乐 毅

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

复杂铜铅锌硫化矿中铜回收浮选研究

乐 毅

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

针对某复杂铜铅锌多金属硫化矿伴生铜矿物嵌布粒度细小,硫化铁矿物含量高的矿石性质,采用铜优先浮选工艺,应用硫酸亚铁、亚硫酸钠和硫酸锌组合抑制剂和Z-200号与乙黄药为捕收剂,结果表明:对含Cu 0.62%、Pb 7.45%、Zn 4.92%的试样,在粒度-0.074 mm为90%入选时,获得了含Cu 20.35%,回收率63.64%的铜精矿。

铜浮选;多金属硫化矿;抑制剂;捕收剂

某铅锌矿床属铅、锌、黄铁矿多金属硫化矿床,伴生有少量的铜资源,多年来没有综合回收。为了综合回收宝贵的伴生铜资源,变资源优势为经济优势,提高企业的经济效益,本文对伴生铜资源综合利用进行了试验研究,试验目的是通过对伴生铜的可选性研究,确定铜回收的工艺流程和技术参数,为工业回收提供技术依据。

1 铜的工艺矿物学特征

试样中铜以原生硫化铜的形式存在,约占63.62%,主要以黄铜矿为主;其次以斑铜矿、黝铜矿、铜蓝、辉铜矿等次生硫化铜矿物的形式存在,约占35.89%。

矿石中黄铜矿约占铜矿物的70%,另外有少量辉铜矿和斑铜矿,偶见黝铜矿、铜蓝、孔雀石等。约占70%的黄铜矿呈细粒嵌于黄铁矿、铁闪锌矿、方铅矿、磁铁矿粒间或裂隙中,嵌布粒度一般0.01～0.05 mm之间,主要在0.03 mm以下;约20%的黄铜矿呈乳浊状、细粒状被包裹于铁闪锌矿中,其嵌布粒度一般＜0.01 mm,部分0.02 mm或以上,多在0.005 mm以下;其余约10%的嵌于脉石矿物集合体中,未与其它硫化物嵌连,嵌布粒度多数在0.02 mm以下,少部分在0.04 mm以上。总体上黄铜矿嵌布粒度偏细小,大多数在0.04 mm以下。

对试样进行化学多元素分析的结果见表1,主要矿物组成及其含量见表2。

表1 试样化学多元素分析结果%

表2 试样中的主要矿物组成及其相对含量%

影响铜回收的最主要因素是铜矿物嵌布粒度细小,且与其它硫化物嵌生接触关系紧密。矿石需磨矿到很细才能使得铜矿物有效解离。其次是根矿石中含硫化铁矿物(黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿、磁黄铁矿)较高,达56%左右,由于铜矿物与硫化铁矿物的嵌布关系紧密;同时要兼顾Pb、Zn、Ag的回收,在选矿工艺上将降低铜的回收率。试样的性质表明综合回收该铜资源具有较大难度。

2 伴生铜浮选回收试验

2.1 试验流程的确定

伴生铜资源的回收取决于其嵌布特征和浮选特性,铜矿物的浮选特性在很大程度上决定了铜的回收工艺。本研究对铜铅混浮-再分离工艺流程、优先工艺流程两种工艺流程进行了对比试验,试验流程及药剂条件见图1,不同浮选工艺对铜回收的影响见表3。

图1 回收铜工艺对比试验流程

表3 不同浮选工艺对铜回收的影响%

从表3的试验结果来看,采用铜优先浮选方案所得铜粗精矿的铜品位和回收率分别为4.08%和44.62%,比采用铜铅混合浮选方案的2.68%和40.80%都要高。同时,在铜粗精矿中前者铅的占有率为11.78%,后者则为20.30%,即增加了8.52%;并且采用铜铅混合浮选方案铜铅分离难度较大,因此采用铜优先浮选方案处理该矿石。

2.2 磨矿细度试验

本试样嵌布粒度细,铜铅锌矿物之间共生关系复杂,磨矿细度的变化对铜矿物的回收有影响。磨矿细度试验每次给矿1 000 g,磨矿浓度为66.67%。不同磨矿细度的浮选试验在3 L的XFD型单槽浮选机中进行,每次试验样重1 000 g,浮选矿浆浓度约为33%,不同磨矿细度的浮选试验结果见表4。

表4 不同磨矿细度浮选试验结果%

从表4试验结果可以看出,随着磨矿细度的增加,铜尾矿中铜的损失明显下降,当磨矿细度大于-0.074 mm占90%～95%时,铜粗精矿中铜品位与回收率的综合指标相当。本试样嵌布粒度极细,铜铅锌矿物之间共生关系复杂,适宜的磨矿细度对铜矿物的回收十分重要。因此,将-0.074 mm占 90%作为本次回收铜资源的磨矿细度。

2.3 抑制剂种类与组合试验

铜优先浮选工艺中,铜粗选过程要尽量避免铅锌金属在铜粗精矿中的损失,对铅锌的抑制非常重要,为此进行了多种组合抑制剂探索试验。固定抑制剂ZnSO4用量为800 g/t,Na2SO3用量为500 g/t,CaO用量为1 000 g/t,FeSO4用量为500 g/t,抑制剂种类与组合试验结果见表5。

表5 抑制剂种类与组合试验结果%

由表5试验结果可以看出,铅锌在铜粗精矿中的损失变化不大,但采用FeSO4+Na2SO3+ZnSO4组合抑制剂时,铜粗精矿中铜的回收率为59.71%,品位为3.35%,其铜回收率最高,有利于铜的回收,故确定采用FeSO4+Na2SO3+ZnSO4作为本试验研究的组合抑制剂。

