離度分析，結(jié)果見表1～8。

從表1化學(xué)多元素分析結(jié)果可看出：該氰化尾渣中含有金、銀、銅、鉛、鋅有用金屬，均達(dá)到回收價值。金、銀可富集在精礦產(chǎn)品中，實現(xiàn)回收。

從表2～4銅、鉛、鋅物相分析結(jié)果可看出：銅多以硫化銅形式賦存在礦物中，硫化物中銅占總銅的80.49 %;鉛多以硫化鉛形式賦存在礦物中，硫化鉛中鉛占總鉛的92.45 %;鋅多以硫化鋅形式賦存在礦物中，硫化物中鋅占總鋅的87.93 %。

從表5粒度分析結(jié)果可看出：該氰化尾渣中銅、鉛、鋅多分布在-0.038 mm粒級，鉛、鋅分布率均為90 %以上，銅分布率為87.66 %;-0.015 mm粒級金屬分布率均為50 %以上?？傊?，銅、鉛、鋅均多以硫化物形式存在，而表面的氰化物嚴(yán)重影響了可浮性，加之粒度過細(xì)，互凝及礦泥罩蓋現(xiàn)象很難避免，浮選回收難度較大。

利用顯微鏡下礦物定量法進(jìn)行礦物組成分析發(fā)現(xiàn)：銅礦物主要為黃銅礦，鉛礦物主要為方鉛礦，鋅礦物主要為閃鋅礦，硫礦物主要為黃鐵礦，脈石礦物主要為石英。

單體解離度分析結(jié)果表明：銅、鉛、鋅礦物單體解離度較高，分別為94.32 %、96.57 %、97.57 %，這有利于銅、鉛、鋅的浮選分離，但要解決微細(xì)粒浮選中機械夾雜問題，才能獲得較高浮選指標(biāo)。

2 工藝確定

從氰化尾渣性質(zhì)分析結(jié)果得出銅、鉛、鋅難以回收的原因主要有2點：①礦物表面被污染，粘滿了大量的氰化物，銅、鋅礦物受到嚴(yán)重抑制，再次活化很困難，同時活化后可浮性受到礦漿中氰化物再次抑制。由于氰化浸出中加入了大量的石灰作為保護(hù)堿，在堿性條件下銅、鋅更容易受到抑制，但方鉛礦不易受氰化物和石灰的抑制;②粒度微細(xì)。微細(xì)顆粒具有很高的表面能，吸附藥劑能力強，但往往容易產(chǎn)生互凝與礦泥罩蓋現(xiàn)象，藥劑很難作用于礦物表面，嚴(yán)重影響浮選指標(biāo)。

因此，選擇合適的工藝必須要克服以上2點影響：①必須要盡量減少礦漿中氰化物濃度，同時清洗礦物表面，使礦物表面恢復(fù)可浮性;②盡量避免微細(xì)粒的影響，使微細(xì)粒盡量分散，提高微細(xì)粒礦物與捕收劑的接觸機率，從而提高浮選指標(biāo)。

剪切絮凝浮選工藝是針對微細(xì)粒礦物浮選的有效工藝[9-10]，采用分散預(yù)處理和高速攪拌產(chǎn)生的剪切力使微細(xì)粒礦物充分分散，然后加入捕收劑使目的礦物強烈疏水產(chǎn)生聚團(tuán)，從而將目的礦物浮選出[11]。氰化尾渣中方鉛礦不被氰化物抑制，而黃銅礦及閃鋅礦均被強烈抑制，在這個浮選體系下，優(yōu)先浮選回收鉛非常容易;隨后加入酸進(jìn)行破氰處理，銅、鋅均被活化，根據(jù)可浮性優(yōu)先浮選銅;銅、鋅粒度過細(xì)，采用剪切絮凝浮選工藝能有效加強銅、鋅的浮選。綜合考慮，確定采用“優(yōu)先選鉛—破氰—剪切絮凝選銅—破氰—剪切絮凝選鋅”工藝回收氰化尾渣中銅、鉛、鋅礦物，同時金、銀會富集在精礦產(chǎn)品中，后期從精礦產(chǎn)品中提取金、銀。

