張 川

（安徽太平礦業(yè)有限公司）

新經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)下，我國(guó)礦產(chǎn)加工行業(yè)發(fā)展迅速，這不僅豐富了我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)體系的生產(chǎn)業(yè)態(tài)，而且有效促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在金屬礦加工中，銅和鋅是較為常見的2種原材料，其中硫化銅礦以黃銅礦為主，其往往與硫化鋅礦中的閃鋅相伴而生，在磨礦作業(yè)中，黃銅礦會(huì)溶解出一定的銅離子，這些銅離子會(huì)使閃鋅礦活化，這在增加銅鋅可浮性的基礎(chǔ)上，增加了兩者的浮選分離難度?；诖?，進(jìn)行礦物浮選工藝的深層研究，實(shí)現(xiàn)硫化銅、硫化鋅的有效分離，繼而為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)奠定良好條件。

1 銅、鋅礦石基本特征

1.1 銅礦石特征

作為一種重要的工業(yè)生產(chǎn)原料，銅在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有戰(zhàn)略價(jià)值，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展影響深遠(yuǎn)?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)體系下，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于有色金屬的需求不斷增加，就銅材料而言，其需求量?jī)H次于鋁；除機(jī)械加工、電子科技外，銅材料在建筑工業(yè)、輕工業(yè)等領(lǐng)域也廣泛應(yīng)用。在工業(yè)快速發(fā)展的今天，對(duì)于銅材料的需求不斷增加，但隨著礦產(chǎn)資源的開采，富礦資源逐漸短缺，復(fù)雜硫化銅鋅礦的開采和利用顯得尤為重要。黃銅礦是一種負(fù)載的硫化銅鋅礦石，是提煉銅礦的重要原料。黃銅礦本身可浮性較好，化學(xué)晶體結(jié)構(gòu)與閃鋅礦、黝錫礦相差不大，其中的陽(yáng)離子、陰離子分別分布在角頂和配位四面體中，由此構(gòu)成了四方體晶系［1］。

1.2 鋅礦石特征

鋅是一種極為重要的有色金屬，從鋅礦石原料來看，閃鋅礦中的含鋅量較高，整體含鋅量可達(dá)67.10%，同時(shí)閃鋅礦中含有一定的鐵元素。研究表明，閃鋅礦的鐵含量最高可達(dá)30%。工業(yè)生產(chǎn)中，若閃鋅礦中的鐵含量超過10%，則將此類礦石原料稱為鐵閃鋅礦［2］。閃鋅礦與其他硫化礦物存在一定的共存關(guān)系，即閃鋅礦可能和黃銅礦、黃鐵礦等礦物伴生共存。在酸性條件下，閃鋅礦的可浮性較為突出，但在堿性條件下，可浮性會(huì)有所下降。銅鋅礦分離過程中，磨礦工藝會(huì)產(chǎn)生一定的次生銅離子，鈣離子能使得閃鋅礦發(fā)生活化反應(yīng)，受此影響，閃鋅礦與黃銅礦的可浮性相近，增加了銅鋅礦浮選分離的難度。工業(yè)生產(chǎn)中，有必要進(jìn)行銅鋅礦浮選分離工藝的優(yōu)化，以此來實(shí)現(xiàn)硫化銅、硫化鋅礦物質(zhì)資源的高效利用。

2 礦物浮選分離工藝

2.1 銅鋅礦物優(yōu)先浮選

當(dāng)?shù)V物質(zhì)構(gòu)成較為簡(jiǎn)單時(shí)，可采用銅鋅礦物優(yōu)先浮選工藝進(jìn)行處理。就礦物本身而言，往往在可浮性層面具有一定的差異；銅鋅礦物優(yōu)先浮選工藝主要是利用可浮性差異進(jìn)行礦物分離。通常在浮選分離中，還會(huì)添加一定的藥劑，提升礦物浮選的效率和質(zhì)量。結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際可知，銅鋅礦物優(yōu)先浮選本身具有操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，而且其生產(chǎn)所需的藥劑較少，生產(chǎn)礦物質(zhì)的品位較高。譬如，可通過優(yōu)先浮選工藝對(duì)高砷復(fù)雜銅鋅多金屬礦進(jìn)行處理，能獲得品位優(yōu)良的銅精礦、鋅精礦；該工藝下，銅回收率可達(dá)87.45%，鋅回收率可達(dá)90.14%。在銅鋅礦物優(yōu)先浮選工藝下，藥劑的使用會(huì)對(duì)浮選的效果造成影響，如可通過優(yōu)先浮銅再選鋅的工藝進(jìn)行礦物浮選分離處理，該工藝下使用高效復(fù)合抑制劑T20或新型高效銅捕收劑A11，均能實(shí)現(xiàn)銅鋅礦物的有效分離。需注意的是，在銅鋅礦分離浮選中，有的黃銅礦會(huì)嵌布在閃鋅礦中，這大大增加了銅鋅分離的難度。此時(shí)，按照銅優(yōu)先浮選—銅粗精礦再磨再選—銅尾礦選鋅的工藝流程進(jìn)行處理，能實(shí)現(xiàn)銅鋅的有效分離，保證銅鋅材料的整體品位和回收效率［3］。