经过系列的用量条件试验,确定初选时硫酸亚铁、亚硫酸钠和硫酸锌的用量分别为600 g/t、800 g/t、800 g/t;精选时硫酸亚铁、亚硫酸钠和硫酸锌的用量分别为50 g/t、100 g/t、100 g/t。

2.4 捕收剂种类与用量试验

为了寻找适合的铜矿物捕收剂,固定抑制剂用量和磨矿细度,在同等捕收剂用量情况下进行铜捕收剂的探索试验,不同捕收剂浮选铜的试验结果见表6。

表6 不同捕收剂浮选铜的种试验结果%

由表6试验结果可知,Z-200号选择性好,但所得铜粗精矿回收率低;丁黄药或Z-200号与丁黄药组合捕收能力强,但选择性不好,铜粗精矿中铅锌品位及回收率均较高;而以Z-200号和乙黄药组合作为捕收剂具有明显的优势,铜粗精矿中铜的品位4.90%和回收率61.86%,两者都较高,且铅锌金属在铜粗精矿中的损失少,故确定使用Z-200号和乙黄药组合作为浮铜的捕收剂。

经过用量条件试验得出:Z-200号用量以45 g/t为宜,乙黄药用量以10 g/t为宜。

2.5 铜浮选开路试验

在多种粗选和精选条件试验的基础上,进行铜浮选开路试验,试验的原则流程为一粗二扫三精,具体操作条件和药剂制度如图2,试验结果见表7。

图2 铜浮选开路试验流程

表7 铜浮选开路试验结果%

表7的试验结果表明,铜优先浮选粗精矿经过三次精选,可以获得含铜24.81%、含铅4.78%、含锌2.84%,铜回收率为46.82%的铜精矿;经过两次扫选后,铜尾矿中的损失率降低到19.70%。

2.6 铜浮选闭路试验

在开路试验和条件试验的基础上,选定磨矿细度-0.074 mm为90%进行铜浮选闭路试验。因试验过程中发现铅在铜精选作业中有富集现象,故在第二次精选中添加适量的组合抑制剂Na2SO3、CMC和Na2SiO3。闭路试验中矿为顺序返回,具体流程与操作如图3所示,闭路试验结果见表8。

表8 铜浮选闭路试验结果%

图3 铜浮选闭路试验流程(-0.074 mm90%)

表8闭路试验结果表明,铜精矿中含铜20.35%、含铅11.56%、含锌7.23%,铜精矿产品中铅锌品位较高,主要是该矿石中的次生铜矿物含量较高,浮选过程中容易活化铅锌硫化物;而且铜精矿中铜的回收率不高,仅为63.74%,铜尾矿中铜品位为0.23%,回收率为36.26%,这与铜矿物嵌布粒度细小,绝大多数在0.04 mm以下有关;并且主要嵌于黄铁矿、闪锌矿、方铅矿粒间,或裂隙中,也呈微细粒的乳浊状存在于铁闪锌矿中,常见被闪锌矿包裹或半包裹,很难充分解离,导致铜尾矿中铜品位和回收率均较高、铜回收率较低。

3 结 论

1.该铜铅锌多金属硫化矿中伴生铜矿物的嵌布粒度细小,绝大多数在0.04 mm以下,且与其它硫化物紧密共生,矿石需要细磨才能使铜矿物有效解离;矿石中含硫化铁矿物(黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿、磁黄铁矿)高达56%,浮选过程中需抑制硫化铁矿物;伴生铜矿物的分选要兼顾Pb、Zn、Ag等金属矿物的回收。

2.对比研究了铜优先浮选和铜铅混合浮选工艺,在磨矿细度试验的基础上,进行了组合抑制剂和不同捕收剂的对比试验。确定采用铜优先浮选方案,磨矿细度-0.074 mm为90%,选择硫酸亚铁、亚硫酸钠和硫酸锌作为组合抑制剂,Z-200号与乙黄组合作为铜矿物捕收剂,铜浮选流程为一粗二扫三精来综合回收该铜铅锌资源的伴生铜矿物。

3.在磨矿细度为-0.074 mm占90%入选时,铜浮选闭路试验获得品位Cu 20.35%、Pb 11.56%、Zn 7.23%,回收率Cu 63.64%、Pb 3.01%、Zn 2.84%的铜精矿。

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Abstract:In light of the properties of fine cupriferous particles and high-contenting pyritic minerals in complex Cu -Pb-Zn polymetallic sulphide,a flotation process of prior copper recovery was tested by compounding depressors of ferrous sulphate,sodium sulphite and zinc sulphate as well as collectors mix of Z-200 and sodium ethylxanthate.Under the particle size conditionsof minus 0.074 mm 90%and feed containing copper 0.62%,lead 7.45% and Zinc 4.92%,the results show that the product of copper concentrate grading 20.35%,copper at a recovery of 63.64%were obtained.

Key words:copper recovery by flotation;polymetallic sulphide;depressor;collector

Research on Copper Recovery in Complex Cu-Pb-Zn Polymetallic Sulphide by Flotation

YUE Yi

(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

文献标识码:A

1003-5540(2011)03-0011-04

2011-03-10

乐 毅(1977-),男,工程师,博士,主要从事资源综合利用和选矿工艺研究工作。