3 結(jié)果與討論

3.1 鉛浮選條件試驗

乙硫氮是方鉛礦的選擇性捕收劑，在浮選工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，試驗直接選用乙硫氮作為方鉛礦捕收劑。因為氰化尾渣中含有氰化物及起泡劑，因此不需要添加銅、鋅抑制劑及起泡劑。乙硫氮用量試驗流程見圖2，結(jié)果見圖3。

從圖3可看出：未添加乙硫氮時，因氰化尾渣中含有部分捕收劑，方鉛礦可浮性較好，但鉛粗精礦鉛品位及鉛回收率均不高。隨著乙硫氮的加入，鉛粗精礦鉛品位及鉛回收率均升高;當(dāng)乙硫氮用量為60 g/t時，鉛粗精礦鉛品位及鉛回收率均達(dá)到最高;再增加乙硫氮用量，二者均有所下降;表明乙硫氮用量過大，機械夾雜較多，導(dǎo)致鉛粗精礦鉛品位及鉛回收率下降。因此，乙硫氮最適用量為60 g/t。

3.2 剪切絮凝浮選銅條件試驗

銅、鋅礦物均被氰化物強烈抑制，必須進(jìn)行活化才能恢復(fù)可浮性。試驗先加入少量硫酸破氰并活化黃銅礦與閃鋅礦，再加入分散劑使微細(xì)粒礦物有效分散，最后加入捕收劑并強烈攪拌，在剪切力及表面強疏水條件下，有用礦物產(chǎn)生絮團(tuán)，之后隨氣泡上浮，獲得精礦產(chǎn)品。

3.2.1 硫酸用量

硫酸價格便宜，是最常用的活化劑，可有效清洗礦物表面并去除礦漿中的氰離子。為考察硫酸用量對黃銅礦可浮性的影響，進(jìn)行了硫酸用量試驗。試驗流程見圖4，結(jié)果見圖5。

從圖5可看出：銅粗精礦銅品位隨硫酸用量增加先升高后降低。當(dāng)硫酸用量為2 000 g/t時，銅粗精礦銅品位達(dá)到最高，銅回收率稍低。當(dāng)再增加硫酸用量時，銅粗精礦銅品位及銅回收率均下降，這表明銅活化程度在硫酸用量為2 000 g/t時最優(yōu)。因此，選擇硫酸用量為2 000 g/t。

3.2.2 分散劑種類及用量

常見的分散劑有六偏磷酸鈉、水玻璃、羧甲基纖維素等，為選擇合適分散劑進(jìn)行了分散劑種類及用量試驗。試驗流程見圖4，結(jié)果見圖6、圖7。

從圖6可看出：采用六偏磷酸鈉作為分散劑時，銅粗精礦銅回收率最高，銅品位與采用其他2種分散劑試驗結(jié)果相當(dāng)，且銅粗精礦鋅品位最低，因此選用六偏磷酸鈉作為分散劑。當(dāng)六偏磷酸鈉用量為1 000 g/t時，銅粗精礦銅品位和銅回收率最高（見圖7）。綜合考慮，確定六偏磷酸鈉用量為1 000 g/t，實際應(yīng)用中可適當(dāng)增加。

3.2.3 抑制劑用量

礦漿中加入硫酸后，或多或少會活化部分可浮性好的閃鋅礦，但氰離子濃度會極大降低。為了提高銅粗精礦銅品位，必須在浮選時將這部分閃鋅礦抑制，同時考慮到礦漿中仍然有剩余的氰離子，選擇硫酸鋅作為抑制劑。抑制劑用量試驗流程見圖4，結(jié)果見圖8。

從圖8可看出：隨硫酸鋅用量增加，銅粗精礦銅品位和銅回收率整體均升高;當(dāng)硫酸鋅用量為1 500 g/t時，二者達(dá)到最高。因此，確定硫酸鋅用量為1 500 g/t。

3.2.4 捕收劑用量

Z-200是黃銅礦的選擇性捕收劑，用量少，工業(yè)應(yīng)用廣泛，試驗選定Z-200作為黃銅礦的捕收劑。Z-200用量試驗流程見圖4，結(jié)果見圖9。