2.2 銅鋅混合浮選—混合精礦分離

除銅鋅礦物優(yōu)先浮選工藝外，銅鋅混合浮選—混合精礦分離在現(xiàn)代工業(yè)體系中的應(yīng)用也較為普遍。該工藝體系下，礦物質(zhì)往往被分成易浮和難浮兩部分，然后可按難易程度進(jìn)行浮選。該浮選工藝下，若礦物質(zhì)的可浮性相近，則其往往會(huì)被同時(shí)選出，由此形成一定的混合精礦，再進(jìn)行銅鋅礦的浮選分離，能有效的滿足現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)需要。如在含金高硫銅鋅多金屬硫化礦浮選分離過程中，為實(shí)現(xiàn)硫化銅、硫化鋅的有效分離，可在考慮礦石特征的基礎(chǔ)上，吸收優(yōu)先浮選工藝優(yōu)勢(shì)，然后按銅鋅混合浮選—混合精礦分離工藝進(jìn)行礦物質(zhì)浮選分離處理（圖1）；嚴(yán)格按該流程及指標(biāo)進(jìn)行礦物質(zhì)浮選分離，能獲得較為理想的選礦指標(biāo)［4］。從工藝應(yīng)用效果來看，銅鋅混合浮選—混合精礦分離工藝的可控性較為突出，且生產(chǎn)中的藥劑需求量相對(duì)較少，不足之處在于該工藝的操作較為復(fù)雜，且浮選作業(yè)所需的時(shí)間較長(zhǎng)，故而在工業(yè)生產(chǎn)中，其整體的使用次數(shù)相對(duì)較少。

現(xiàn)代浮選分離選礦中，應(yīng)科學(xué)化地選擇浮選分離工藝，還需注重對(duì)礦石性質(zhì)的有效分析。在一定程度上，礦石性質(zhì)決定了后期浮選工藝的應(yīng)用。譬如，當(dāng)銅鋅礦的礦物組成較為復(fù)雜、各類型礦物嵌布密切、分解難度較大時(shí)，可通過銅鋅混合浮選—混合精礦分離工藝進(jìn)行處理，該工藝能實(shí)現(xiàn)銅鋅礦的有效分離。

3 礦物浮選分離藥劑

在銅鋅礦物浮選過程中，規(guī)范化地使用分離藥劑能提升銅鋅礦石的浮選、分離效率，保證銅鋅礦石的品位和回收率。現(xiàn)階段，礦物浮選分離藥劑的類型豐富，常見分離藥劑不僅包含選擇性捕收劑，可抑鋅浮銅，而且涉及抑銅浮鋅等藥劑。

3.1 選擇性捕收劑

礦物質(zhì)浮選分離工藝中選擇性捕收劑的應(yīng)用較為廣泛，該類分離藥劑具有改變礦物質(zhì)表面疏水性的特征，在選擇性捕收劑的作用下，浮游的礦粒會(huì)黏附在氣泡上，實(shí)現(xiàn)礦物質(zhì)的有效分離。從藥劑類型來看，其在離子性質(zhì)層面具有一定的差異，根據(jù)這種差異，可將其分為陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性型和非離子型；從應(yīng)用范圍來看，除硫化礦捕收劑、氧化礦捕收劑外，非極性礦物捕收劑也是較為常見的捕收劑應(yīng)用類型。這些捕收劑本身具有較強(qiáng)的物理、化學(xué)吸附性能，而且能使礦物產(chǎn)生一定的表面化學(xué)反應(yīng)，這對(duì)礦物質(zhì)浮選分離回收率、精礦品位控制具有積極作用。譬如，在低品位銅鋅混合精礦浮選分離中，可選擇BK302 選擇性捕收劑作為浮選分離藥劑，在該藥劑作用下，可先進(jìn)行1 次粗選，然后按3 次掃選、3 次精選浮選工藝進(jìn)行礦物質(zhì)原材料處理，這樣浮選分離工藝中抑鋅浮銅特征較為明顯，能有效提升礦物質(zhì)浮選分離的品位，保證礦產(chǎn)資源的回收率。另外，在銅鋅多金屬硫化礦分選中，還可使用甲基硫氨脂、BK301等捕收劑混合液來提升浮選分離的效率和質(zhì)量；就甲基硫氨脂、BK301配比而言，需將其混合比例控制在4:1，這樣才能實(shí)現(xiàn)銅鋅礦的有效浮選分離，保證硫化銅、硫化鋅的產(chǎn)量，進(jìn)而為礦產(chǎn)加工奠定良好基礎(chǔ)［5］。

