铜铅锌多金属矿的选矿工艺优化研究

时间：2024-09-03

刘飞

（新疆地矿局第一地质大队，新疆吐鲁番838204）

当前世界各地对于多金属矿的选矿工艺越来越复杂，矿石的组成、共生、镶嵌关系等复杂多变，这也是当前多金属选矿领域中一项非常棘手的难题。本次研究的多金属矿样来自于新疆某多金属矿，其特点是矿物质较为复杂，含有微量的铅，属于易浮但是分离较为困难含硫量较低的。本试验的目的在于能够探索出一套比较适用于该矿的选矿工艺，为生产提供合理的技术职称。

1 矿石性质

矿石的样本来自于新疆某多金属矿，矿石中含有的矿石种类较为简单，以黄铜矿为主，掺杂少量的闪锌矿、方铅矿以及黄铁矿等。脉石矿物品种较为复杂有石英、长石、矽线石、少量白云母等。矿石的结构为他形颗粒状为主，另外含有较少的固体溶解分离结构。在他形颗粒状结构中，有用矿物质的结构复杂多样主要有规则和无规则颗粒状、细长条状、多尖状以及脉状构造。主要有用矿物铜锌之间的嵌布关系为简单嵌布为主，但是在闪锌矿中含有较多的铜矿物，使得铜锌分离较难。

2 实验方案的选择

我们对新疆该矿区的矿石特点前期进行了大量的了解，根据该矿的矿石性质特点，我们决定采用全优浮选的选矿工艺比较适合该矿性质。在采用优先浮选法中，我们采用抑锌浮铜的方式进行操作。但是，该浮选法存在一定的困难，主要问题在于闪锌矿是一种非常活跃的矿石，其中的锌离子比较容易被铜离子活化从而与铜矿物一起进入到泡沫产品中，因此在试验中要选择对闪锌矿的锌离子具有一定的稳定作用的药剂，这是铜锌分离的关键点。

3 试验研究

3.1 本次试验

本次试验一共取得样品400kg，分为8种样品，按照一定的比例进行配比，尽量配比成为与生产选矿的品质一致，配矿后原矿成分分析如下表所示：

表1 配矿化学组成比例%

（1）矿石的粉磨细度确定。经过分析该矿石属于难选矿石，主要有用矿之间有着较为密切的共生关系，且嵌布颗粒呈现多样不均匀性，铅锌分离、铜锌分离以及铜铅分离难度较大。因此，要对该样品矿石做细磨试验。经过试验我们发现，当磨矿细度为74μm并且占比在70%～95%之间时，开路流程铜铅混合精矿中的含锌量从12%将到了6%，所以我们粗略判断该样品矿石的细度为74μm占比为90%。

（2）捕收剂及其用量确定。本次试验捕收试剂分别采用了乙黄药、丁黄药、乙黄药和丁黄药的混合、乙硫磺，经过试验发现以上试剂对于铅矿物粗选上浮效果较乙黄药和丁黄药好，锌矿物的上浮量接近55%。铅锌是属于较为易浮矿物，如果只是单纯使用乙硫氮反而对铜矿物的回收效果较低。以上所有试剂中乙黄药和丁黄药的混合试剂所呈现的浮选效果最佳，为了进一步确定乙黄药和丁黄药的用量和比例，我们该补收试剂进行了试验，并找出了最佳的配比。试验结果如表2和表3所示。

表2 捕收剂用量

表3 捕收剂用量比例

由上面两表可以看出，铜精矿的回收率随着混合捕收剂的用量增加而增加，但是当混合捕补收剂用量增加大200G/T时，铜精矿的回收率增幅低降低，如果继续使用量增加，铜精矿的回收率反而出现下降趋势。

经过综合考虑之后，我们决定试验中混合捕收剂的用量为：粗选用量150G/T，扫选用量75G/T。在确定混合捕收剂配比时，当比例在0.5-2（1:2到2:1之间）时铜精矿的回收效果比较好，且回收率均大于87%。因此，我们决定试验中使用的混合捕收剂配比为1:1。

（3）抑制剂以及其用量确定。上文确定好磨矿细度和混合捕收剂的用量以及配比之后，进入到抑制剂选择。铜锌分离的效果好坏直接受到抑制锌硫的药剂种类和用量。抑制剂组合和用量合理，可以很好的抑制闪锌矿中锌离子的活性，提升铜锌的分离效果，提高铜粗精矿的品质。试验中主要选用的抑制剂有亚硫酸钠、硫化钠、硫酸锌。解决铜锌分离的难题在于，原来矿中的铜离子，去铜离子的最佳试剂为硫化钠。矿石中，铜矿物组成较为复杂，矿石中的铜离子使得闪锌矿中的锌离子难以收到硫酸锌的抑制。向其中加入石灰，虽然对抑制锌有明显效果，但是铜回收率下降较为明显，同时石灰石对铅有明显的抑制作用，经过综合考虑我们决定在选锌区使用石灰。石灰用量为1500G/T（ph值为10.5左右），亚硫酸钠用量为1000g/t、硫化钠用量为1000g/t、硫酸锌用量为2000g/t时，铜粗精矿的浮选效果最佳。

（4）闭路试验。由于试验中铜矿中的含锌量依然超过标准不达标，其中添加了少量的氰化钠来进一步抑制闪锌矿，为了降低氰化钠对铜精矿的回收效果，在粗选环节时依然使用少量的硫化钠来去除其中的铜离子从而降低锌的活性。使用混合捕收剂在进行铜铅浮选时，要将氰化钠加入在混扫和中矿处理环节中，铜铅混选用碳酸钠进行调浆，在选锌环节使用石灰进行调浆，以保证矿浆的PH值维持在10.5左右。通过对磨矿细度、抑制剂、捕收剂确定之后，我们决定采用图1的方式进行闭路试验。在该闭路流程中，铜的浮选我们采用一粗一扫一精来获取铜精矿。在本闭路试验以及相关的试剂用量下，最终我们实验结果为：铜精矿品位21.17%，回收率84.35%；锌精矿品位48.12%，回收率69.89%。