從圖9可看出：銅粗精礦銅品位和銅回收率隨Z-200用量增加呈先上升后下降趨勢，而銅粗精礦鋅品位變化不大。綜合考慮，選擇Z-200用量為40 g/t。

3.2.5 攪拌強度

攪拌強度是剪切絮凝浮選工藝中一個重要條件。加入捕收劑使黃銅礦表面疏水性增強，而強烈的攪拌帶來能量加入，促使黃銅礦之間吸附成絮團(tuán)，從而提高黃銅礦的浮選速率。攪拌強度試驗流程見圖4，結(jié)果見圖10。

從圖10可看出：當(dāng)攪拌強度為1 200 r/min時，銅粗精礦銅品位與銅回收率最高，鋅回收率較低。因此，選擇攪拌強度為1 200 r/min。

3.3 剪切絮凝浮選鋅條件試驗

剪切絮凝浮選鋅條件試驗包括硫酸用量、捕收劑種類及用量、攪拌強度等，與浮選銅試驗大致相同。試驗確定捕收劑為乙基黃藥，用量60 g/t，重點介紹硫酸用量及攪拌強度條件試驗。

3.3.1 硫酸用量

合適的硫酸用量是浮選鋅獲得良好指標(biāo)的基礎(chǔ)，此時閃鋅礦被抑制，必須對其進(jìn)行活化，常用的活化劑有硫酸銅和硫酸，而被氰化物抑制的閃鋅礦很難被硫酸銅活化，因此直接選用硫酸作為閃鋅礦的活化劑。硫酸用量試驗流程見圖11，結(jié)果見圖12。

從圖12可看出：隨硫酸用量增加，鋅粗精礦鋅品位及鋅回收率均先升高后降低。當(dāng)硫酸用量為2 000 g/t時，指標(biāo)最好，因此確定硫酸用量為2 000 g/t。

3.3.2 攪拌強度

強烈攪拌產(chǎn)生剪切力，為鋅的絮團(tuán)浮選打下基礎(chǔ)。攪拌強度試驗流程見圖11，結(jié)果見圖13。從圖13可看出，攪拌強度最優(yōu)為1 200 r/min。

3.4 閉路試驗

在確定的條件試驗及開路試驗基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全流程閉路試驗。試驗流程見圖14，結(jié)果見表9。

從表9可看出：閉路試驗獲得的鉛精礦鉛品位25.89 %、鉛回收率77.67 %，銅精礦銅品位17.89 %、銅回收率66.45 %，鋅精礦鋅品位42.55 %、鋅回收率75.00 %，指標(biāo)良好。

4 結(jié) 論

1）山東某金礦氰化尾渣中含有金、銀、銅、鉛、鋅有用金屬，均達(dá)到回收價值，銅、鉛、鋅品位分別為0.41 %、0.53 %、0.58 %;顯微鏡下發(fā)現(xiàn)銅礦物主要為黃銅礦，鉛礦物主要為方鉛礦，鋅礦物主要為閃鋅礦，硫礦物主要為黃鐵礦，脈石礦物主要為石英;銅、鉛、鋅多分布在-0.038 mm粒級，鉛、鋅分布率均為90 %以上，銅分布率為87.66 %;銅、鉛、鋅礦單體解離度分別為94.32 %、96.57 %、97.57 %。

2）試驗確定了選鉛作業(yè)中乙硫氮用量60 g/t;選銅作業(yè)中硫酸用量2 000 g/t，六偏磷酸鈉用量1 000 g/t，Z-200用量40 g/t，硫酸鋅用量1 500 g/t，攪拌強度1 200 r/min;選鋅作業(yè)硫酸用量2 000 g/t，攪拌強度1 200 r/min。閉路試驗獲得鉛精礦鉛品位25.89 %、鉛回收率77.67 %，銅精礦銅品位17.89 %、銅回收率66.45 %，鋅精礦鋅品位42.55 %、鋅回收率75.00 %的良好指標(biāo)。

3）試驗分析了微細(xì)粒氰化尾渣難浮選原因，并給出了解決途徑。通過剪切絮凝浮選工藝有效解決了氰化尾渣中微細(xì)?？筛∵x差的問題，成功將銅、鉛、鋅分離。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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