3.2 抑鋅浮銅

銅鋅礦石分離處理中，抑鋅浮銅工藝的應(yīng)用較為普遍，規(guī)范使用該工藝能實(shí)現(xiàn)礦物浮選分離技術(shù)的全面優(yōu)化，抑鋅浮銅工藝應(yīng)重視閃鋅礦抑制劑的研發(fā)和使用。硫酸鋅是較為常見的一種閃鋅礦抑制劑，將該抑制劑用于可浮性較差的閃鋅礦，能實(shí)現(xiàn)鋅物質(zhì)活化現(xiàn)象的有效抑制，這在降低鋅物質(zhì)可浮性的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)銅物質(zhì)的浮選分離。

現(xiàn)代工業(yè)體系下，有的閃鋅礦被活化，這增加了銅鋅礦的分離難度，過去人們?cè)谇杌锏幕A(chǔ)上，配合使用其他抑鋅浮銅藥劑進(jìn)行處理。該處理工藝下，通過氰化物在礦漿中的水解作用，礦物質(zhì)混合料會(huì)產(chǎn)生一定的HCN 和CN-，當(dāng)浮選分離處于堿性環(huán)境時(shí)，CN-濃度增大，此時(shí)藥劑的抑制效果會(huì)有所增強(qiáng)；當(dāng)浮選分離處于酸性環(huán)境時(shí)，HCN 物質(zhì)會(huì)快速形成，此時(shí)藥劑的抑制效果會(huì)有所下降，故而在過去的抑鋅浮銅工藝下，必須在堿性環(huán)境下使用氰化物。近年來，人們的環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，抑鋅浮銅工藝中氰化物的使用量大大減少，為滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)需要，研究人員設(shè)計(jì)開發(fā)了多種新型抑鋅浮銅抑制劑。譬如，在銅鋅礦浮選分離中，有研究將石灰、TW、硫酸鋅和亞硫酸鈉組合藥劑作為抑制劑，并在銅礦石捕收劑層面使用捕收劑Z-200，該捕收劑的性能突出，能實(shí)現(xiàn)銅鋅礦物的有效分離。另外，在低品位高硅硫化銅鋅礦浮選分離中，考慮到礦物種類、礦物嵌布、脈石嵌布關(guān)系等因素的影響，可選擇碳酸鈉作為礦漿pH 值調(diào)整劑，同時(shí)在抑制劑的使用中可在腐植酸鈉、硫酸鋅應(yīng)用的基礎(chǔ)上，配合使用亞硫酸鈉形成組合抑制劑，使用EMB-513為捕收劑浮選銅；有研究顯示，使用這些抑制劑、捕獲劑后，低品位高硅硫化銅鋅礦的浮選分離能實(shí)現(xiàn)銅礦物及鋅礦物的有效分離，可獲得銅品位27.31%、銅回收率86.35%的銅精礦，鋅品位50.94%、鋅回收率78.11%的鋅精礦，保證銅礦物、鋅礦物的回收率和品位優(yōu)勢(shì)。

3.3 抑銅浮鋅

現(xiàn)代工業(yè)體系下，人們對(duì)于礦物浮選分離工藝的應(yīng)用逐漸深入，但在抑銅浮鋅層面相關(guān)研究仍然較少。這是因?yàn)樵诘V物浮選分離中，與閃鋅礦相比，黃銅礦往往具有較高的可浮性，受此影響，人們?cè)诟∵x分離工藝選擇中往往青睞于抑鋅浮銅工藝的應(yīng)用。但在浮選工藝中，若受銅離子影響，鋅礦物本身發(fā)生活化反應(yīng)，自身的可浮性提升，且銅礦物在氧化作用下可浮性下降時(shí)，可通過抑銅浮鋅的方式進(jìn)行浮選處理。

銅鋅礦浮選分離中，考慮到銅鋅礦自身承受氧化能力的差異，可選擇性地進(jìn)行黃銅礦的氧化處理，然后再對(duì)其進(jìn)行浮選處理。目前，放置氧化法是較為常用的一種方式，該法操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益顯著；不足之處在于氧化、浮選所需的周期較長(zhǎng)。為滿足工業(yè)生產(chǎn)需要，可選擇使用一定的外加劑，在外加劑的作用下完成黃銅礦的快速氧化，然后進(jìn)行浮選分離處理，以此達(dá)到縮短浮選分離周期的目的。

除上述工藝外，絡(luò)合物法在礦物浮選分離中也得到了深層次應(yīng)用。如可按1:3 的比例將硫酸銅和硫代硫酸鈉混合，由此得到一定的絡(luò)合物。從銅鋅礦浮選分離效果來看，該物質(zhì)在抑制黃銅礦并活化閃鋅礦層面效果突出，能有效滿足新時(shí)期硫化銅、硫化鋅的浮選分離需要。

4 銅鋅礦浮選分離綠色方法研究

4.1 銅鋅礦浮選分離新要求

現(xiàn)代工業(yè)體系下，人們?cè)谧⒅厣a(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)中的生態(tài)效益提出了較高要求。在銅鋅礦浮選分離工藝下，需嚴(yán)格按照綠色、環(huán)保、節(jié)約的要求進(jìn)行生產(chǎn)，這對(duì)銅鋅礦浮選分離工藝的應(yīng)用提出了全新要求，并在一定程度上對(duì)選礦效率造成了較大影響。在礦場(chǎng)生產(chǎn)中，按照傳統(tǒng)的選礦方式難以滿足新時(shí)期的生產(chǎn)需要，基于此，在規(guī)范使用各種捕收劑、抑制劑的基礎(chǔ)上，還需在其他外界手段的作用下，完成銅鋅礦物的物理、化學(xué)改性處理，以保證銅鋅礦浮選分離的整體效益。

4.2 銅鋅礦浮選分離綠色新方法

新時(shí)期，針對(duì)銅鋅礦浮選分離工藝研究的逐漸深入，由此產(chǎn)生了一些具有較高經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益的新方法，滿足了新時(shí)期銅鋅礦浮選分離的工作需要。例如，在對(duì)黃銅礦和閃鋅礦進(jìn)行分離時(shí)，可通過刺槐豆膠進(jìn)行處理，該材料本身具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。從浮選分離效果來看，刺槐豆膠對(duì)閃鋅礦的抑制作用較為明顯，且抑制效果明顯超過了黃銅礦。通過分析可知，刺槐豆膠表面存在Zn（OH）2、ZnO 及羥基，這些物質(zhì)存在一定的吸附作用，能將閃鋅礦吸附在自身結(jié)構(gòu)表面，完成硫化鋅、硫化銅的快速分離。

電化學(xué)法在銅鋅礦浮選分離中也得到了廣泛應(yīng)用，作為加溫氧化技術(shù)后產(chǎn)生的全新技術(shù)，電化學(xué)法根據(jù)硫化礦物氧化速度的差異，通過電催化增大不同礦物間的可浮性差異，以此實(shí)現(xiàn)礦物質(zhì)的有效分離。從電位調(diào)控浮選效果來看，能有效縮短礦石的浮選時(shí)間，同時(shí)在浮選機(jī)數(shù)量控制中具有積極作用，能有效降低銅鋅礦浮選分離的經(jīng)濟(jì)成本。大量研究表明，使用電位調(diào)控浮選工藝能有效減少藥劑的使用，避免對(duì)周圍環(huán)境造成影響。值得注意的是，在不同硫化礦物浮選分離中，應(yīng)注重其浮選電位的系統(tǒng)控制，即在考慮礦漿pH 值、礦漿電位的基礎(chǔ)上，還應(yīng)對(duì)浮選藥劑進(jìn)行有效控制，以此來實(shí)現(xiàn)多種硫化物的有效分離。

5 結(jié) 語(yǔ)

（1）現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，人們對(duì)于銅礦石、鋅礦石的需求量不斷增加，面對(duì)礦產(chǎn)資源日益短缺的局面，應(yīng)重視銅鋅礦的浮選分離處理。新時(shí)期，研究人員應(yīng)深入研究銅礦、鋅礦的基本特征，深層次分析銅鋅礦浮選分離工藝原料及藥劑應(yīng)用，并進(jìn)行浮選分離工藝的系統(tǒng)創(chuàng)新，才能有效提升硫化銅、硫化鋅的生產(chǎn)效率

（2）黃銅礦本身具有良好的可浮性，在酸性條件下閃鋅礦的可浮性也較為突出?？紤]到堿性條件下銅鋅礦物分離困難的問題，可通過銅鋅礦物優(yōu)先浮選、銅鋅混合浮選—混合精礦分離等工藝進(jìn)行浮選處理。在實(shí)際浮選中，應(yīng)重視浮選藥劑的選用，并深化刺槐豆膠浮選、電化學(xué)法的應(yīng)用，提升銅鋅礦浮選的經(jīng)濟(jì)效益、質(zhì)量效益和生態(tài)效益，實(shí)現(xiàn)銅、鋅礦產(chǎn)資源的綜合利用，促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)的有序發(fā)展。